單片機控制LED智能路燈系統設計

摘要：本控制系統以STC89C58RD單片機為控制器，主要由恒流源電路、時(shí)鐘定時(shí)電路、顯示電路、光敏感應電路、紅外接收電路、聲光報警電路等組成。能設定路燈（LED）開(kāi)燈關(guān)燈時(shí)間（用LED12864顯示相關(guān)信息）。路燈（LED）通過(guò)恒流源電路正常工作，即使遇到短路、電壓不穩定等情況也不會(huì )燒掉，電路起恒流保護作用。而系統遇到環(huán)境明暗變化時(shí)，路燈會(huì )自動(dòng)關(guān)閉和打開(kāi)，并且根據道路上交通狀況自動(dòng)調節亮燈情況，且有定時(shí)功能。

　　0 引言

　　隨著(zhù)數字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，路燈數字化和網(wǎng)絡(luò )化已經(jīng)成為一種必然趨勢。節約能源、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)成為對照明系統的一項基本要求。社會(huì )文明的不斷發(fā)展、城市規模的急劇膨脹，城市照明已不僅局限于道路的照明，社會(huì )對亮燈率、開(kāi)關(guān)燈的準確率、故障檢測的實(shí)時(shí)性和維修的及時(shí)性、路燈的節能要求也不斷增高。城市的擴大，路燈數量的迅速增長(cháng)，人工控制方式在故障實(shí)時(shí)監控處理、按需控制、節能等方面已越來(lái)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能措施已經(jīng)非常有意義。

　　本文設計的LED智能路燈控制系統以STC89C58RD單片機作為主導控制芯片，可實(shí)現時(shí)鐘定時(shí)開(kāi)關(guān)燈，根據環(huán)境明暗變化實(shí)現開(kāi)關(guān)燈，根據交通情況自動(dòng)調節亮燈狀況，路燈出現故障實(shí)施聲光報警等一系列智能化行為。

　　1 系統總體設計方案

　　系統采用光敏二極管檢測環(huán)境明暗變化，用紅外接發(fā)器作為根據交通情況自動(dòng)調節亮燈的器件，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(shí)，路燈會(huì )點(diǎn)亮，相反則不亮。采用編程來(lái)實(shí)現定時(shí)，設計路燈開(kāi)燈關(guān)燈時(shí)間，選用LCD12864作顯示器件，并作相應顯示。系統結構框圖如圖l所示。

　　圖1系統結構框圖

　　2 單元模塊設計

　　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)/計數器，可以通過(guò)軟件編程實(shí)現定時(shí)/計數。當到達設定的時(shí)間，就執行相應的定時(shí)設定任務(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），當沒(méi)有光照時(shí)，反向電阻很大，反向電流很??；當有光照時(shí)，光子打在PN結附近，于是在PN結附近產(chǎn)生電子一空穴對，它們在PN結內部電場(chǎng)作用下作定向運動(dòng)，形成光電流。光照越強，光電流越大。所以根據環(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）