智能节能路灯控制系统的研究.doc

PAGE\*MERGEFORMAT13智能节能路灯控制系统的研究【摘要】本文研究的智能节能路灯，能通过当时光照情况自动调节路灯的亮/灭，及灯亮程度，且能通过智能检测系统，进行检修，很大程度上节省大量的人力、物力。本文首先叙述了传统路灯的概况，然后详细介绍了智能节能路灯控制系统的设计方案及以STC12C2052AD为主控单元的硬件电路设计和软件设计，最后阐述了此系统的制作与及调试。【关键词】智能控制智能检修节能控制道路照明1.绪论1.1课题研究背景及目的意义众所周知，在现今经济发展迅速的今天，城市建设发展的的越来越快，道路照明系统越来越受到重视。传统的照明，采用的光源一般为白炽灯、节能灯、荧光灯、钠灯和金卤灯等，其用电功率都较高，电力资源浪费较为严重，不利于能源的节约，再者传统照明系统一般为时控系统，对于检修需要人工不断到现场巡视、维护，这不仅浪费了大量的人力资源，还浪费了大量的财力和物力。显然，传统的照明控制系统似乎越来越经不起考验。在能源紧缺、信息技术越来越发达的今天，传统照明已经无法在现今的照明系统中广泛地使用。所以一种智能而又能节能的照明控制系统的出现显得越来越重要。本课题采用的光源为LED灯，LED灯相对于其他传统的光源，高效、安全、节能、环保且寿命长、响应快，具有非常广阔的应用前景[1]。LED路灯目前的生产成本较高，但是随着LED照明及制造的技术的进步，从长远利益的角度来考虑，LED路灯照明前景值得憧憬。本课题研究的主要目的在于设计制作出一种智能的路灯照明控制系统，使其有效的解决现阶段路灯照明存在的几点不足。更重要是的是，传统的路灯系统需要人工天天或定时巡视是否有路灯出现故障或者损毁，这浪费了大量的人力和财力，本课题对传统路灯最欠缺的功能——检修功能进行了研究，设计出了智能检修报修系统。其意义在于，首先，有效地利用电力资源，尽量避免能源的浪费；其次，提高城市基础设施管理水平，有效地节省人力物力及财力。1.2论文的主要研究内容本文针对目前路灯照明中存在的问题，设计了一种STC12C2052AD单片机的新型路灯智能且节能系统。论文研究的主要内容为：（1）基于MCUSTC12C2052AD单片机的系统结构设计；（2）智能节能路灯控制系统的硬件设计；（3）智能节能路灯控制系统的软件设计；（4）智能控制系统的算法设计；（5）控制系统的调试；2．智能节能路灯控制系统方案设计2.1传统路灯控制节能的方法概述通过调查与交流，总结出如今传统的路灯节能方式有以下几种：（1）传统灯源传统的路灯灯源一般为白炽灯、节能灯、高压钠灯等，而白炽灯由于发热量高，耗电量大，寿命短等等,无法满足节能环保的今天的需求，已经退出了路灯灯源的行列。（2）在深夜关闭部分电源深夜的时候，由于路上行人的数量及车辆的通行量大大减少，可以关闭部分光源，如隔盏亮灯、单侧亮灯等等方式减少路灯的。用这种方式节电效果不仅较为直观而且也较为显著，而这种节电方式，节电电量至少可达60%。（3）利用时控系统通过总控制台设定路灯的亮灯时间段。这种方式，受到了天气，季节等的限制很大。无法实现控制开关灯的合理化、科学化，从而出现开灯早、关灯晚或者开灯晚、关灯早的现象，不仅造成资源的浪费，还会对道路治安造成威胁。2.2智能路灯节能方案概述此系统路灯的节能方式主要是利用光线采集系统控制灯的亮灭及亮灯程度。通过这种简单的方式达到节能减排的效果。还通过只能检测系统，检测路灯的损坏，通过上位机获得路灯损坏的编号，然后派遣工作人员直接赶往路灯损坏的地点进行维修。本系统的一大特性是，可以通过光线采集控制系统，根据外部光照的强弱，实时测量当地的光照程度，然后通过采样放大电路、模数转换、MCU，将数据传送到控制台，控制台通过反馈回来的数据进行调节各个路灯合适的亮灯程度，从而达到节能减排的作用。另外，在深夜人或车辆较少时可通过控制台手动或自动适当降低灯的亮度。2.3系统硬件的总体概述本系统总体组成如图1所示，系统主要分为上下位机，上位机为PC控制主要工程为人机交互，可以由手动或自动的模式即双模式控制着从机的工作模式，如何时亮灯、何时灭灯，调节路灯的亮度，检测路灯的工作情况（是否出现故障）等等。下位机包括STC12C2052AD单片机的控制系统，供电系统，检修检测电路，光线采集电路等等。本系统工作流程：系统中MCU与PC机为双向通讯，通过光线采集模块对当前光照情况进行采集，并根据策略程序决定路灯亮灭和亮度情况。路灯亮度可通过手动或自动控制终端进行设置，同时控制终端可对路灯进行自动检测并向PC机返回故障路灯的信息即故障路灯的编码等。