基于nRF905的智能道路照明節能系統
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3．1．4 時(shí)間控制策略
時(shí)間控制主要包括每天的開(kāi)關(guān)燈控制和夜間按照道路交通流量分時(shí)段進(jìn)行的調光控制。這些控制操作不僅應該能夠取得明顯的節電效果，還應該能夠提高道路照明質(zhì)量。
(1)開(kāi)關(guān)燈時(shí)間可以一個(gè)月為時(shí)間段將一年分為12個(gè)時(shí)間段。每個(gè)月的起止時(shí)間應以當地具體日照情況為準，可采用多次測量后的平均值得到，并將得到的數據保存在單片機中供軟件查詢(xún)用。
(2)夜間分時(shí)段多樣化控制。夜間的路燈照明控制主要是根據道路夜間交通流量變化規律進(jìn)行分時(shí)段控制，盡管在一條道路上每天夜間不同時(shí)刻的交通流量會(huì )略有差異，但在一段時(shí)間(一個(gè)月或幾個(gè)月)的統計規律來(lái)看，這種變化的波動(dòng)并不很大，所以完全可以按照平均交通流量變化規律把一年的照明周期劃分成若干照明季節。由于每個(gè)照明季節的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間有所差別，又將每天的整個(gè)時(shí)段分為三個(gè)小時(shí)段，每個(gè)小時(shí)段可以配合行人檢測對路燈進(jìn)行調光、部分開(kāi)關(guān)或者全部開(kāi)關(guān)等。
3．2 系統軟件設計
本文采用了ICCAVR編輯器，結合Atmel公司的AVR Studio集成開(kāi)發(fā)平臺進(jìn)行設計。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166515.htm
系統的工作流程如圖4所示，系統在外界光線(xiàn)達到照明需求時(shí)開(kāi)始初始化，并進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)紅外探測器將不斷監測路段行人或車(chē)輛，將檢測到的數據傳送給AVR主控制器，主控制器將根據數據量來(lái)點(diǎn)亮路燈，并開(kāi)始利用nRF905向后一組路燈傳送消息，后一組在接收到消息后在主控制器中處理信息，提前點(diǎn)亮路燈，等待著(zhù)再次監測到物體，如此循環(huán)。其中軟件記錄開(kāi)啟時(shí)間，進(jìn)入相應劃分的時(shí)段時(shí)開(kāi)啟相應調光程序。
單片機芯片和無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片在開(kāi)始工作前都要進(jìn)行初始化配置，本系統中的包含了以下兩個(gè)部分的配置：
(1)ATmegal6L的SPI接口初始化。ATmegal6L的異步串行接口和SPI接口用同一個(gè)USART模塊，且要選擇SPI的主／從機方式，還要保證系統中只有一個(gè)主機，對于此系統應將AVR單片機設置為主機，nRF905模塊設置為從機。
(2)nRF905的初始化配置。對無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片的初始化參數的配置是通過(guò)nRF905的配置寄存器進(jìn)行設置的。nRF905中有一個(gè)144 b的配置字，該配置字規定了無(wú)線(xiàn)收發(fā)器的無(wú)線(xiàn)收發(fā)工作模式、收發(fā)頻率、發(fā)射頻率、收發(fā)地址寬度、接收地址、無(wú)線(xiàn)傳輸速率、晶振頻率以及CRC校驗和的長(cháng)度及有效數據長(cháng)度等。在同一時(shí)刻，nRF905無(wú)線(xiàn)收發(fā)只能處于工作模式之一。不管模式想發(fā)送還是要接收數據，模塊上電后都要進(jìn)行初始化配置。
nRF905發(fā)送數據時(shí)，系統通過(guò)軟件設置TRX_CE，并使得TX_EN和PWR_UP為高電位來(lái)激活nRF905的Shock Burst TM發(fā)送模式來(lái)實(shí)現數據發(fā)送。通過(guò)Shock Burst TM可以使收發(fā)芯片自動(dòng)上電，且完成數據打包(加字頭和CRC校驗碼)并發(fā)送數據包。當數據發(fā)送完成后，數據準備(DR)引腳被置高，若AUTO_RETRAN被置高，那么，nRF905將連續地發(fā)送數據包，直到檢測到TRX_CE為低電平；而當TRX_CE被置為低電平時(shí)，表明nRF905數據傳輸已經(jīng)結束，并且會(huì )自動(dòng)進(jìn)入節電模式。
當TR_CE為高TX_EN為低時(shí)，nRF905進(jìn)入Shock Burst TM接收模式；再650μs后，nRF905不斷檢測，等待數據接收；當nRF905檢測到同一頻段的載波時(shí)，載波檢測(CD)引腳被置高；但檢測到一個(gè)相匹配的地址后，地址匹配(AM)引腳被置高；之后就開(kāi)始接收數據包，接收完成后，nRF905自動(dòng)移去字頭、地址和CRC校驗位，然后把DR引腳置高。在此之后，單片機會(huì )將TRX_CE置低，使nRF905處于空閑模式；然后單片機會(huì )通過(guò)SPI接口將數據以一定的速率傳送到單片機內；當所有的數據都接收完畢后，nRF905會(huì )把DR引腳和AM引腳置低。至此已完成整個(gè)接收流程。
單片機接收到信息后，會(huì )對和已存信息進(jìn)行分析比較，并發(fā)出相關(guān)指令，之后開(kāi)始進(jìn)入下一個(gè)發(fā)送周期。
4 結語(yǔ)
該智能路燈照明控制系統運用多種控制方法，配合當地具體時(shí)段來(lái)管理路燈開(kāi)關(guān)狀況及亮度等級，并運用無(wú)線(xiàn)射頻通信技術(shù)實(shí)現路段的區域控制和實(shí)時(shí)信息交換，實(shí)現“追光”照明。配有自動(dòng)故障報警功能，同時(shí)它降低了運行維護費用，該系統使用方便，制造成本合理，維護較容易，綜合來(lái)看，有廣闊的前景。
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