城市智能路灯控制系统毕业设计最终稿 - 图文

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2013届学生

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毕业设计材料 ※※

（二） ※※※※※※※※※

课题名称姓 名学 号学 院专 业指导教师

学 生 毕 业 设 计 开

题

报

告

书

城市智能路灯控制系统设计

欧敏辉 091250205 通信与电子工程学院 电子科学与技术 胡赛纯 副教授

2013年02月18日

设计题目 城市智能路灯控制系统设计 课题的根据：1）设计方案（设计用到的主要工具、预期实现的功能及参数要求、主要功能模块等）。 2）自己的见解（主要是对设计方案的制定、设计难点及解决办法、设计创新方面的思考）。 1. 设计方案 本次毕业设计主要采用MCS-51系列单片机原理和控制理论设计城市智能路灯控制系统，实现定时开关，光控开关，声控开关，故障报警等路灯电路模型与仿真及实物。以单片机STC89C52为核心控制器件，通过按键选择设置时间参数，在LCD1602显示相应设置值，并在串口通信协议下将参数值送到单片机中，实现对时间的定时，实现定时开关的作用。结合光控开关，和在下半夜的声控开关，共同实现路灯系统的智能化，节能和更好的实现故障报警和维护。 1.1 设计用到的主要工具 本次设计用到主要工具有：Proteus7.5，Keil uVision3，Altium Designer Summer 09，Multisim1.0。 1.2 预期实现的功能及参数要求 1、实现定时开关设置，通过按键电路在LCD1602上设置定时开路灯和定时关路灯，实现在不同四季可以更好的控制路灯开关时间，以达到最好的开关效果； 2、实现光控开关的功能，能随机应变的适应当白天光照强度低于15LUX的情况下，达到开启路灯系统，使交通更加安全可行； 3、下半夜通过关掉相间隔的路灯，以实现节能的功能，配合声控控制开关，可以及时全亮，给交通带来安全可靠照明系统； 4、通过检测电路，实现灯泡故障报警电路系统，便于维护人员的维护和及时排除交通的安全隐患问题。 1.3 主要功能模块 1、以STC89C52单片机作为本设计的控制核心处理器组成的单片机最小系统； 2、以按键配合LCD1602控制设置的定时开和定时关的电路设计； 3、光控电路设计，实现应急开路灯控制； 4、下半夜路灯节能模式的开启和声控开关的应急启动，节能和减少交通安全隐患

问题； 5、二极管模拟路灯电路； 6、故障和报警电路，便于尽快维护交通安全问题。 2. 本人见解 2.1 方案制定 随着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。路灯管理工作需要一个以计算机为核心的、自动化的管理手段来替代普通的路灯监控系统。使整个城市照明监测，决策和管理工作建立在计算机信息网络平台之上。因而单片机在路灯系统中的应用应运而生。 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。单片机技术中的计时系统是单片机的一个典型的应用。通过计时系统来对时间进行有效的控制。在路灯设计的定时系统中将得到更好的应用. 路灯控制系统在城市中的用途很广泛，本路灯控制系统针对实际情况的需要进行优化设计的。在本设计中，输入是开关按键，进行时间控制，显示是通过LCD1602实现，通过对时间的调整，达到定时开和定时关的设置，达到控制的目的。 结合光控和声控以及固有的节能模式为一体，实现更加实用性和可行性的路灯控制系统。既可以实现节能化，也可以实现快速报警化，便于维修人员的维护和及时的减少因路灯原因引起的交通隐患，实现更加安全节能环保的路灯控制系统。 2.2 设计难点及解决办法 本设计的主要难点有对时间的设置，只利用单片机自带的定时器来实现定时开路灯和定时关路灯。还有就是要达到在下半夜之后才开启声控开关的应用功能，在白天或者上半夜不能处于应用状态。再次就是故障报警电路的灵敏度的控制和调试问题。采用12MHZ的晶振，便于对时间的精确控制，通过对一个时钟的设置基础上再来实现定时开关的功能。光敏和声敏开关采用灵敏度极高的光敏电阻和声敏电阻，以实现灵敏开关，减少系统的应用故障问题。采用LCD1602来显示，比数码管更加好的显示时间设置的值，以及可以显示故障问题，比普通的数码管更加实用。报警系统采用强蜂鸣器，来提醒工作人员故障问题，催促你及时维护路灯，带来交通的安全便捷。本

设计集成了存储、编解码电路、传感器控制电路。为实现可靠的数据精度，本设计在硬件方面方面选择精度高的元器件，电路中设计了多重开路灯电路设计，更好的实现路灯的及时高效的应用问题。软件设计中，通过对单片机的I/O口的设置和应用，完成该设计所需的实现功能。需设计合理的硬件电路，而软件设计需流程清晰，合理编写模块化程序。 2.3 设计的创新思想 城市智能路灯控制系统，在常规的路灯开关设置基础上，实现更加节能，高效，更加方便切实可行的方法。AT89S52单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、价格低廉等特点，将它与传感器、LCD显示屏以及其他外围电路结合可设计出简单高效、精度可靠、易于运用和实用的路灯开关控制系统；本设计加入了特有的下半夜节能开关模式，在人和车流量少的时候，达到一种节能的方式，减少不必要的能源消耗。当有车辆或行人经过时，通过声控开关开启未亮的路灯，减少交通隐患。配合定时开关和光控开关的使用，实现双开关控制功能。以及那盏灯坏了可以通过LCD显示以及蜂鸣器报警，减少维护工作量和便于工作人员尽快解决问题； 本设计的精确方面就是集节能，高效，安全，维护于一体的智能控制系统。实现更加方便快捷的城市新型路灯控制系统。 设计的主要内容: 1.总体方案确定。广泛查阅单片机定时方面的资料和I/O口的输入输出的控制资料以及其他的一些路灯控制模式和传感器开关的研究资料，根据设计要求进行项目方案选择与论证，完成系统的总体设计方案； 2.系统硬件设计。系统硬件设计主要包括：时钟电路、单片机的最小系统电路、按键设置和LCD显示电路、光/声控制电路、报警电路以及二极管路灯模拟电路。在此基础上完成原理图的绘制以及PCB图绘制，最后进行Proteus仿真； 3.系统软件设计。本设计主要研究开关的问题，定时开关和光控开关以及下半夜工作的声控开关的协调问题和开启问题，采用一定的时序和中断来实现这些功能的编写等； 4.制作实物。依据原理图列元器件清单，制作PCB板，购买元器件，进行电路板焊接，最后进行实物调试，完成实物的制作。