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智能路灯控制系统.docx

上传人:shugezhang1 2022/6/22 文件大小:231 KB

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文档介绍

文档介绍:智能路灯控制系统
1、需求分析
1. 1设计背景
城市亮化作为形象工程的重要组成部分,越来越被政府所重视,大量的资金 投入进行建设和改造,使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌,绚丽多彩,但问题也 随之而来,能耗的逐年攀升,由此产生的某些问题的稳定性,性价比高。因此,我们采用方案二。
3、系统硬件设计
3. 1 AT89S52单片机的内部组成
AT89S52内部有8 KB ROM,基本组成如错误!未找到引用源。所示。
串行楂口
定时/计数懿
TO T1
TXD RXD
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程
Flash存储器。
2显示模块设计
采用点阵式液晶显示器(LCD)显示。LCD功能强大,可显示各种字体的 数字、汉字、图像,还可以自定义显示内容,显示灵活生动,同时配有4*4键盘 更便于工作人员操作。
3物体检测模块设计
本模块用来检测交通状况。当车辆经过时,路灯自动亮灭变化,从而实现路 灯根据交通状况自动调节其亮灭状态功能。
案二:采用漫反射式光电开关检测物体运动状态。当物体经过某一指定地点 时,传感器感应到物体,并把信号传给控制单元,再由控制单元发出指令控制路 灯亮灭,从而有效实现路况检测功能。该方案具有有效、直观,电路和程序控制 更简单明了,稳定性也相对较强等优点。因此我们选用了方案二。
3. 4环境监测单元设计
本单元采用光敏电阻检测环境明暗变化,当光敏 电阻感应到光线变化时,将信号传给控制单元进行处 理,再由控制单元控制路灯的亮灭。。 共有四路检测单元,备用1路。 1
3. 5电源单元设计
电压源:该电压源将工频交流电经过变压、 整流、滤波、稳压,向系统提供+5V电源
恒流源:该电流源将工频交流电经过变压、整流、滤波、电阻的分流、 分压及三极管的稳流、放大,最后向1W LED灯提供恒定300mA的电流
3. 6功率调节单元设计
本单元利用单片机控制PWM信号,再经过三极管、固态继电器进行功率放 大,实现对功率的有效调节,使驱动功率在规定时间内自动减小,其调节范围可 在20%〜100%内设定。如图3. 9所示。本电路可加稳压电源或恒流电源,可通 过电路硬件进行设置。同时负载电流和电压通过单元控制器的电压表和电流表进
R =匕c T9 -100 = 200Q
2 I
行监视,由此可得:
3. 7系统各模块方案设定
主控芯片:采用Atmel公司的AT89S52作为控制核心;
显示模块:采用12864液晶显示;
物体检测模块:选用漫反射型光电开关检测物体运动状态;
环境检测模块:使用光敏电阻来实现对环境明暗状况的检测;
驱动模块:自制+5V稳压源和300mA恒流源;
功率调节模块:单片机控制PWM信号调制。
总硬件电路图见附图1所示。
4、软件系统设计
1系统软件设计说明
在进行微机控制系统设计时,除了系统硬件设计外,大量的工作就是如何根 据每个生产对象的实际需要设计应用程序。因此,软件设计在微机控制系统设计 中占重要地位。
在单片机控制系统中,大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数 据处理包括:数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片 机按一定的方法进行计算,然后再输出,以便控制生产。为了完成上述任务,在 进行软件设计时,通常把整个过程分成若十个部分,每一部分叫做一个模块。所 谓“模块”,实质上就是所完成一定功能,相对独立的程序段,这种程序设计方 法叫模块程序设计法。模块程序设计法的主要优点是:
单个模块比起一个完整的程序易编写及调试;
模块可以共存,一个模块可以被多个任务在不同条件下调用;
模块程序允许设计者分割任务和利用已有程序,为设计者提供方便。
2程序结构框图
根据设计方案,系统结构框图如图4. 1所示:
图4. 1系统结构框图
4、总结
本设计实现了题目所有的基本要求;
本设计实现了题目所有的发挥部分;
本设计采用的控制器资源有限,如果采用高级的控制芯片,我们会实现 更多的控制功能,使系统更完善。
考虑到作品的性价比,外观设计尚有不足之处,应该进一步改进,使其 更合理美观。
除此之外,本设计增加的创新部分功能如下:
单元控制器的驱动部分能够分别采用稳压驱动和恒流驱动,两种电源 供电方式。选择方便,控制稳定。
利用51系列单片机与液晶屏实现主菜单和多级子菜单功能选择、参数 设定、运行与实时监控等功能,实现对路灯模拟控制系统的综合控制。
增加了输出电压和电流表头指示,使输出结果和测试更直观,简便。
本设计采用便宜的硬件,硬件功能通过软件实现,元件数少,可靠性 高,成本低廉,性价比高,功能满足设计要求。
主程序流程图: