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公司新聞

多模式智能路燈控制系統

                   

  近年來,隨著經濟的高速發展和城市化進程的不斷深入,對相應的各項市政配套設施也提出了更高的要求。路燈作為現代城市的公共基礎設施,在城市的日常運作和人們的生活中起著重要作用,路燈控制系統的先進程度標志著座城市的現代化水平。目前全球面臨能源危機,電力資源已經成為緊缺資源。我國存在著嚴重的電力資源浪費現象,因此節能降耗是需要大力推行的政策。當前很多城市路燈系統基本只能實現按時開關燈的功能,僅僅是根據設定的時間來對路燈進行相關控制,使用全夜亮燈的方式,造成了很多電能資源的浪費。隨著機動車保有量的逐年上升和人口密集化發展,傳統的城市路燈照明系統也顯現出很多其他缺點和不足。例如:暴雨天氣時即使在白天天色也是陰暗的,卻缺乏必要的道路照明;在深夜及人流、車流量稀少時,路燈整夜照明,存在定程度的電力浪費問題;另外,旦路燈出現故障,只能通過路燈巡查人員檢查發現,不能及時反映到照明控制系統中,給維護工作帶來不便。因此,建立套具有多種工作模式的智能路燈控制系統就顯得十分必要。

  單片機、1C芯片和傳感器等技術的大力發展給智能路燈控制和照度模糊控制3系統的發展提供了前提和基礎。采用智能化路燈控制系統不僅能夠滿足正常的道路照明功能,還能有效節約電力資源,使得城市的路燈系統更具科學性和人性化,同時也提高了路燈系統維護和檢修的工作效率,一定程度上減少了市政工作人員的勞動強度。

  本文設計的智能路燈控制系統不僅具備基本的按時開關燈功能,而且能夠根據實際道路交通的需要靈活地設置工作模式,從而實現自動控制路燈的啟閉,以便能夠最大程度地實現節能。另外,路燈如果發生故障,系統能夠自動報警并及時通信到控制中心。

  1硬件系統結構智能路燈控制系統硬件結構如所示。該系統以AT89S52為主控模塊,以DS1302為時鐘模塊,以光電開關H22A2為紅外感應模塊,以光敏電阻為測光模塊,以LCD1602液晶為顯示模塊,以通信芯片MAX232為通信模塊。另外,系統還包括故障檢測模塊、鍵盤模塊和報警模塊。

  2硬件電路設計21鍵盤模塊分別與單片機P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4相連。在初始狀態下,按鍵K1進入巷口工作模式,按鍵K2進入定時工作模式,按鍵K3進入道路工作模式。通過按鍵K5退出當前所在的工作模式。在定時工作模式下,首先通過按鍵K1、K2、K3分別對DS1302時鐘芯片進行時分秒的設置并由K4鍵確定,之后通過按鍵K1、K2、K3分別對DS1302時鐘芯片進行年月日的設置并由K4鍵確定,從而實現對DS1302時鐘芯片進行時間設置及定時設置的修改。

  2.2測光模塊光敏電阻器又稱光導管,具有在光照射的條件下其阻值迅速減小的特性,可用于檢測可見光。光檢測電路如所示,NE555組成比較器并利用三極管的開關特性將信號轉換為方波,其輸出端與單片機的P1. 7口連接。當環境光線強度超過設定值時,光敏電阻只g1阻值減小,NE555輸出低電平,三極管截止,LED指示燈滅,光檢測電路往P1. 7口輸出高電平,控制系統不啟動工作模式;當環境光線強度低于設定值時,光敏電阻只g1阻值增大,NE555輸出高電平,三極管導通,LED指示燈亮,光檢測電路7口輸出低電平,控制系統啟動所設置的工作2.3紅外感應模塊紅外感應電路如所示。系統工作在巷口模式時,采用紅外傳感器H22A2檢測是否有行人及車輛的通過,并沿道路依次按照a―c所示順序安放紅外傳感器,當有人、車通過紅外傳感器1時,傳感器輸出高電平,單片機對紅外傳感器1對應的計數值進行加1計數;當有人、車通過紅外傳感器2時,傳感器輸出高電平,單片機對傳感器2對應的計數值進行加1計數,而傳感器1對應的計數值進行減1計數;當有人、車通過紅外傳感器3時,傳感器輸出高電平,單片機對傳感器3對應的計數值進行加1計數,而傳感器2對應的計數值進行減1計數;當紅外傳感器對應的計數值不為0時,由路燈控制電路開啟該傳感器所對應的路燈;當紅外傳感器對應的計數值為0時,由路燈控制電路關閉該紅外傳感器所對應的路燈。

  2.4故障檢測模塊在每個路燈旁邊各安裝個故障檢測電路(與光檢測電路相同)。比較故障檢測模塊輸出到單片機P3. 4口的信號與光檢測電路輸出到單片機P1.7口的信號,2種信號的高低電平若不同,單片機啟動報警模塊發出報警信號,并通過通信接口將故障信息傳送到控制中心。

  2.5路燈控制模塊及報警模塊路燈控制模塊主要由繼電器電路構成。當P0. 4輸出高電平時,三極管Q3截止,繼電器不工作,即路燈控制模塊保持關閉狀態;當P0. 4輸出低電平時,三極管Q3導通,繼電器工作,路燈控制模塊進入開啟狀態報警電路采用聲報警方式。路燈故障時,單片機3口輸出高電平,使得電路中的三極管導通,蜂鳴器也發出聲響;當路燈無故障時,單片機P0. 3口輸出低電平,報警電路不工作。

  2.6時鐘模塊DS1302是一款高精度時鐘集成電路,它可以進行年、月、日、星期、時、分、秒計時,功能強大。時鐘模塊電路采用DS1302時鐘芯片為該系統提供定時開關燈操作時所需的時鐘信號,且時鐘數據可通過鍵盤控制模塊進行調整。

  2.7顯示模塊顯示模塊采用液晶LCD1602.在初始化模式下,液晶屏上會顯示choosemode:1.IR;2.TM;3.SM分別對應著1.巷口模式;。定時模式;。道路模式“,可以根據實際需要通過按鍵進行模式選擇。進入1.巷口模式”和道路模式“的情況下,液晶屏會根據從光檢測電路輸出的高、低電平,顯示nowisdaytime晶屏顯示”chooseT-Mode:。ai;2.al;3.on;4.tw,分別表示1.設置當前時間;2.顯示2個燈定時開關的時間;3.設置第一個燈單獨的開關時間;4.設置第二個燈單獨定時的時間“,可以按鍵進行選擇。在4個T-Mode模式下,在第一行顯示年一月一日,第二行顯示時一分一秒,并且時間可以通過鍵盤進行調整和設置。

  2.8通信模塊系統中采用MAX232串口通信電路。由于計算機串口RS232電平是一10+10V,而一般的單片機應用系統的信號電壓是TTL電平0+5V,MAX232是用來進行電平轉換的,實現單片機與計算機之間的通信。通信電路如所示。

  3軟件設計智能路燈控制系統運用了AT89S51單片機作為核心控制系統,通過編程來實現系統功能。主程序流通信電路程如所示。程序開始時,首先初始化單片機,然后進行智能路燈工作模式的選擇,同時每次執行路燈控制模塊之后都進行故障檢測,當系統中光檢測電路出現故障的時候,蜂鳴器就會報警,并且會在液晶LCD1602上顯示出現故障的燈的編號;無故障時,開始正常工作,如光照強度弱或定時開燈時間到,則調用路燈控制子系統,否則繼續判斷。

  主程序流程在系統軟件設計環節中須注意一些設計細節,如:按鍵模塊的軟件消抖部分是否正確有效;流量檢測控制中的響應時間是否足夠短,旦延遲時間太長會出現人流、車流通過后,路燈才增加亮度的無效操作;在光敏器件的抗干擾程序設計部分,采用多次判別確認的方式,2次判別間給予適當延時,確保檢測到正確有效信號等。

  4結論該系統實現了多種工作模式,不僅可以自主設定、顯示開關燈時間,根據環境光線明暗的變化自動判斷是否啟動所設置的工作模式,并利用紅外檢測技術很好地實現了車來燈亮、車走燈滅的功能。整個系統的工作模式可以根據實際需要進行靈活選擇,性能穩定、操作簡單方便、系統成本低、可靠性高。該系統具有多種工作模式選擇和減少電能消耗的優點,具有一定的現實意義。