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LED智能路灯控制系统毕业论文
LED智能路灯控制系统
院系:信息科学与工程学院
专业班:电子科学与技术
姓名:
学号:
指导教师:
2015年05月
LED智能路灯控制系统
LEDintelligentstreetlightcontrolsystem
摘要
随着社会的快速发展,人们的生活水平也在不断的提升,在人们生活当中,自动化家用电器越来越多。与此同时,路灯也是人们生活当中不可缺少的一部分,当光线不足的楼道内或是夜晚,完全看不见路况,行走就非常不方便。
对于上面的情况,我就进行研究路灯,对于如今现有的路灯我加以分析,就决定了利用51单片机来制作一个智能路灯系统。之后就需要在51单片机上面制作相关的控制电路和软件,以实现自动控制的目标。
其中自动控制方式是红外传感和光敏检测来完成。红外传感是利用BISS0001芯片来进行的,光敏检测是利用光敏电阻来采集数据的,并且采用LM393来分析光敏电阻检测的数据并分析出光的强度。当在光线比较强的时候,该路灯是出于熄灭的状态;当光线比较弱的时候,并且没有人体的存在的时候,路灯也是处于熄灭的状态的;只有当光线比较弱的时候,同时有人体存在的时候路灯才处于亮的状态。并且在路灯亮的时候,人体离开后,延时一段时间后再熄灭路灯。这样就很好的减少了电能的浪费,也充分的体现了智能化,不用声控利用红外也减少了噪音,充分的体现了人性化。
关键词:自动感应路灯单片机智能化
Abstract
Withtherapiddevelopmentofsociety,people'slivingstandardsarealsoconstantlyupgrading,inpeople'slives,moreandmoreautomatedhousehold,thestreetalsowereanindispensablepartofpeople'slives,wheninsufficientlightcorridorinsideornight,completelyinvisibleroad,walkingveryinconvenient.
Fortheabove,Iconductedastudyonstreetlights,streetlampsavailabletodayformetoanalyze,itwasdecidedtomakeauseSCMintelligentstreetlightingyouneedtomakethetop51single-chipcontrolcircuitryandrelatedsoftwaretoachieveautomaticcontrolofthetarget.
WhereintheautomaticcontrolmodeisaninfraredsensorandaphotodetectortosensoristheuseofBISS0001chiptocarryout,thephotodetectorissensitivetolightandresistancetocollectdataandanalyzetheuseofLM393photoresistortestdataandanalyzetheintensityofthelightisstrong,whenthelightsareturnedoffforthestate;Whenthelightisweak,andthereisnopresenceofabody,whenthestreetisintheoffstate;Onlywhenthelightisrelativelyweak,whilethepresenceofthehumanbodywhenitisinthebrightlightsofthebrightlightswhenleavingthehumanbody,thedelayperiodoftimebeforelightsgoislessofagoodwasteofenergy,butalsofullyembodiestheintelligence,nolessavoicebyinfrarednoise,fullyembodiesthehumanity.
Keywords:auto-sensingstreetlightSCMintelligent
目录
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绪论
研究背景:随着社会的断进步,智能化技术在电子产品领域的应用在人们的生活中越来越广泛,家用电器也越来越偏向智能化,已经应用于实际中的有智能洗衣机,智能电饭锅,智能电磁炉等,而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点,都是利用单片机作为中央控制单元。单片机的智能家用电器和普通家用电器相比,功能上更强,使用更方便,安全可靠性也更高,最重要的是更节省电能。
随着小区不断的扩建,人们居住环境不断的改善,从而使得照明尤为重要,需求也就相应的增多,对于目前那种通宵灯火通明的路灯已经过时了,那种路灯对于电能是一种极大地浪费,为了节能和适用,研究节能型的智能路灯是势在必行,此次的设计就需要以节能和适用为主来研究。
对灯光的智能控制,新的小区以及其他居住环境和居住人数,用电负荷不断加大,路灯用电管理不善,造成电能大量浪费。所以就必须根据需求的环境来研究开发出节能、适用的自动控制路灯是具有很好的现实意义的。
研究意义:由于目前在小区内,楼道灯火通明,这造成了严重的资源浪费。对此,就必须研究开发出节能、适用的自动控制路灯。
由于我国人口众多,从而也显现出能源的不足,为了长期可持续发展战略,节能就是一个必须解决的问题。世界上的能源在不断的减少,中国的也不例外,随着时间的推进,能源最终会利用完,所以现在就必须节约能源,使得能源的利用时间加长,所以对于节能型的智能路灯的设计是势在必行。。
各大小区的路灯控制重要由:光控和声光控组成,其中光控对电是最浪费的,而声光控就一定程度上影响到了居民的生活。根据以上情况,在此次的LED智能路灯控制系统的设计中首要考虑的是节能和特定环境下的适用性。
研究内容:此次设计的路灯控制是利用单片机作为控制芯片。将硬件设计分为传感器部分、单片机、路灯、红外。软件设计采用模块化结构,将各模块设计完成后进行总调。
要了解并且要处理好红外及光敏所采集的参数,并且调好灯在光线强度达到一定强度时达到开灯条件,处理好红外所采集的参数,和光敏采集的参数共同工作,来判定是否需要开灯、关灯及延时情况。
研究目标:此次的设计是针对路灯的自动控制来设计的,制定的方案是基于51单片机来设计的,由此来制定硬件部分和软件部分,以达到能够自动为目标。
此次研究的路灯控制系统能用于道路、楼道、图书馆及公共场合,从而使得照明系统能够人性化智能管理,从而就减少了电能的浪费;实现自动、手动灯光控制两种方式,这样就更加方便实用;通过反复试验和改进,最终达到能够应用到道路、楼道、图书馆及公共场合等地方。以此为目标来完成此次的LED智能路灯控制系统的设计。
本次设计的中心思想为自动控制,目标是为了减少电能的浪费,同时也以实用为主。
1系统总体方案设计
系统总体框图
系统控制单元是以单片机主控模块为核心,其它外围电路主要包括:LED指示模块、复位电路、人体感应模块、光敏模块、晶振电路、继电器模块,设计的系统总框图如图1-1所示。
单
片
机
LED指示模块
复位电路
光敏模块
人体感应模块
继电器模块
晶振电路
图1-1 系统总体框图
路灯控制可实现有效的路灯智能控制。主要影响自动控制的条件为光强和红外,利用光敏模块来检测光强,人体感应模块判定是否有人。当光强足够的时候,路灯是处于不亮的状态;当光强不足时,人体感应模块判定有人时,路灯就处于亮的状态;当光强不足时,人体感应模块判定没有人时,路灯就处于不亮的状态。
方案的选择
单片机的选择
在单片机的选择上有两种选择方案,既AT89C51单片机和STC89C51单片机。
STC89C51系列单片机的指令系统和AT89C51系列的完全兼容,但实际操作起来却存在很多问题:
(1)AT的芯片需要专门的下载板,而STC只要个串口就可以了。
(2)STC单片机对工作环境的要求比较低,3V到5V之间都可以工作。
(3)STC单片机的价格比ATM单片机的价格便宜。
比较ATM89C51和STC89C51,STC系列的单片机在烧录的时候比AT的要简便,并且STC单片机的工作电压在3V到5V之间都可以,对工作的条件要求比较低,所以选择STC系列的单片机来作为本次设计的主要控制芯片。所以此次选择STC89C51单片机作为主控芯片,因为在内存上足够此次的设计运行,烧录程序也很简单,而且其价格也比较便宜,也减少了本次设计的成本,能够更好的应用到现实生活当中。
感应器的选择
方案一:被动式红外传感,能够很好的区别开活动这的人和其它的运动物体,它有很好的隐蔽性,出现错误和异常的几率也很低,探测监控的方位也比较广,能够很好的抵抗干扰等其它特点。但是在光学的处理部分中:折射式一般,反射式很好,但是折射式就比较差了。
方案二:主动式红外传感,利用到了光学透镜,从而使得对光的处理更好,也由此可知其价格比较昂贵。
比较被动式红外传感技术和主动式红外探测器,主动式红外探测器对光的处理更好,收发端安装要牢固可靠,不应受环境因素的影响,而发生位移而导致有错误出现,光学系统的保养保要求也比较高。因为主动式探测器所探测的是点到点,而不是一个面的范围。由此可以看出它的探测可靠性非常高。如果需要检测的范围是一个空间,那么就需有多个主动式探测器,因为其本身就比较贵,用了多个,那么所产生的费用也就更高了,成本太高也不行,因为不能用于现实生活中。而被动红外探测器的器件功耗很小、有很好的隐蔽性、价格低廉,功耗很小从而就体现了本次设计以节能为主的主要思想,价格低廉也使得成本降低,从而能够很好的且大量的用于现实生活中。经过多方面的考虑,此次的设计选用的是被动式红外传感器模块。