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智能路灯控制系统

更新时间:2009-10-26:  来源:毕业论文

智能路灯控制系统
摘要:本论文旨在论述智能路灯控制系统的设计及工作原理。该系统主要由单片机、光敏电阻、过零触发器构成,提供两种工作模式:人工控制模式和自动控制模式。在人工控制模式下,操作员通过主控制台上的按钮设置路灯的开关时间,所有控制及运行状态的信息均使用LED显示器显示。在自动控制模式下光敏电阻采集路灯所处环境的光亮度。通过A/D转换器把模拟信号转变成数字信号传送给单片机,单片机接收信号后,进行判断之后将信号发送给过零触发器。过零触发器即可根据不同的信号来控制路灯的开和关。为了节约能源在0:00过后只开启一半数量的路灯。故障检测是通过检测线路电流值是否和正常状态下的电流值一致,如果相差到一固定值,则自动把线路编号反馈到LED显示器上,并用声音报警提示路灯管理员查看故障。
关键词:人机接口                光学传感器            A/D转换器  
        过零触发器              电流传感器

Intelligent Street Lamps Controlling System


Abstract: This paper is aimed to expound the designing and working principles of intelligent street lamps controlling system. Consisting of mainly a singlechip, several photosensitive resistances, zero-triggers, and A/D transforms, this system can work in two modes: manual controlling mode and automatic controlling mode. For the former one, the operator sets the time of lamps’ turning on and off by using the buttons on the chief controlling board. All the information and data are displayed on a LED monitor. For the latter one, photosensitive resistances respond to luminosity of the spots where lamps re located and produce imitated signs which are transformed into digital signs through A/D transforms, and then transmitted to the singlechip. The singlechip accepts the signs, distinguished them and transmits them to zero-triggers, which operate the turning on and off of the samples of electric current value to the distinguished signs. CYH-1000AR/V0 compares the samples of electric current value to make sure whether there is a breakdown in a certain section of the circuit. If true, it transmits the circuit number to the single computer which will display the message on the LED monitor and annunce anditive warnings. 
Key word::human-machine interface    optics sensor     A/D transition
           zero trigger       electricity sensor

正文:
1.   智能路灯控制系统的系统概述
1.1智能路灯系统的总体介绍
 智能路灯控制系统采用msc51系列八位单片机的AT89C51作为处理器,利用光学传感器检测环境的亮度并用电信号传给处理器,经过处理器的运算处理通过I/O接口控制过零触发器来实现路灯开灭的管理,在亮度比较低或者午夜12点后关闭一半的路灯,在亮度低的情况下开启全部路灯实现照明。系统提供了四个按键和一个四位LED显示器的人-机界面,可以通过键盘来进行各种设置。使用了电流传感器检测路灯电路的工作电压,并将即时数据传输给处理器,由处理器判断是否存在故障。提供一个声音报警器在故障时报警。整个系统模块划分为:人-机界面模块,光学传感器模块,路灯开关模块,故障检测模块,声音报警模块。系统具有以下特点:
1.根据街道光亮度的情况控制路灯的打开和关闭;这样就不需要工作人员定时地去合上路灯开关或者拉下路灯开关,而且能在天气比较暗,但是又没有到开灯时间时自动点亮路灯;
2.系统把一天的二十四小时分成了两段(二个时间点)在0:00时,街道上的路灯只亮一半,这样既有利于节约能源,也不妨碍照明,因为那段时间几乎没有行人,只有车辆,而车辆又有自己的照明灯。在系统时间到达7:00时,街道上的路灯由光敏传感器控制。
3.有良好的抗干扰性能,我们在系统中采用智能延迟技术,对于在夜间突然的亮光,比如在闪电或者放烟花时都不会影响路灯的正常工作;
4.可以灵活选择自动/人工两种工作方式;                            
5.保护器件的功能,过零触发器避免了接通电源瞬间给线路上的元件带来损坏的可能;
6.动检测线路故障的功能,系统通过对线路上电流进行采样比较,如果和正常状态的电流值相差到一定值,系统就提示线路中有故障,将其线路号显示在LED上,并用声音提示操作员检查故障;
7.不必改造路灯和现有的线路;
8.成本底,效益高,我们选用 的芯片都比较便宜,而且能控制大范围的路灯,可减少员工,提供经济效益。

1.2系统总体硬件介绍
  智能路灯控制系统的每个模块的硬件电路有:键盘部分的按键和AT89C51单片机I/O接口连接;显示部分的译码器74ls138,显示驱动芯片74ls521和LED显示器的连接;光学传感器与I2C总线A/D转换器tlc1549的连接;路灯电路的开关模块的数据锁存器74ls373,放大器7407与过零触发器moc3083的连接;故障检测模块的电流触发器CHY-1000AR和A/D转换器tlc1549的连接。
 1.2.1系统硬件框图
 
  1.2.2工作原理
系统通过光学传感器采集街道亮度的值经过A/D转换后以电信号的形式传送给处理器,处理器通过程序的计算判断是否亮灯以及是亮全部路灯还是亮一半的灯,然后经单片机的I/O接口向锁存器输出控制信号,信号经过放大后传给过零触发器来控制路灯电路的开闭。故障检测部分的工作原理是通过电流传感器采集路灯电路的工作电流值传给处理器然后将这个值与路灯电路的正常工作电流作比较来判断是否有路灯故障。571

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