路灯控制器开题报告.doc

本 科 毕 业 设 计 开 题 报 告题 目 路灯控制器 学生姓名 学号 101 所在院(系) 物理与电信工程学院 专业班级 指导教师 2014 年 3 月 日题 目路灯控制器一、选题的目的及研究意义目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。这不仅造成了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。而且，我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样也有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不确定性，同时也占用了一定的人力资源；定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况，使得天还没黑路灯就开，天还没亮路灯就灭的情况，大大影响了人们的日常出生活。本设计通过使用AT89C51单片机对系统进行智能控制，检错。使系统达到自动启停及及时响应。由于单片机具有集成度高，处理能力强,可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。本课题研究基于单片机的智能路灯控制系统可针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗开发出的新型节能控制系统。它可作为集自动启停、智能纠错、只能报警于一体的路灯控制装置。自动检测光线强度，在光线较弱会影响到驾驶员判断时，自动打开路灯进行照明，当光线渐强，视线良好时切断电源关闭照明；同时，还可对路灯本身的故障进行监测，当开启了照明路灯却没有点亮时能给出报警信号。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等近年来，随着科技的不断发展，各种路灯控制器被不断的研究出来。其中，美国和日本主要集中在研究紧凑型荧光灯和镇流器荧光灯两个方面。而我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品， 能达到一定 的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用 自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然软方法升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。而为了更好的达到控 制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如光控、声反反复复控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给自足的效果。随着我国经济的快速发展，各个城市的道路交通明显得到了改善，道路照明质量要求也越来越高，路灯照明设施规模越来越大，数量也越来越多，这对改善各地区的投资环境,促进经济快速发展，方便群众生活、美化城市起了很大作用，但伴随而来的是能耗大幅度提高，特别是近年来能源价格不断大幅度提升，电价上涨的呼声也越来越高，在市场经济的促进下煤、电联动是迟早的事情，城市照明的电能耗费逐渐成为各地政府部门的一大经济负担；国内绝大部分的城市和地区几乎都采用路灯隔盏关灯的省钱方法，其中的弊病不言而喻不仅导致了路面照度分布不均，给治安及交通安全埋下了隐患，而且不能避免后半夜电网电压的升高（供电电压因用电负荷减少而升高15%左右）而导致设备过度发热，既缩短了灯源寿命，又增加了维护费用，因此不能称做是真正意义上的节能。同时目前国内大部分城市的道路照明管理系统直至现在仍在沿用简单的光控、钟控等传统控制方式。这些系统普遍存在着难以反馈路灯运行状态信息、难以进行远程控制等局限，基本没有节电效果，并且采用传统的人工巡检，不仅使路灯管理部门的任务繁重，也增加了运行维护的费用。为了缓解我国能源紧张、减轻各地财政压力很有必要采用一种方便、经济的路灯节电器来解决以上问题。综上所述，未来的智能路灯控制必将向着更安全、更环保、更节能、更高效率的方向发展。三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明一、思路与方法：采用AT89S51单片机作为控制器核心，通过使用光敏电阻GL5528和模数转换的方式，提供给单片机光线的数字传感信号来测环境明暗程度。由单片机对采集到的环境明暗程度信号进行判断并处理，然后通过继电器等相关的执行元件来实现开灯关灯。采用LM324芯片，他是内部集成了4个运算放大器的芯片，可以达到设计要求。本课题拟选用简单的继电器开关电路。其工作原理是：光照下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升激发导通，激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制。二、基本方案的确定：器件分析选择硬件设计软件设计整体综合仿真设计调试三、设计方案通过光敏电阻采集输入电压信号，电压比较器转换后输入控制器，当外界光信号的强度低于规定阈值时，通过软启动开启路灯。当光信号强度高于一定数值时，通过软启动关闭路灯，并将采集输入电压信号，与已设定的标准电压值进行比较，达到控制路灯的目的。再通过软件判断当开启了照明路灯却没有点亮（光敏电阻 GL5528采集回的电压值低，和前一个为同一光敏电阻）时能给出报警信号。继电器采用JWD-171-25。硬件系统框图：光采集模块电压比较器模块复位电路晶振电路继电器控件报警模块AT89C51AT89C51软件流程图：是否开始是否低于规定光强初始化灯开灯灭是否低于规定光强报警结束四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明1 华成英模拟电子技术基础 2 阎 石数字电子技术基础 第5版 3 李建忠单片机原理及应用（第2版）西安电子科技大学出版社 2008-02-014 冯 英 秦 斌轻松学继电器与可编程控制器 科学出版社 2009-11-15 高彦波，李 岩，毕晓燕PC与单片机之间的远距离并行通讯卡 电站设备自动化 20016 王福瑞单片微机测控系统设计大全 北京航空航天大学出版社 1998.7 何立民单片机应用技术选编 北京航空航天大学出版社 1993.8 潘新民单片微型计算机实用系统设计 人民邮电出版社 19929 陈忠平ATmega16单片机C语言程序设计经典实例 电子工业出版社 201110陈忠平基于Proteus的AVR单片机C语言程序设计与仿真 电子工业出版社 201111郁有文传感器原理及工程应用（第三版）西安电子科技大学出版社 2008-7-112谭浩强C程序设计 清华大学出版社 2010-6-113 PVPIT PVPIT PUNE, INDIA Prof. S.A.Chavan GSM Based Smart Street Light Monitoring and Control System Omkar Natu Department of Computer Science, 14程树英, 连永圣 Design of a New Solar LED Lamp Controller Based on ZigBee United States 2012March五、毕业设计进程安排3月3日4月4日：查阅资料及方案论证4月7日-5月9日：编写软件、