0 引言

隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,，路燈數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一種必然趨勢。節(jié)約能源,、保證燈具壽命,、提高照明管理水平,、美化城市夜晚和保證城市夜間出行安全等，已經(jīng)成為對照明系統(tǒng)的一項基本要求,。社會文明的不斷發(fā)展,、城市規(guī)模的急劇膨脹，城市照明已不僅局限于道路的照明,，社會對亮燈率,、開關(guān)燈的準(zhǔn)確率、故障檢測的實時性和維修的及時性,、路燈的節(jié)能要求也不斷增高,。城市的擴大，路燈數(shù)量的迅速增長,，人工控制方式在故障實時監(jiān)控處理,、按需控制、節(jié)能等方面已越來越不能適合城市的發(fā)展,。因此對于路燈所采取的智能控制和節(jié)能措施已經(jīng)非常有意義,。

本文設(shè)計的LED智能路燈控制系統(tǒng)以STC89C58RD單片機作為主導(dǎo)控制芯片，可實現(xiàn)時鐘定時開關(guān)燈,，根據(jù)環(huán)境明暗變化實現(xiàn)開關(guān)燈,，根據(jù)交通情況自動調(diào)節(jié)亮燈狀況，路燈出現(xiàn)故障實施聲光報警等一系列智能化行為,。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

系統(tǒng)采用光敏二極管檢測環(huán)境明暗變化,，用紅外接發(fā)器作為根據(jù)交通情況自動調(diào)節(jié)亮燈的器件，將紅外發(fā)射器安裝在路燈桿上,，紅外接收器安裝在路燈支架上面,，當(dāng)光敏二極管檢測不到光源，且紅外接收器檢測到紅外信號時,，路燈會點亮,，相反則不亮。采用編程來實現(xiàn)定時,，設(shè)計路燈開燈關(guān)燈時間,，選用LCD12864作顯示器件，并作相應(yīng)顯示,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示,。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 單元模塊設(shè)計

2.1時鐘定時部分

我們選擇的STC89C58RD芯片，本身有可編程的定時/計數(shù)器,，可以通過軟件編程實現(xiàn)定時/計數(shù),。當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的時間，就執(zhí)行相應(yīng)的定時設(shè)定任務(wù),。

2.2光敏二極管部分

該電路采用光敏二極管作為主控元件（見圖2）,，當(dāng)沒有光照時,，反向電阻很大，反向電流很??；當(dāng)有光照時，光子打在PN結(jié)附近,，于是在PN結(jié)附近產(chǎn)生電子一空穴對,，它們在PN結(jié)內(nèi)部電場作用下作定向運動，形成光電流,。光照越強,，光電流越大。所以根據(jù)環(huán)境的明暗輸出不同的電壓信號,。

圖2 光敏電路

  2.3紅外接收發(fā)射部分（檢測交通情況路燈亮滅）

按要求分別在道路兩旁路燈桿上安裝紅外接收器（見圖3）,，信號的接收端連到單片機，當(dāng)車輛或者行人經(jīng)過時,，接收器檢測到紅外,，信號端檢測到高電平輸入，從而控制路燈的亮滅,。

圖3 紅外發(fā)射傳感器

2.4聲光報警部分

路燈故障時,，LED0點亮，蜂鳴器響起,，達到聲光報警功能（見圖4）,。單片機P0.7-個腳給高電頻時，LED0點亮,，并且三極管導(dǎo)通,，蜂鳴器也發(fā)出聲響。

圖4聲光報警

2.5顯示部分

該部分用LCD128*64作為顯示（見圖5）,，采用該顯示器的主要原因是,，可以顯示圖片和字符，功能十分強大,，通過顯示提示控制整個電路的控制,。

圖5 顯示電路

2.6恒流源部分

該電路提供一個恒定不變的電流（見圖6），Q3端接負(fù)載,，使負(fù)載穩(wěn)定工作,。負(fù)載加大也不會影響電流的變化。

這樣所接的路燈能穩(wěn)定工作,。通過調(diào)節(jié)輸入端電壓可以相應(yīng)改變電流的輸出,。而TIP122達林頓管的集電極C的基準(zhǔn)電壓可以是l2-20 v.

圖6 恒流源電路

2.7路燈好壞檢測部分

該電路運用了一個LM358搭建的兩個電壓比較器,，分別可以檢測P1,、P2端的兩個路燈的好壞,。當(dāng)路燈導(dǎo)通工作時，比較器的2腳,、6腳會有電壓,，而比較器的3腳、5腳通過滑動電阻調(diào)節(jié)電壓,，并且3腳,、5腳的調(diào)節(jié)電壓要分別比2腳和6腳的工作電壓小，但不能調(diào)至0 V.所以路燈正常工作時,，單片機P0.5腳和P0.6腳輸出低電平,，路燈有故障時，P0.5腳和P0.6腳就會輸出高電平,。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件框圖如圖7所示,。

圖7 系統(tǒng)軟件框圖

4 系統(tǒng)測試結(jié)果

LED路燈驅(qū)動電流輸出端電壓、電流的測試結(jié)果（見表1和表2）,。

表1負(fù)載一（一個燈）

表2 負(fù)載二（兩個燈）

5 結(jié)論

本文提出了一種基于單片機的路燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計方案,，并完成了硬件和軟件的設(shè)計。智能控制裝置能根據(jù)交通情況自動調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)：當(dāng)車輛或行人靠近路燈時,，路燈逐漸變亮,；當(dāng)車輛或行人遠離時，路燈自動變暗并且最后熄滅,?？刂破鬟€能分別獨立控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時間。該系統(tǒng)總體性價比高,，維護成本低,，功耗低，工藝環(huán)保,，符合綠色經(jīng)濟和節(jié)約型社會的要求,。