智能路灯控制器设计【毕业作品】

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时间:2024-03-12 22:06:09   作者: 万博网页版注册登录

  方案二:采用RC振荡器的原理进行光电检测,利用两个与非门与光敏电阻构成与非门结构的振荡电路,将光电信号转换成频率的形式,使用脉冲振荡产生的CP脉冲是作为标准信号和控制信号来使用,从而控制单片机后续操作,它是一种频率稳定、脉冲宽度和幅度有一定要求的脉冲[7]。在不同的光照强度下对该电路产生的方波频率进行仔细的检测,光线强频率则高,光线弱频率则低。其原理如图2-2所示:

  智能路灯控制器主要由光电检测电路、驱动电路等电路组成[4]。光电检测电路是整套设计的核心,驱动电路主要起执行作用,实现对路灯开关的控制。

  实Fra Baidu bibliotek光照强度的检测需要利用光电检测器件。光电检测器件是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光(电)信号(红外、可见紫外光辐射)转变成电(光)信号的器件。目前采用较多的光电检测器件主要有紫外管、光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等[5]。由于本设计检测的是自然光照强度,同时考虑到器件成本等客观因素,所以我们最终选择光敏电阻作为光电检测器件。

  本文将介绍一种基于89C51单片机、光敏电阻、继电器来实现智能路灯控制功能的系统。该设计能轻松实现两种模式控制:一是利用光敏电阻检测外界光照强度,通过光电检测电路产生频率信号传输给单片机来控制路灯是否照明,实现光控的功能;二是利用DS1302芯片构成的时钟电路,通过按键模块设定开关电路的时间,实现时间控制的功能,并能在LED数码管上显示时间。同时加上驱动电路对后续的路灯电路进行开关,完成整套设计,以此来实现智能路灯控制的要求。实验根据结果得出:该方案设计的智能路灯控制管理系统拥有非常良好的灵敏度和可靠性,可完成智能路灯控制的基本功能。

  目前,照明系统控制方式主要有时间控制方式、光照强度控制方式、时控与光控相结合的方式[1]。时间控制方式以时间为开、关灯的唯一依据,不论在任何季节条件下都只能在规定的同一时间开、关灯,随着季节或者气候的变化,需要人工干预来调整开、关的时间。光照强度控制方式是按照光照强度的差异来控制开、关灯[2],但在光线不足或者是有强光照射的夜晚,有几率发生错误的动作。公共照明的开关由分散单一的时间控制或者光照强度控制,没办法做到统一开、关灯,也不能根据市民活动需求及时作出调整开、关等的时间和照明效果,造成管理困难、电力资源的浪费以及生活上的不便。

  方案一:使用光敏电阻和比较器进行光电检测;其原理是光敏电阻遇光电阻变小,比较器LM393反相输入端的电压变大,当反向输入端电压大于正向输入端电压时,比较器输出低电平[6]。这个设计所提供的输入信号对环境的要求比较高,光线渐变到达某一程度的情况下不能判断信号输出是否为1或0,使得单片机难以判断输出信号,导致电路运行不正常。如下图2-1所示:

  随着现存技术的成熟和我们正常的生活水平的提高,同时考虑到节省能源,人们越来越渴望实现对居住小区公共照明的智能化。智能路灯照明系统的研究满足了人们的需要,同时也更方便灵活的管理的路灯的开关,既节能减排,又灵活多变,使得公共照明系统更加合理,更加人性化[3]。

  智能路灯控制管理系统通过考虑和分析,依据与道路照明紧密关联的时间、光照强度等因素的变化,实现对路灯的开启和关闭控制,从而在提高照明质量的同时获得最佳的节约能源的效果。结合实践经验和理论上的论证,本设计采用时控与光控相结合的方式,能够准确的通过实际条件的不同,灵活选用时控或者光控来实现路灯的开、关控制。