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(shì),。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(duì)照明系統(tǒng)的一項(xiàng)基本要求,。社會(huì)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(huì)對(duì)亮燈率,、開關(guān)燈的準(zhǔn)確率、故障檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和維修的及時(shí)性,、路燈的節(jié)能要求也不斷增高,。城市的擴(kuò)大，路燈數(shù)量的迅速增長(zhǎng),，人工控制方式在故障實(shí)時(shí)監(jiān)控處理,、按需控制、節(jié)能等方面已越來(lái)越不能適合城市的發(fā)展,。因此對(duì)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(jì)的LED智能路燈控制系統(tǒng)以STC89C58RD單片機(jī)作為主導(dǎo)控制芯片，可實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘定時(shí)開關(guān)燈,，根據(jù)環(huán)境明暗變化實(shí)現(xiàn)開關(guān)燈,，根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀況，路燈出現(xiàn)故障實(shí)施聲光報(bào)警等一系列智能化行為,。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
系統(tǒng)采用光敏二極管檢測(cè)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(dòng)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(cè)不到光源,，且紅外接收器檢測(cè)到紅外信號(hào)時(shí),，路燈會(huì)點(diǎn)亮，相反則不亮,。采用編程來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí),，設(shè)計(jì)路燈開燈關(guān)燈時(shí)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(jì)
2.1時(shí)鐘定時(shí)部分
我們選擇的STC89C58RD芯片，本身有可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器,，可以通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)定時(shí)/計(jì)數(shù),。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時(shí)間，就執(zhí)行相應(yīng)的定時(shí)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(jiàn)圖2）,，當(dāng)沒(méi)有光照時(shí)，反向電阻很大,，反向電流很?。划?dāng)有光照時(shí),，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(duì)，它們?cè)赑N結(jié)內(nèi)部電場(chǎng)作用下作定向運(yùn)動(dòng),，形成光電流,。光照越強(qiáng)，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(hào),。
圖2 光敏電路
2.3紅外接收發(fā)射部分（檢測(cè)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(jiàn)圖3），信號(hào)的接收端連到單片機(jī),，當(dāng)車輛或者行人經(jīng)過(guò)時(shí),，接收器檢測(cè)到紅外，信號(hào)端檢測(cè)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(bào)警部分
路燈故障時(shí)，LED0點(diǎn)亮,，蜂鳴器響起,，達(dá)到聲光報(bào)警功能（見(jiàn)圖4）。單片機(jī)P0.7-個(gè)腳給高電頻時(shí),，LED0點(diǎn)亮,，并且三極管導(dǎo)通，蜂鳴器也發(fā)出聲響,。
圖4聲光報(bào)警
2.5顯示部分
該部分用LCD128*64作為顯示（見(jiàn)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(qiáng)大,，通過(guò)顯示提示控制整個(gè)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(gè)恒定不變的電流（見(jiàn)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(huì)影響電流的變化。
這樣所接的路燈能穩(wěn)定工作,。通過(guò)調(diào)節(jié)輸入端電壓可以相應(yīng)改變電流的輸出,。而TIP122達(dá)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(cè)部分
該電路運(yùn)用了一個(gè)LM358搭建的兩個(gè)電壓比較器，分別可以檢測(cè)P1,、P2端的兩個(gè)路燈的好壞,。當(dāng)路燈導(dǎo)通工作時(shí)，比較器的2腳,、6腳會(huì)有電壓,，而比較器的3腳、5腳通過(guò)滑動(dòng)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(shí),，單片機(jī)P0.5腳和P0.6腳輸出低電平,，路燈有故障時(shí)，P0.5腳和P0.6腳就會(huì)輸出高電平,。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
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(cè)試結(jié)果
LED路燈驅(qū)動(dòng)電流輸出端電壓、電流的測(cè)試結(jié)果（見(jiàn)表1和表2）,。
表1負(fù)載一（一個(gè)燈）
表2 負(fù)載二（兩個(gè)燈）
5 結(jié)論
本文提出了一種基于單片機(jī)的路燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,，并完成了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。智能控制裝置能根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)：當(dāng)車輛或行人靠近路燈時(shí),，路燈逐漸變亮,；當(dāng)車輛或行人遠(yuǎn)離時(shí)，路燈自動(dòng)變暗并且最后熄滅,?？刂破鬟€能分別獨(dú)立控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時(shí)間。該系統(tǒng)總體性價(jià)比高,，維護(hù)成本低,，功耗低，工藝環(huán)保,，符合綠色經(jīng)濟(jì)和節(jié)約型社會(huì)的要求,。