智能光控路灯设计

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1、智能光控路灯设计摘要:通过对四种不同方式的路灯控制分析与比较，提出对公共场所路灯进行光控制的最优控制方案，阐述了光控路灯电路的工作基本原理，设计了一台基于光敏电阻，集成电压比较器和单片机的光控路灯电路，以及在实际生活中的应用。本文所设计的路灯控制电路结构简单、易于调试，具有很强的实用性，可广泛应用于道路两旁、广场等公共场所的照明控制。关键词：光控路灯电路；集成电压比较器；单片机14目录引言11系统方案选择和论证11.1四种路灯控制方式的分析与比较11.2光控路灯电路的基本原理21.3光控路灯电路的器件选

2、择22系统方案设计32.1光控路灯电路整体设计思路32.2光控路灯电路原理图及功能实现42.3光控路灯电路中AT89c51单片机程序编写53系统方案中核心元件的工作原理63.1光敏电阻的工作原理63.2集成电压比较器LM339的工作原理73.3单片机AT89c51的工作原理84系统方案的主要特点105设计过程中出现的问题及解决方法10结束语12参考文献1314引言近来国家大力提倡节能减排，而传统的路灯控制方式多数是采用集中、定时来控制其开、关状态，不仅浪费了电能，也造成了人力资源的浪费。随着科技的进步，

3、自动控制在各行各业得到了广泛的应用，路灯控制向着节能与自动化的方向发展。目前各种路灯控制器广泛应用于全国各大中小城市，我国的路灯控制主要采用手动控制、时间控制、声控制和光控制等。为满足行人的需求，又节约电能，我们希望安装在公共场所或道路两旁的路灯能随光照强弱变化而自动开启或关闭。采用光控路灯来自动实现光线较暗时，路灯自动点亮，既方便又实用，这样不仅可以节约电能，延长灯泡使用寿命，而且避免了手动控制的麻烦，节约了人力资源。光控路灯方式一般采用光电传感器将光信号转换为电信号，经鉴幅电路判别后，用单片机驱动电

4、路控制路灯，路灯在接收到相应的信号时延迟一段时间缓慢地实现光照强时路灯灭，光照弱时路灯亮，以便让行人的眼睛能适应路灯变化带来的影响。由于该电路制作简单易于调试，使得光控路灯控制器得到了快速的发展和广泛的应用。1系统方案选择和论证1.1四种路灯控制方式的分析与比较常见的路灯控制方式主要有手动控制、时间控制、声控制、光控制等。表1.1是对这四种路灯控制方式的分析与比较，不难看出：在这四种控制方式中，手动控制方式的灵活性最大，能够及时适应环境的变化，从而节约电能。缺点就在于这种控制方表1.1常见路灯控制方式比

5、较性能控制方式是否需要人力是否节约电能路灯开关能否随环境变化应用场所综合应用前景手动控制是是能适合任意场所不好时间控制否否不能适合道路两旁企业单位等一般场所一般声控制否是能适合楼道走廊等人员流动较少的场所好光控制否是能适合道路两旁以及一些户外公共场所好14式需要专门的人员来实现控制。在自动化控制日益流行的今天，采用这种控制方式势必浪费人力资源，这就决定了这种控制方式必然没有广泛的应用前景。对路灯实行按时间控制的方式虽然能够节约人力，但是按时间控制无法适应环境季节的的变化，这就可能造成电能的浪费。采用声控

6、和光控能够实现对路灯的自动控制，节约人力资源，有效利用电能，从而使其有很好的应用前景。但声控路灯只适用于单位的楼道走廊等人员流动较少的场所，而且声控路灯必须白天关闭，晚上打开，仍然需要有专人看管。对于道路两旁以及一些户外公共场所等必须采用光控路灯才能充分满足行人的需求。综合以上分析，可以得出：在各种路灯控制方式中，对于道路两旁以及一些户外公共场所等人员流动较多的地方采用光照强度控制的方式无疑是最佳的路灯控制方案。1.2光控路灯电路的基本原理光控路灯的基本思想是采用光电传感器将获得的光信号转换为电信号，再

7、将电信号与信号鉴幅电路中预先设定好的电信号进行比较，由信号鉴幅电路的输出控制路灯驱动电路，由路灯驱动电路来控制路灯的点亮与熄灭。如果信号鉴幅电路输出高电平，驱动电路将驱动路灯点亮，反之路灯熄灭。路灯驱动电路的核心元件是单片机，用单片机的输入来控制它的输出，进而实现对路灯亮、灭及延时的控制。1.3光控路灯电路的器件选择光控路灯电路器件选择达到的两个目的：(1)精确性：要求在一定的光照强度下，路灯能够准确的点亮或熄灭。(2)稳定性：要求路灯的亮灭状态不易受到外界偶然光照变化的影响，避免路灯频繁的点亮和熄灭。

8、电路部分主要包括：光电变换电路、信号鉴幅电路和路灯驱动电路。设计中，电源电路为常见的各种电路设计中所采用的经典电源电路，光电变换电路、信号鉴幅电路、单片机驱动路灯电路三者的核心元件分别是光敏电阻CdS、集成电压比较器LM339和单片机AT89C51。光电变换电路的核心元件是光电传感器。光电传感器是将测到的变化量转化为光变化量，在通过光电转换元件将光变化量转化为电变化量的装置，具有灵敏度高、响应快、功耗低、易集成、能够实现非接触测量等优点，常