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1、20162016 届）届） 毕业设计毕业设计 题 目： 基于单片机的节能路灯控制系统的设计 姓名： 汤烨俊 专业： 电子信息工程 班级： 电信 N122 学 号： 201245679215 指导教师： 许 翔 导师职称： 副教授 嘉兴学院南湖学院教学事务管理中心 2016 年 月 日 诚诚 信信 声声 明明 我声明，所呈交的设计是本人在老师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，设计中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得嘉兴学院南湖学院或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。我承诺，设计中的所有内容均真实、可信。 设计作者
2、签名： 签名日期： 年 月 日 授授 权权 声声 明明 学校有权保留送交设计的原件，允许设计被查阅和借阅， 学校可以公布设计的全部或部分内容，可以影印、缩印或其他 复制手段保存设计，学校必须严格按照授权对设计进行处理， 不得超越授权对设计进行任意处置。 设计作者签名： 签名日期： 年 月 日 基于单片机的节能路灯控制系统的设计 摘摘 要要 本文中的设计是基于单片机 MSP430G2553 的一个用于节能路灯控制系统，能够自 动检测来往行走人员，当有人员通过时能根据环境光线自动启动路灯，当人员离开， 延迟一段时间后路灯自动熄灭，并可以根据需要自动调节路灯亮度。在控制系统中， 含有人体红外传感器模
3、块、光敏电阻传感器模块、声光电报警模块，首先光敏电阻传 感器模块会对天气亮度进行识别，从而进行判断路灯是否被打开，如果遇到问题不能 被打开则报警模块会触发蜂鸣器和 LED 灯警示；当有人通过时，人体红外传感器模块 会检测到，将信息反馈给单片机，单片机将会调节 PWM 波，从而使路灯增加亮度。该 系统基本实现了对路灯的节能控制，并实现了路灯的工作模式、调光功能和报警信息 等功能，整个系统稳定、可靠，具有良好的应用前景。 关键词：关键词：MSP430G2553，节能路灯控制系统，人体红外传感器 DESIGN OF ENERGY SAVING LAMP CONTROL SYSTEM BASED ON
4、 SINGLE CHIP MICROCOMPUTER ABSTRACT The design is based on msp430g2553 a for street lamp energy-saving control system, can automatically detect traffic personnel, when personnel through can according to the ambient light auto start the streetlight, when people leave, after a period of time delay lam
5、p extinguished automatically, and can be according to the need to adjust the brightness of street lamps. In control system, containing the human body infrared sensor module, photosensitive resistance sensor module, sound photoelectric alarm module, first of all, photosensitive resistance sensor modu
6、le will identify the brightness of the weather, so as to judge whether the lamp was turned on, if you encounter a problem can not be open alarm module will trigger the buzzer and led warning light; when someone passes, the human body infrared sensor module will be detected and the information feedba
7、ck to the microcontroller, microcontroller will adjust the PWM wave, thus enable the street to increase brightness. The system basically realized the energy saving control of street lamps, and realized the working mode of the street lamp, light control function and alarm information, the whole syste
8、m is stable and reliable, and has good application prospects. Keywords: MSP430G2553, energy saving lamp control system, human body infrared sensor 目录目录 1 绪论.1 1.1 概述.1 1.2 节能路灯控制的国内外现状与发展.1 1.2.1 路灯节电控制器的发展历史.1 1.2.2 路灯节电控制器的发展现状.2 1.2.3 路灯节电控制器的相关技术.3 1.2.4 路灯节电控制器的发展趋势.4 1.3 现有路灯控制系统的分析.5 1.3.1 现有
9、路灯控制系统的缺点不足.5 1.3.2 拟采用的改进方案.5 2 节能路灯控制方案设计.6 2.1 课题主要内容.6 2.2 节能路灯控制方案介绍.6 3 系统硬件的选择和设计.8 3.1 单片机的选择.8 3.1.1 单片机模块的论证与选择.8 3.1.2 单片机最小系统及周边电路.9 3.2 光敏电阻模块.10 3.3 红外传感器模块.10 3.4 声光电报警模块.11 4 软件系统设计.13 4.1 软件编写.13 4.2 系统流程图.15 5 系统调试.16 5.1 单片机最小系统的调试.16 5.2 光敏电阻模块的调试.16 5.3 人体红外感应模块的调试.16 5.4 蜂鸣器报警模
10、块的调试.17 5.5 软件运行的调试.17 6 总结与展望.18 参考文献.19 致谢.21 附录.22 基于单片机的节能路灯控制系统的设计 0 1 绪论绪论 1.1 概述概述 随着人类文明的发展进步，人们对于基础建设的要求越来越高，路灯，作为城市 基础建设的必要设施，毫无疑问得成为了人类夜间活动的主要照明工具。城市的路灯 控制系统是城市基础建设的一个重要组成部分，它的智能化程度也反映出了城市的现 代化文明水平。经研究表明，良好的道路照明可以减少大约30%左右的夜间交通事故。 所以，设计自动化程度高、安全性能好、运行可靠、智能控制程度高、高效节能、使 用和维护方便的照明控制系统，是城市现代化
11、文明不可缺少的要求之一。近些年，随 着计算机技术的快速发展，应用计算机技术来推动各项公共事业的发展，取得了非常 显著的成效。通过改变现当代相对落后的照明控制系统来节约能源，是建立节约型社 会所必须的。随着国家的“节能法”颁布以及实施和我国“十一五”规划要求，高科 技技术和节约能源已经纳入社会可持续发展战略的重要内容，利在当代，功在千秋1。 随着城市路灯照明规模的不断扩大延伸，在传统的技术方式下，管理部门的维护成本 和人工成本不断增长。因此，城市路灯控制系统所采用的计算机技术需要实现科学化 管理和智能化管理。 1.2 节能路灯控制的国内外现状与发展节能路灯控制的国内外现状与发展 1.2.1 路灯
12、节电控制器的发展历史路灯节电控制器的发展历史 人类的发展史是一部追求光明的创业史，火的运用是人类文明进步的重要里程碑。 远古先祖们点燃的篝火就是最早的灯火。直到1843年，中国上海街头出现了第一盏路 灯，尽管它是由煤油点燃的，但是在人们的心中，它发出的光芒比月光还要圣神。就 在黄埔江的两岸，人群为了一睹第一盏路灯的风采蜂拥而至，再后来，上海租界的路 灯又改成了由煤气供应的路灯。这种技术是从英国伦敦移植过来的，它的亮度比煤油 灯高出了好多倍，在夜里行走的人眼中，这种光亮简直就是夜晚的小太阳。再到1879 年，上海的十六浦码头终于亮起了中国第一盏用电能发光的路灯，供电的是一台只有 嘉兴学院南湖学院
13、本科生毕业设计 1 10马力的内燃机发电组，也就相当于一辆手扶拖拉机的功率而已2。 1.2.21.2.2 路灯节电控制器的发展现状路灯节电控制器的发展现状 目前国内的路灯控制器生产的品牌有：康启路灯控制器，智能路灯专用节电器； 路灯专用节能控制柜；路灯天文控制器/天文钟/天体钟、智能路灯节能控制柜、路灯 节电控制柜、路灯节电器等一系列的路灯控制器；并通过国家质量检测中心的检测认 证，符合国家用电要求3。KQ-LD1智能型路灯控制器采用国外最先进的计算机控制技 术，运用太阳与地球的运行规律以及地球经纬度与日出日落的关系，并根据一年四季 变化规律与经纬度算法计算日出日落时间。本产品有开关时间微调和
14、半夜控制功能， 从而能适应不同地理环境的需要；是路灯、霓虹灯、广告灯箱、监控补光等设备的最 佳时间控制器，能有效节约资源消耗，减少浪费；可广泛应用于街道、铁路、车站、 航道、工矿、学校、小区及供电部门等一切需要时间控制的场所4。路灯控制器目前 广泛应用于市政主要道路（国道、省道、县道）、高速公路、体育广场、桥梁、码头、 隧道、园林、观光景灯、游乐场所、广告灯箱等用于公共照明的环境场所；路灯控制 器所适用的灯具类型也很多，比如高压钠灯、低压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯、 荧光灯等所有气体放电式的照明灯具5。 它们的特点如下： 1、采用国外先进的微处理芯片，可靠性高、误差小、稳定性强。 2、具有断
15、电数据保存，时钟不间断工作，无需更换电池，维持时钟运行十年以上。 3、经纬度计算开关时间，随季节变化合理控制，最小步长1分钟。 4、采用液晶显示年、月、日、时、分，并带有背光，方便夜间观察和操作。 5、具有路数选择功能，可方便的设置为1路、2路或者3路控制。 工作模式0：用户设定开关时间，开灯范围12：00到23：55；关灯范围00：00到 11：55。 工作模式1：采用经纬度控制开关时间，2路，3路关灯时间可在00：00到11：55设 定。 工作模式2：经纬度控制时间正负30分钟风采用光控。 工作模式3：光强度控制开关灯。 6、具有独立检修按钮便于用电设备的检修或重大庆典的需要。 基于单片机
16、的节能路灯控制系统的设计 2 7、 抗干扰能力强，能抵御从电网直接输入幅值达2000伏的干扰脉冲。 8、大功率继电器输出，可接220伏或380伏接触器，控制稳定，使用寿命长。 1.2.31.2.3 路灯节电控制器的相关技术路灯节电控制器的相关技术 路灯节能控制器所实现的功能为: （一）电压监控（一）电压监控 由于各个地区的电力供应有所不同,有些地区的电网电压相对偏高,又有些地区的 电网电压相对偏低,而且电网电压还会随着负载的变化而产生大小不同的波动6。这时 候路灯节能控制器能够对电网电压进行实时地监控,与分时控制（下文会有详细解释） 配合起来,就会取得良好的效果。 具体的操作方法如下: 在遇到交通高峰期时,路灯应该保证足够的亮度。在正常的情况下,路灯应该投入 使用第一档运行。但是如果这时候电网电压相对偏低(如低于208 V) ,那么路灯应该全 压运行，如果电网电压相对偏高(如高于236 V) ,那么路灯则可以直接跳过第一档,投 入使用第二档运行。要注意的是，为了防止档位的频繁切换,每当系统监测到电网电压 低于208 V或者高于236 V 时，应该适当延长一段时间用来重新判断，然后再做决
