基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计
毕业论文
基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计
姓名
学院电气工程与自动化学院
专业自动化
指导教师
职称教授
2013年5月1日
天津工业大学毕业论文任务书
题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计
学生姓名额外特温
特
学院名称
电气工程与自动化学
院
专业班级
过多个地
方
课题类型实际课题
课题意义
基于电力载波技术的智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足，将电力载波技术应用于路灯控制过程中，实现主控站和从控制站之间的信息交换，从而实现路灯的智能化，并且成本低，易于推广应用。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。
任务与进度要求3．12-3.30：对此设计进行初步的了解和资料查询，对本设计方案具有初步的轮廓
4.2-4.30：完成控制设计，及硬件电路设计，
5.4-5.30 ：完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调试；
5.31-
6.7：完善任务书，准备毕业答辩，按时完成
主要参考
文献[1] M.- H. Shwehdi, “A Power Line Data Communication Interface using Spread
Spectrum Echnology in Home Automation [J],” IEEE Trans. Power Delivery, vol.
11, no. 3, July 1996, pp. 1232-1237.
[2] 张辉.现代通信原理与技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.
[3] 齐国清.信号检测与估计[M].北京：电子工业出版社，2010.
[4] 朱小龙.数字通信技术[M].北京：化学工业出版社，2004.
起止日期2013年3月12日—2013年6月7日备注
院长教研室主任指导教师
毕业论文开题报告表
2013年 3月10日
姓名发给学院电气工程
与自动化
专业自动化班级梵蒂冈
题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计指导教师东方省
一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义：
国外研究情况：国外很多国家已经将此技术应用于智能化大厦"三A "系统之中，而
我国起步晚，虽然取得很大发展但是PLC技术的标准并不完善，符合新标准的器件还不
很成熟。
课题研究的主要内容：主单片机和从单片机之间通过电力载波技术来进行通信。主
单片机用来实现对从单片机的控制，从单片机完成对路灯的控制，并对此灯的状况进行
自检（检测此灯的电流），将路灯的工作状况通过电力载波技术传送到主控机上，并显
示出来。
课题研究的目的：传统的路灯控制采用开关控制，能源浪费严重、管理手段单一、
信息化水平低下、缺乏故障主动报警机制、故障灯难以发现等一系列问题。改变传统的
控制方式，实现了城市路灯的远程集中管理。
课题研究的意义：智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。
二、进度及预期结果：
起止日期主要内容预期结果
3.2-3.30
4.2-4.30
5.4-5.30 5.31-
6.7对此设计进行初步的了解和资料查询；
完成控制设计，及硬件电路设计；
完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调
试；
完善任务书，准备毕业答辩，按时完成本论文
设计出总体的框架图，
查相关资料；利用eagle
和 Protel 99 SE绘图工
具完成一些电路图绘
制，利用Multisim仿真
软件一些电路仿真；用
keil编写程序；最后调
试。
完成课题的
现有条件
AT89S52单片机开发板，电脑，各种参考书籍
审查意见
指导教师：年月日
学院意见
主管领导：年月日
天津工业大学本科毕业论文评阅表
（论文类）
题目
基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计
学生姓名电话费学生班级自动化094班指导教师姓名股份规范性评审项目指标满分评分
选题能体现本专业培养目标，使学生得到较全面训练。题目
大小、难度适中，学生工作量饱满，经努力能完成。
10 题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10
课题调研、文献检索能独立查阅文献以及从事其他形式的调研，能较好地理
解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息，从
中获取新知识的能力。
15
论文撰写结构严谨，理论、观点、概念表达准确、清晰。10 文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，图表清楚，
书写格式符合规范。
10
外文应用能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。 5
论文水平论文论点正确，论点与论据协调一致，论据充分支持论
点，论证过程有说服力。
15 有必要的数据、资料支持，数据、资料翔实可靠，得出
的结论有可验性。
15 论文有独到见解或有一定实用价值。10
合计100
意见及建议：
评阅人签名：年月日
天津工业大学毕业论文成绩考核表
学生姓名啊学院名称电气工程与自动
化学院
专业班级为
题目
基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计
1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩：
指导教师签字：年月日2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩：
答辩主席（或组长）签字：年月日3．毕业设计（论文）总成绩：
a.指导教师给定成绩
b.评阅教师
给定成绩
c.毕业答辩成绩
总成绩
(a×0.5+b×0.2+c×0.3)
成绩：成绩：
摘要
本论文首先对通讯系统基础知识、电力载波技术基础知识做了一个详细的介绍，然后对电力载波通讯过程中的信道特性以及干扰噪声进行分析，并利用自控原理知识建立相应的信道传输模型。接着建立了论文任务要求的总体框架图，对此设计中的电力载波通讯的可行性和优越性进行了详细分析论证。通过对单灯的电力载波收发模块的实现、单片机控制单灯的实现、单灯的电流检测实现、单灯的调压实现、节能分析等做了详细的阐述，论证和仿真。利用eagle 和 Protel 99 SE绘图工具完成一些电路图绘制和PCB板印制等，利用Multisim仿真工具完成一些电路仿真、性能和节能分析等。软件开发利用keil编写，并对主机，从机之间的通讯程序流程图进行编写。然后，将在硬件调试和软件调试过程中暴露出来的问题进行分析和解决。最后在两块单片机板上显示上述任务要求。
关键词：电力载波技；FSK调制技术；单片机通信；单片机；
ABSTRACT
This paper first analyze the low-voltage power line channel characteristics, and establish the corresponding channel model; then based on its overall structure and the design of the framework, the implementation of single-chip microcomputer control single lamp, single lamp current detection, single lamp voltage regulation implementation, as well as detailed on the elaboration, demonstration and simulation. Use the eagle and Protel 99 SE drawing tool to complete some circuit diagram drawing and PCB printing, etc., using the Multisim simulation tools to complete some circuit simulation, performance, energy saving experiment, etc. Use Keil compile software development, write the host, and subordinate machine the communication program flow the chart. Then, in the hardware debugging and software debugging process to analyze and solve problems. Finally on the two pieces of single chip microcomputer board to complete the above task requirements.
Keywords:Electric power carrier technology；FSK modulation technology,；Single chip microcomputer communication；Single chip microcomputer；
目录
前言 (1)
第一章电力载波技术绍 (2)
1.1通信系统基础 (2)
1.1.1 通信系统分类 (2)
1.1.2 通信方式 (2)
1.1.3 通信系统性能指标 (2)
1.2 电力载波技术 (2)
1.3 电力载波技术的简单应用 (3)
第二章 FSK调制技术 (5)
2.1电力载波技术的发展状况 (5)
2.2 FSK调制技术 (6)
2.2.1 FSK调制基础 (6)
2.2.2 FSK 调制方式 (6)
2.2.3 FSK调制应用模型 (7)
第三章电力线通信信道分析 (9)
3.1 电力线传输信道特性 (9)
3.1.1时变性 (10)
3.1.2 衰减特性 (10)
3.1.3电力线干扰 (10)
3.1.4多径干扰 (10)
3.2 电力线通信信道模型 (11)
3.2.1低压电力线信道近似模型 (11)
第四章照明控制系统设计 (12)
4.1 照明控制系统方案设计 (12)
4.2 载波通信模块设计 (14)
4.2.1 电力线载波通信芯片的选择 (14)
4.2.2 KQ-130F电力载波数据收发模块介绍 (15)
4.3 路灯的智能化实现 (19)
4.3.1 节电效能分析 (20)
4.4 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统结构图和电路图 (22)
4.5 硬件调试问题及其解决 (23)
第五章电力载波通信协议与软件设计 (24)
5.1 KQ-130与单片机的通讯 (24)
5.2软件流程图的实现 (24)
5.3 软件调试问题及其解决 (27)
第六章论文总结 (28)
参考文献 (29)
附录 (30)
谢辞 (39)
前言
国外研究情况
国外很多国家已经将此技术应用于智能化大厦的"三A "系统之中，欧美国家已经利用此技术，实现了配电网的自动化和远程控制。
而我国起步晚，虽然取得很大发展但是PLC技术的标准并不完善，符合新标准的器件还不很成熟。我国主要将此技术应用于自动抄表、过程控制等较小的应用领域。近年来，随着国家节能政策的不断落实，很多企业投入到电力载波通讯研究领域。
论文研究的主要内容
本课题采用电力载波通信技术，以电力传输线作为媒介。完成主单片机和从单片机之间的信息交换，并实现了对路灯开关时间、路灯输入电压的调整、路灯坏损的电流检测等任务。并通过功率变换单元通过调整路灯的输入电压来完成节能的目的。
运用主单片机对路灯的开关状态进行控制，从单片机对路灯的状况进行不断检测。运用电力载波模块将这个灯的状态传送给主单片机，并将此状态在主控机上显示出来，并根据其状态信息在主控界面上显示出来。
论文研究的意义
传统的路灯控制采用开关控制，能源浪费严重、管理手段单一、信息化水平低下、缺乏故障主动报警机制、故障灯难以发现等一系列问题。传统的控制方式很难满足现代城市发展水平和信息化建设的要求。因此，一种可靠、节能的控制方式是建设智慧城市必不可少的。
改变传统的控制方式，实现了城市路灯的远程集中管理，不仅提高了城市的智能化水平，而且也在路灯维护方面节约了大量的人力、物力，其调压功能实现路灯的节能。它具有远程控制，和现有的电力线兼容，检修方便等一些功能，可以提高城市路灯的利用率，节能。
路灯的智能化是将检测技术，现代控制技术，通信技术融合到路灯控制领域。通过这些技术的融合来提高城市智能化水平，为建设智慧城市战略提供一个试验平台，并且达到节能的目的，具有很好的发展潜力。正因为如此，很多学者、专家投入到智能电网的建设中，开辟着一个全新的探索领域。
第一章电力载波技术介绍
1.1通信系统基础
本论文主要完成主单片机对从单片机的控制，从单片机控制路灯，而从单片机又将路灯状态传给主单片机，并将此状态在主单片机的显示屏上显示出来。电力载波技术完成控制信号和路灯状态的传送。因此对通信基础和电力载波技术的了解是十分必须的。
1.1.1通信系统分类
通信是从一个地点向另一个地点交换和传递信息的一种方式。通信系统包括发送装置和接收装置、传输介质、以及实现通讯的可靠性所需要的其它设备。
在通信系统中根据媒介的不同，分为有线通信系统和无线通信系统[13]。
有线通信采用导线。列如电话线，同轴电缆，波导，光导纤维等。作为传输媒质来完成通信，此系统布线复杂，耗资大，成本高。
无线通信依靠电磁破在空间传播达到传输信息的目的。具有成本低，但存在衰减，多径干扰及电磁干扰，系统的可靠性和安全性受限。
考虑电力网遍及的现成的布线资源，我们应当充分发挥其潜能，节约有限的自然资源。利用电力载波技术，以电力线传输媒介，来传输路灯的状态和控制路灯，具有很重要的研究意义。
1.1.2通信方式
在通信系统的建立过程中，首先根据对现场环境以及所要完成的功能，选择合适的通信方式可以提高数据传送效率，提高系统的稳定性和可靠性。根据时间和信道关系可以分为单工，半双工和全双工三种[15]。
单工通信：指消息只能朝着一个方向传送，只占用一个通道。
半双工通信：指双方都能收发消息，但不能一端接收和另一端发送同时进行。
全双工通信：指发送端和接收端可以同时收发消息，发送端可以变为接收端，接收端也可变为发送端，一般情况下为双向信道。
1.1.3通信系统性能指标
通信系统的主要任务是快速而又准确的传递消息。有效性、可靠性作为其最主要的评价指标。有效性解决传送信息的“速度”问题，可靠性解决传送信息的“质量”问题[13]。
1.2 电力载波技术
电力线载波通信，PLC（Power Line Communication），是指利用现有的电力线作为信道，通过载波方式来发送模拟或者数字信号，是一种有线通讯方式。其最大特点是只要有电线，不需要重新架构电线[4]。
电力载波通讯的工作原理是：由信息源发出信号，通过编码器的编码，调制
器的调制，将此信息转成可用于传送的数码序列，耦合到电力线上，然后将此数码序列通过解调，译码，来送到受信者[9]。图1-1为电力载波通信模型[16]：
图1-1 电力载波通信模型
信号源：是产生和发出消息的人或设备(列如控制机、PC机、DSP、单片机)。发出的消息可以是连续的波形也可以是离散的数字信号，其主要作用就是把各种消息转换成电信号。方便后面处理和传送。
受信者：是来接受信号源发出的消息的人或者机器。
编码器：信源编码器是将信号转换成数码序列，信道编码器是在数码序列中添加校验码，使接收端能发现或纠错有效信息，从而提高了通讯中传送消息的可靠性。
调制器：是把输出的数码序列转换成适用于传送的高频射频振荡信号，解调器与调制器刚好相反。基本功能是将数码序列与通信协议、通信方式等匹配起来。
信道：是传送信号的媒介。可以是物理的信号线也可以是电磁波等。媒介的特性对通信系统以及整个控制系统的可靠性和有效性具有很大的关系。
译码器：译码是编码的逆过程。将数码转换成可以应用的消息，是由数字电路和模拟电路的组合来完成的。
同步系统：用于保证收发两端步调一致，协同工作。主要应用于内容更新比较频繁的场合。同步是电力载波通信系统中的重要组成部分。如果没有同步就会出现大量的错码乱码，载波同步系统的性能指标主要有：有效率、精度、同步建立时间、同步保持时间。
噪声源：可以是人为因素造成，也可以是设备或者系统本身所具有的，但不是人们希望的[15]。
1.3 电力载波技术的简单应用
在一些涉及任务复杂、可靠性要求较高、实时性要求较强的领域，PLC技术因为其抗干扰能力、抗衰减能力的限制并未得到实际应用。
下面就对电力载波技术的现有系统的应用做一个简单介绍。列如：在图1-2所示，是一个电力载波技术在欧美应用很成熟的领域，由图中可以很明显的看到。
病人的一切病状信息可以通过电力载波技术传送给医院，而医院的建议，诊断结果也可以借助于电力载波技术传送给用户，实现高效，及时的医疗检测系统。此网络的布局和大小，都是根据现有的电力线布局而来。
图1-2 医院监控网络
相对于国外的这些成熟的应用，而我国起步晚，虽然取得很大发展但是PLC 技术的标准并不完善，符合新标准的器件还不很成熟。虽然在远程抄表领域已经进入实际使用阶段，但是稳定性，可靠性，安全性这些基本问题并没有得到解决，并没有实现所谓的智能和自动。针对我国目前的现状，研究电力载波技术对我国现代化建设具有重要意义。可以提高我们的工作效率，改变落后产能。可见研究低压电力线通信对我国经济社会发展也具有非常重大的意义。
第二章FSK调制方式
2.1电力线通信技术的发展状况
通过前言和第一章对通信系统和电力载波技术的了解。我们可以看出，选择合适的调制方式对于提高系统的可靠性和有效性具有重要意义。怎么样选择合适的调制方式，要从PLC技术的发展说起。
电力载波通信技术的诞生已有很长时间了。但因干扰大，信号污染严重，只有在很少的相对封闭的地方实际应用。早期的PLC技术和现代PLC技术有很大的不同。早期主要借助于电力载波机，在通信的两端口都安装有阻波器（用来减少能量的损耗）。如表2-1所示，其发展历程：
20世纪20-50
年代
20世纪50-90
年代
20世纪90年代
以后
电压/V
>11000
220/380
220/380
载波频率/MHz
<0.15
0.15-1.00
>1.00
代表产品
电力载波机
ST7536/7537
INT51,DS2
应用领域
监控，远程指示，设
备保护以及语音提示
自动抄表，电网负载
控制与供电管理
宽带高速多媒体通
信，楼宇智能网络表2-1 电力载波发展历程
由表中可以看出，电力载波技术经过了电力载波机、功能单一的电力载波芯片到现在的网络设计中。通过现代载波技术的发展，让其在更广阔的领域应用成为可能。本论文主要针对KQ-130模块的需要，对其电力线的信道，信道建模具有详细分析。
实际应用表明，电力载波技术的信道变化剧烈，干扰强，各种突发噪声多等一系列问题。在这些问题的严重影响下，通信的可靠性、安全性、有效性等受到严重威胁，同时这也在很大程度上限制了它的使用。
因此，探索一种实际可行、可操作的调制方式是非常重要的。技术上调制方式可分为数字调制方式和模拟调制方式。两个调制方法的原理基本相同，如图2-2所示，输入的基带信号通过调制器、信道再到解调器直到最后的基带信号输出，但在信道过程中，一定会出现各种噪声。
采用数字键控的方法来实现数字调制信号称为键控法[5]。基于本论文KQ-130模块采用的是FSK的调制方式，所以下面将对FSK调制技术做一个详细的介绍。其他的PSK技术、ASK技术应不涉及，不做详细介绍。在图2-2中，也明显的表示出了调制方式的基本框图。FSK调制技术也在此基础上演变而来。
图2-2 数字调制系统结构图
2.2 FSK调制技术
FSK（Frequency-shift keying）移频键控指的是用载波的频率变化来传递数字信息[8]。在目前的通讯技术领域，大多数采用的是FSK技术，此技术很常见，由于简单，也很普遍。
2.2.1 FSK调制基础
FSK调制技术是日常通讯中一种常见的、应用比较成熟、抗干扰很强的调制技术。而且在中低速数据传输通讯中得到了很广泛的应用。
FSK有两个分类，连续和离散的FSK[16]。不管连续和离散，都是根据其输出波形进行确定的。而且，以目前数字技术的发展，大多的离散FSK朝着连续FSK 发展[5]。
2.2.2 FSK调制方式
在2FSK中，随着输入数据的不同，两个频率发生器的变化，相应的输出是二进制的1 和0。
图2-3 非连续相位FSK产生
如图2-3所示，两个频率发生器f1和f2根据输入的二进制数据通过变换开关进行不断的切换，然后经过放大电路对信号的放大，从输出电路的输出端输出不连续的FSK信号。这种FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用较多。目前的越来越多的这种调制方式朝着连续FSK发展。
如图2-4所示，接收到的FSK信号，通过带通滤波器来进行波形变化和信号
调制，经带通滤波器后的信号经过包络检波电路完成模拟信号到数据信号的转换
和抽样，将其波形转换成二进制。然后将这些值进行比较。根据比较器来决定输
出的数据比特是1还是0。
包络检波包络检波带通滤波器
FL 带通滤波器
FH
接收的FSK 信号
判决
图2-4 非相干FSK 接收机方框图
其中包络检波：
包络检波[8]电路主要就是应用二极管和三极管。其元器件的寿命和稳定性也
很高，大大提高接收机的稳定性，主要功能是将输入的波形转换成二进制数码。 在信号调制和信道分析过程中，大多数噪声都是高斯过程。因此，在信道的
建模中常加入高斯模型来增强实用性。
FSK 一般采用正交相乘的方法来实现调制的数字化。如图2-5所示：
延时
放大低通滤波器X 输入A
B
图 2-5 FSK 正交相乘的模型
2.2.3 FSK 的应用模型
路灯的运行状态通过FSK 发送机，通过发送机的调制，耦合到电力线上，通
过电力线的传输，通过FSK 接收机，进行信号调制，最后将路灯的运行状态到总
服务器上显示出来。同时总服务器的控制指令通过通过FSK 接收机，调制，耦合
到电力线上，再通过接收机，解码，来控制路灯的开关时间，电压调整等等。
图2-6 FSK应用模型
第三章电力线通信信道分析
选择了合适的调制技术，但因PLC技术的信道变化剧烈，干扰强，各种突发噪声多等一系列问题。在这些问题的影响下，通信的可靠性、安全性、有效性等受到严重威胁，同时这也在很大程度上限制了它的使用。因此在此基础上分析PLC 的信道以及信道建模是很必要的。
3.1电力线传输信道特性
信号在传输过程中遇到噪声是不可避免的。这些噪声可以是人为的也可以是设备本身所固有的。因而对通讯信道特性的分析和模型的建立是研究通信问题的基础。噪声对信号传输的可靠性和稳定性有很大关系，可见对信道信道分析和建模也是十分必要的。
目前，大部分城市内的铁路通信、轨道交通通信系统、医疗系统、政务系统等都是基于双绞线、同轴电缆、光缆等物理媒介实现通信的[12]。这些通信线路，虽然通信容量大，但具有造价高，维护难，衰减大，抗干扰能力差、不利于检修等缺点，尤其对老城的改造更加不易。通过我们对电力载波技术的了解，利用现有的电力线进行数据传送，可以减少投资和成本。目前，我国的路灯都是用220V 电压提供的，这样就有了一个现有的布线广泛的的信道。
信道具有广义信道和侠义信道之分[10]。侠义信道只是单纯的媒介。广义信道除了包括媒介之外还包括与通信相关的变换装置。这些装置可以是发送设备、接受设备、调制器、解调器等。图3-1为广义信道模型：
图3-1 广义信道模型
然而通信系统中存在着严重的干扰问题，特别是处于研究阶段的低压电力载波通讯方面，附加了加性噪声和电磁兼容问题。要在干扰严重和各种突发噪声多的电力线上实现可靠和稳定的数据通信并不是一件容易的事。如何选择调制方式、采用何种系统构架、采用何种通信协议、通信方式，应建立在对低压电力线信道
特性了解的基础之上。这方面的研究以及相关论文，目前国内还较少。总的来说。信道传输干扰是很复杂的。
3.1.1时变性
在路灯供电过程中，我国采用的是220V交流两线供电。电力网上的各种用电设备的断切换，在信道上会表现出时变性，能引起信号的相位、幅值发生很大变化。而且在传输过程中信号是衰减的，很容易导致失真。
3.1.2衰减特性
电力网上的各种负载变化的不确定和信号传输中的衰减，是通信过程中常见的问题。在电力载波技术中，衰减对信号的影响最大。因为电力线的非均匀分布，各种性质的设备随机的接入，因此信号在电力线上的传输必然存在着信号衰减。显然这种衰减与通信距离、信号频率等密切相关。总的来说传输距离越远，衰减越厉害。
因此我们在设计系统的时候必须要考虑到这两个因素，折中让系统的总体性能达到最好的状态。
3.1.3 电力线干扰
在利用电力载波技术进行数据通信时，考虑的另一个干扰是电力线本身干扰。电力线上的干扰可分为非人为干扰和人为干扰[9]。
非人为干扰指的是自然现象所引起的干扰,如打雷闪电。这个很容易在电力线上引起脉冲干扰。可以选择合适的路灯工作频率来减少或者避免这类干扰人为干扰则是由连接在电力线上设备本身。如路灯、KQ-130模块、功率变换单元等。
在实际应用中发现,电力线上的的干扰不是可知性高斯白噪声一种。信号传错了线、信号强度不够、电力线污染等都可以造成干扰，这些都可以等效为热噪声。
3.1.4多径干扰
多径效应(MultiPath)[10]会多径会导致信号的衰落和相移，其中多径指电信号从发射端到达接收端可以有很多经过途径。如图所示的电力线通信结构模型中，发射信号和接受信号之间有两条通路。由于信号通过的这些通路所用的时间不同，从而会引起相应的相位的变化，这些不同路径的延迟信号在接收机端叠加产生的失真的信号，即为多径干扰。
图3-2 多径干扰
3.2 电力线通信信道模型
通过以上对电力线信道特性和噪声干扰的分析[10]。我们可以看出建立一个精确的、实用的模型是不可能的。并且实用价值和替换性并不大、可靠性不高、普及率不大，我们要具体问题具体分析。我们应该很明确的知道每个模型都有自己的使用场合，当然所遇到的主要噪声和实现的主要功能不同模型的侧重点也不相同。但是我们可以建立一个基本特性的近似模型，通过对近似模型的分析和研究，我们可以在此基础上更深入的了解和分析我们所需要的部分。下面我们利用自控原理知识建立信道传递函数模型。
3.2.1低压电力线信道近似模型
研究的低压电力线近似模型[10]如图3-3所示。
图3-3 电力线信道简化模型
在目前较为成熟的自动抄表技术中较普遍地存在盲区问题[17]。在用电高峰期，各种用电设备的不断切入，断开，对电力线的干扰不断，容易出现信号丢失现象。
在电力载波技术中，我们也面对着一些实际问题需要解决，如：
1.解决电力线上的设备对安装地点的敏感性问题，保持合适的传输速率并解决图像马赛克问题。
2.对于这类载波设施的可靠性和有效性检验，一定要考虑在加入线路高斯白噪声的环境下，即在一定的信噪比下进行传输性能的测试，有助于提高其实用价值和安全性。
3.制定相关的行业标准。
基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计
毕业论文 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 姓名 学院电气工程与自动化学院 专业自动化 指导教师 职称教授 2013年5月1日
天津工业大学毕业论文任务书 题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 学生姓名额外特温 特 学院名称 电气工程与自动化学 院 专业班级 过多个地 方 课题类型实际课题 课题意义 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足，将电力载波技术应用于路灯控制过程中，实现主控站和从控制站之间的信息交换，从而实现路灯的智能化，并且成本低，易于推广应用。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。 任务与进度要求3．12-3.30：对此设计进行初步的了解和资料查询，对本设计方案具有初步的轮廓 4.2-4.30：完成控制设计，及硬件电路设计， 5.4-5.30 ：完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调试； 5.31- 6.7：完善任务书，准备毕业答辩，按时完成 主要参考 文献[1] M.- H. Shwehdi, “A Power Line Data Communication Interface using Spread Spectrum Echnology in Home Automation [J],” IEEE Trans. Power Delivery, vol. 11, no. 3, July 1996, pp. 1232-1237. [2] 张辉.现代通信原理与技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002. [3] 齐国清.信号检测与估计[M].北京：电子工业出版社，2010. [4] 朱小龙.数字通信技术[M].北京：化学工业出版社，2004. 起止日期2013年3月12日—2013年6月7日备注 院长教研室主任指导教师
基于单片机的智能路灯控制系统 外文文献
毕业设计(论文)外文资料翻译 系别光电信息系 专业测控技术与仪器 班级 B090102 姓名马丽娜 学号 36 外文出处 Spriger Link 附件 1. 原文； 2. 译文 2013年3月
Based on single chip microcomputer intelligent street light control system 【abstract 】 A street light automatic control system design, combined with the control, electric lamp switch control function; And street lamp fault detection and fault street lamp according to the function of the number. Use on STC 89C51 as the core Control unit; Using DS1302 clock chip to control the point open to turn off the lights when street lamps; By a photosensor complete collection of ambient light and street light fault detection, so as to realize the number of optically controlled open to turn off the lights and fault street lamp display. This system Can through the RS - 232 communication port with the street light control room of the upper machine communication. 【key words】STC 89C51; Clock chip DS1302; photosensor Introduction For the most part at present domestic cities and regions of the street lamp Lighting adopts electric control, time control and single point of electrons Control, maintenance management and manual inspections and the masses The traditional way, because of the lack of scientific and effective monitoring Means, large area lighting during the day, night not large area Light phenomenon occurs frequently, often can't find and in a timely manner Processing, not only caused power resources, human resources Cost, improve the operating costs of the system and to citizens Life bring inconvenience. Intelligent road lighting system can according to different area Domain of different functional requirements, at different times and different every day Natural light or under different traffic flow conditions, the press According to a specific setting, realize dynamic wisdom of road lighting Can management, namely the TPO management (TIME/PLACE, TIME Location/OCCASION occasions). Intelligent road lighting Control system, through the comprehensive consideration and analysis and road Ming is closely related to the intensity of illumination time, road, environment and hand it in Scene control methods of factors such as flow rate, in the
基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告
一、本课题的内容及研究意义 1、论文研究的目的和意义 如今，照明电路的数量越来越多，使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。 所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控 制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。 2、论文研究内容 本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。 主要内容如下： (1) 根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。 (2) 针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。 (3) 通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。 (4) 当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。 (5) 在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。 二、本课题的研究现状和发展趋势 目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。 我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。 另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天更亮了。这不仅造成了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在12000小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成
智能路灯控制系统
智能路灯控制系统 1、需求分析 1．1设计背景 城市亮化作为形象工程的重要组成部分，越来越被政府所重视，大量的资金投入进行建设和改造，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但问题也随之而来，能耗的逐年攀升，由此产生的某些问题亦逐渐显露出来，如城市路灯的维护量增大，带来人员不足；维护费用增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难；光污染现象严重……这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，急切加以解决。尤其是在当前环境条件每况愈下的形势下，低碳、节能、环保越来越收到人们的重视。旧式的控制系统存在功耗大，公共资源得不到充分应用，效率低等消极影响。伴随着微电子技术的发展和单片机技术在各行各业中的应用，近几十年来,基于单片机的交通灯智能控制系统对城市路灯系统进行全面的升级,不仅实现了智能控制，而且降低了运行成本。因此，智能路灯控制系统的推广，可以改变城建系统企业传统的管理服务方式，提高服务效率，并对提高城市形象起到了极大的推动作用。智能照明调控系统为照明设备提供各种自动化控制功能，通过电脑控制和管理软件实现无故障智能化和无人值守，提高安全可靠性，实现城市照明智能化管理。更深远意义在于，通过节约可观的电能消耗，就可以有效的减少火力发电厂(2002年火力发电占我国年总发电量的81．83%)对大气CO、SO、NO和粉尘、灰渣的排放量，减少污染，保护环境。 本系统正是本着节能减排，保护环境的目的，开发设计的一个模拟路灯控制系统。通过软件控制，来分别实现路定时开关路灯，路灯开关灯时间可调，跟据环境明暗状况自动开关灯，跟近车辆经过情况自动调节路灯亮灭，以及故障报警、功率调节等功能。 1．2 设计意义 路灯节能系统产生的直接及间接的社会经济效益是巨大的。 1．我们可以通过直观的计算来判断：单从电费支出上可以看出，采用智能路灯节能控制设备后，以最低节电率计算，每年可节省大量的财政支出；
智能节能路灯控制系统设计
河北机电职业技术学院毕业论文 题目智能节能路灯控制系统设计 系别电气工程系 专业电气自动化技术 姓名孟学文 指导教师刘成伟
目录 摘要 (3) 1 绪论 (4) 1.1 概述 (4) 2 方案论证与选择 (5) 2.1 智能路灯节能方案概述 (5) 2.2 智能路灯节能控制系统结构设计 (5) 2.3 可变电抗器 (6) 2.4 智能控制器 (8) 2.5 每只LED灯控制逻辑关系图 (8) 2.6 系统硬件总体划分 (8) 2.7 智能控制器总体设计 (8) 3 智能路灯节能控制系统各电路部分设计 (9) 3.1 环境光控制电路的设计 (9) 3.2 时钟电路 (12) 3.3 横流驱动电路 (14) 3.4 故障检测电路 (16) 3.5 电源电路的设计 (16) 3.6 报警电路的设计 (17) 4 控制部分设计 (18) 4.1 单片机系统介绍 (18) 4.2 整个系统的控制流程 (19) 4.3 显示装置流程图 (20) 总结与展望 (21) 总结 (21) 展望 (21) 参考文献 (22) 附图 (23)
智能路灯节能控制系统设计 杨亮亮 （安徽工业大学工学院农业电气化与自动化07级） 摘要：随着我国经济的快速发展，电力消费也随之快速地增长。电力资源已成为紧缺资源。如何节能降耗已成为近年来研究的热点课题。 本文研究的智能路灯节能控制系统是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗 而开发的基于单片机的新型节能控制系统，集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调 压控制于一体。智能路灯节能控制系统将晶闸管功率变换单元和智能控制系统相结合，利 用可变电抗器隔离高压和低压，将可变电抗器的一次绕组(高压)与路灯相串联，将二次绕 组与晶闸管和具有模糊控制算法的控制系统相联，通过改变其低压绕组上的电压来控制高 压绕组上电压的变化，从而达到改变路灯端电压的效果，以实现路灯的软起动和调压节 能。 本文对基于单片机的智能路灯节能控制系统进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的构思、设计方案，介绍了该装置的系统设计、工作原理，详细分析了以89C51为主控单元的硬件电路设计，以及电气连接。 关键词：单片机、智能路灯 Abstract: with the rapid development of our economy, electricity consumption is subsequently fast growth. Electric power resource has become shortage resources. How to energy consumption has become the hot topic research in recent years. This paper studies of intelligent street lamp energy saving control system is aiming at existing in urban lighting on the huge energy consumption and development based on SCM system, set the new energy-saving control voltage control, soft starter to function, the automatic starting and stopping, intelligent pressure regulating control in one body. Intelligent street lamp energy saving control systems will be thyristor power changing unit and intelligent control system by combining, high voltage and low voltage variable reactor isolation, a winding variable reactor (HVT) and street lamp in series, will be secondary windings and thyristor and fuzzy control algorithm with associated the control system by changing its low voltage to control
智能路灯管理系统解决方案
崇信县智能路灯管理系统解决方案 中国电信股份有限公司崇信分公司 二零一五年十一月
目录 第一部分智能路灯控制系统的概念 (2) 第二部分智能路灯控制系统的架构 (3) 第三部分智能路灯控制系统的作用 (4) 3.1节能减排 (4) 3.2安装方便 (4) 3.3远程配置 (5) 3.4实时控制 (5) 3.5路灯控制与数据分析 (6) 第四部分智能路灯控制系统解决方案 (6) 4.1 智能控制中心 (6) 4.1.1系统功能一：维护简便 (7) 4.1.2系统功能二：远程故障分析 (7) 4.1.3系统功能三：实时监控 (8) 4.1.4系统功能四：单灯控制 (8) 4.1.5系统功能五：调度表 (9) 4.1.6系统功能六：远程读取电路耗能 (9) 4.1.7系统功能七：单灯报警 (10) 4.1.8系统功能八：多个区域同时监控 (10) 4.1.9系统功能九：其他功能 (10) 4.2 现场控制柜 (11) 第一部分智能路灯控制系统的概念 随着数字化、智能化城市的不断推进，节能环保、城市形象、智能管理等被关注程度不断提高，以及结合目前照明现状和电力紧张带来的各种问题，有了“按需照明、精细管理”的概念。 智能路灯控制系统，是以因特网、无线通信、电力线载波通信的
结合，实现对整个城市或跨城市的照明监测与控制，监控精度达到了每条线路、每个单灯，实现了高效率、低成本的照明和用电管理。第二部分智能路灯控制系统的架构
第三部分智能路灯控制系统的作用3.1节能减排 3.2安装方便
3.3远程配置 3.4实时控制
3.5路灯控制与数据分析 第四部分智能路灯控制系统解决方案智能路灯控制系统主要包括两部分内容：智能控制中心、智能控制系统现场控制柜。 4.1 智能控制中心 路灯管理主站系统采用BS方式，采用PC或者手机终端，可对集中器进行远程抄读和控制操作,对主控开关、灯控器进行远程控制或实时监控，对线路其它相关设备的实时监测，对路灯系统内数据进行管理，从而实现路灯工程的三遥管理、节能控制、即时故障处理、数字化信息管理等功能。
基于单片机的智能路灯控制系统的设计
基于单片机的智能路灯控制系统的设计 摘要：随着社会进步，需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和相关的光电检测设备设计路灯控制器， 关键词：路灯；单片机技术；控制 如今，路灯已经是城市道路景观的一个重要部分，已经成为城市照明系统中不可缺少和不可分割的一部分，成为了市民出行和城市美化、亮化的一个基本要求。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高。 随着社会经济的不断发展，能源短缺已经日益制约着经济发展的严重障碍，其中电力短缺已成为制约国民经济的突出矛盾。我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元器件较容易发热损坏。而为了更好的达到控制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如光控、声控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给
自足的效果。而本文中研究的就是光控路灯的控制器设计。 1.设计题目 智能路灯亮灭控制系统设计 2.设计内容 设计一套路灯亮灭控制系统,以MCS-51系列单片机为核心完成测控任务,当日照亮度超过阈值,控制灯灭;反之,则控制灯亮。并且要求阈值可调。 3.方案总体设计与论证 本次课程设计课题是《智能路灯亮灭控制系统设计》。此课题要求以路灯控制器为对象，完成硬件系统和软件程序的设计，实现以光线强弱方式来控制路灯的亮灭功能，属于软硬件相结合的题目。其中硬件电路部分主要包括以下几个部分：单片机最小系统、路灯控制电路部分、光电检测电路部分；软件部分主要包括二个电子软件Altium designer、 Keil-C51软件和路灯控制、光电检测两个程序模块。工作原理如下图所示： 工作原理图 硬件电路设计由6个部分组成：信号采集放大电路，A/D
智能路灯控制系统介绍
智能路灯控制系统介绍
扬州灿阳电子科技有限公司· 一、方案概述 路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施，传统的LED节能已经不能满足大范围节电的需求；而人工控制、路灯巡查同时也是一项需要耗费大量人力物力的工作。更有效率的管理手段和节能方案已经成为管理部门关注的焦点。 智能路灯管理系统，对路灯公共照明实行统一管理，达到照明远程监测、智能管控、节能降耗的“三位一体”的成效。为合理安排照明亮度和节约电能提供了系统的解决方案。 二、方案功能 控制功能 ---- 远程开关、调光、策略控制（定时开关、组控、线控） 查询功能 ---- 电压、电流、功率、功率因数、电量、开关状态 报警功能 ---- 路灯 / 隧道灯故障报警、通信失败告警 报表功能 ---- 能耗及亮灯率分析报表 存储功能 ---- 系统运行历史记录
运维功能 ---- 日常参数设置、GIS信息显示（地图显示单灯信息） 手机APP ---- 配套手机APP可移动管理控制 三、系统价值 1、绿色节能：自动化控制策略化管理，可按需进行智能控制，通过调光及隔灯点亮达到二次节能；减少光污染、减少碳排放量的同时节省电费。 2、延长灯具寿命：采用后半夜实行隔盏亮灯方法降低亮灯密度；减少了开灯时间从而延长的灯具寿命。 3、减少人工成本：由于系统具有自动报警、查询、定位、亮灯率分析等功能，维护人员不必巡检，只需要在电脑旁值班，实现真正意义上的“值班等待报警”，真正减少人工。 4、快速故障反应：采用路灯单灯控制系统后，由系统对全市范围内城市照明的每一盏路灯的开关操作实现自动控制，与此同时，由计算机对每一盏路灯的状态进行高效快速巡测，调度人员可以在故障发生后及时了解故障的地点和状态，为快速、及时修复提供了强有力的保障。路灯维护及时，可以极大地减少对照明管理部门的投诉、减少道路交通事故的发生，有利于城市的治安，产生极大的社会效益，从而进一步提高城市的形象。
智能路灯控制系统的设计
课程设计任务书 14/15 学年第一学期 学院：计算机与控制工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：学号： 课程设计题目：智能路灯控制系统的设计 起迄日期: 1月5 日 ~ 1月 16 日 课程设计地点:专业教室 指导教师:余红英李静 学科部副主任：刘天野 下达任务书日期: 2015 年 1月 5日
课程设计任务书
课程设计任务书
目录 1 绪论 (1) 1.1 AT89C52简介 (1) 1.2 Proteus软件介绍 (1) 1.3 Keil C51软件介绍 (2) 2 总体设计 (3) 2.1 设计要求 (3) 2.2 设计思路 (3) 2.3 声检测模块 (3) 2.4 光检测模块 (4) 3 硬件接线图 (5) 3.1 最小系统 (5) 3.2 路灯设计电路 (6) 3.3 行人检测电路 (6) 3.4 光控制电路 (7) 3.5 手动控制电路 (7) 3.6 智能路灯电路设计原理图及说明 (8) 4 流程图 (9) 4.1 主流程图 (9) 4.2 紧急情况流程图 (10) 5 软件仿真 (11) 5.1 软件仿真截图 (11) 5.2 软件仿真结果分析 (13) 6 总结 (14) 附录 A 程序清单 (15) 附录 B 软件仿真图 (17) 参考文献 (18)
1 绪论 1.1 AT89C52简介 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元. 图1.1 AT89C52引脚图 1.2 Proteus软件介绍： 英国Labcenter公司推出的Proteus软件是一款极好的单片机应用开发平台，它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿 真问题，可以在没有单片机实际硬件的条件下，利用PC以虚拟仿真方式实现单片机系统的软、硬件同步仿真调试。Proteus软件涵盖了PIC、A VR、MCS8051、68HC11、ARM等微处理器模型，以及多种常用电子元器件，包括74系列、CMOS 4000系列集成电路、A/D和D/A转换器、键盘、LCD显示器、LED显示器，还提供示波器、逻辑分析仪、通信终端、电压/电流表等各种虚拟仪表，这些都可以直接用于仿真设计，极大地提高了设计效率和设计水平。 Proteus软件已有20多年的历史，在国外应用较为普遍，尤其在教育界的口碑极佳。近年来Proteus软件被引入国内，在多所高等工科院校中得到成功应用。在单片机教学中采用Proteus软件，使单片机的学习过程变得直观形象，可以直接在基于原理图的虚拟模型上进行编程，并实现源码级的程序仿真调试，如有显示及输出，还能看到程序运行后的输出效果，配合各种虚拟仪表来展现整个单片机系统的运行过程，很好地解决了长期以来困扰单片机教学过程中软件和硬件无法很好结合的难题。在Proteus软件平台上学习单片机知识，比以往单纯学习书
智能路灯论文
摘要: 智能路灯系统以AT89C51单片机为控制核心，系统采用线路简单、体积小的专用时钟芯片DS1302，使用DS1302不但使电路功耗降低，而且节省IO口资源。采用光敏电阻检测环境的明暗变化，根据外界亮度的不同自动调节路灯亮灭。同时具有定时模式，在定时模式下系统点亮一半路灯。配有时间设定键盘和手动控制按键，采用常用的七段数码管作为显示器件。 该系统可以通过TLC2543模数转换器和光敏电阻来获取外界亮度，定时模式时间段设定等功能，通过内部的控制逻辑实现路灯的亮灭控制。具有较好的实用价值。 关键词：AT89C51 DS1302 智能路灯光敏电阻
第一章绪论 城市路灯管理工作是城市市政工程管理的重要任务之一，飞速发展的现代化城市需要具有自动化程度高，运行可靠，使用维护方便的照明控制系统。特别是在能源急剧消耗的今天，节能已经成为不可逃避的问题。 利用89系列单片机，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在时间精度方面也能达到日常使用的要求。路灯控制系统分为两大类：一类是用使用光敏电阻的感光性产生电信号控制，一类是使用DS1302时钟芯片控制。设计特点各不相同，因而用途也不同。我通过简单的合成可以使路灯系统同时具有以上两种特性，在51系列单片机的逻辑控制下完成对路灯开关的任务。通过I/O口的按键可以调整实时时间，点亮路灯时间，熄灭路灯时间。本设计硬件电路简单成本低，性能可靠，操作简单，实现了51单片机在在智能控制当中的应用。 具体要求： （1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示进入定时模式的时间 （2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 （3）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 按照系统要求，可以将整个系统分为四个模块来设计： （1）单片机最小系统，其中包括相应按键设计； （2）七段数码管显示模块； （3）DS1302时钟模块设计； （4）TLC2543模数转换模块和光敏电阻采样电路设计。
智能路灯控制系统
一．设计的任务和要求 设计并制作一套智能路灯控制系统。控制系统结构如图1所示。 输入、显示 装置 支路控制器 单元控制器1单元控制器2 LED灯1LED灯2 图1 路灯控制系统示意图 基本要求 （1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。 （2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 （4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 （5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。 二.路灯控制系统基本原理 本设计是基于STC单片机的智能路灯控制系统，由电源电路、单片机控制模块、光控电路、红外遥控与检测、液晶显示六个模块组成。单片机通过光控电路来检测环境亮度控制总的路灯开关，在设定灯开的时间段内，如果没有人或车通过时，电路的分开关元件处于断开状态，路灯不亮；当通过红外检测系统检测到有人或车通过时，电路的分开关元件闭合，路灯形成通路，路灯亮。同时通过A/D转换芯片把灯的亮度的模拟信号转变成数字信号传送给单片机，单片机输出控制信号又通过D/A转换芯片来调节路灯的明暗。光敏电阻监控路灯的好坏，当路灯坏了光敏电阻就会返回一个信号给单片机，让单片机驱动蜂鸣器报警，并由显示屏显示哪个灯坏了。整个设计应用单片机和硬件组合来对系统进行控制，设计简单，成本低，稳定性好。 三、设计方案 根据题目基本要求，设计任务主要完成单片机AT89C51对光学传感器传输的信号进行处理，从而控制路灯的亮与灭，同时对行程中的有关数据进行处理并显示，并在此过程中如果出现故障（灯不亮）时则发出声光报警。为完成相应功能，系统可以划分为以下几个基本部分：单片机、光敏监测电路、信息显示、声光报警电路、A/D转换、时钟控制电路。（如图1所示）
基于单片机的路灯控制系统设计开题报告
毕业设计（论文）材料之二（2） 安徽工程大学机电学院 本科毕业设计(论文)开题报告题目：基于单片机的路灯控制系统设计 课题类型：设计 实验研究□论文□ 学生姓名： 学号： 专业班级： 教学单位： 指导教师： 开题时间： 2012 年3月13日
开题报告内容与要求 一、本课题的内容及研究意义 1、论文研究的目的和意义 如今，照明电路的数量越来越多，使得路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。 所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。 2、论文研究内容 本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。要求学生独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。 主要内容如下： (1) 根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。 (2) 针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。 (3) 通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。 (4) 当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。 (5) 在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。 二、本课题的研究现状和发展趋势 目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。 我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。 另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天
基于单片机的路灯控制系统设计
济南大学泉城学院毕业设计 题目基于单片机的路灯控制系统设计学院工学院 专业电气工程及其自动化 班级1302班 学生李学联 学号2013010855 指导教师张兴达魏志轩 二〇一七年五月十六日
摘要 随着科学技术的日益发展，在日常生活中人们对于路灯控制系统的要求越来越高。针对人们的需求功耗大，功能单一的系统已不再满足人们的需求。本设计针对上述问题提出了一种新型的路灯系统，可以解决人们的需求。 本设计主要包括硬件系统设计和软件系统设计。其系统硬件是由AT89S52单片机，时钟芯片DS1302，驻极体话筒，LCD1602和光敏电阻等为核心的的路灯低功耗智能控制装置构成。软件部分是以Keil、Proteus等软件为载体，使用C语言对程序进行编写。单片机根据光敏电阻和人体红外感应模块对路边状况的检测和时钟芯片DS1302设置时间来控制电压比较器实现LED路灯亮度的自动调节，通过LCD显示时间和光感度，通过光敏电阻实现故障检测，当路灯出现故障时，蜂鸣器会自动进行报警。 通过仿真及实物制作、调试，验证了本设计内容的可行性，为进一步研发推广提供了一定的数据参考。 关键词：单片机；传感器；路灯控制
ABSTRACT With the development of the technology, the application of streetlight control system is playing an increasingly important role in our daily life.Demand for people's needs, a single function of the system is no longer meet people's needs. The design of the above mentioned a new type of street lamp system, can solve people's needs. The design includes hardware system design and software system design.The hardware system includes the single chip of AT89S52, the clock chip 1302, Analog-to-Digital Converter and photosensitive resistor .The software system is based on Keil, Proteus and other software as the carrier, the use of C language to write the program.Single-chip according to the photosensitive resistor and infrared pyroelectric sensor on the roadside detection and clock chip DS1302 set the time to control the A / D conversion chip to achieve automatic adjustment of LED street light brightness. Through the LCD display time and light sensitivity, through the photosensitive resistor to achieve fault detection, when the street lights break down, the buzzer will automatically alarm. Through the simulation and production, debugging, verify the feasibility of the design content, to further research and development to provide a certain data reference. Key words：MCU; transducer; Street light control
基于单片机的智能路灯控制系统设计
河南科技学院 2014届本科毕业论文（设计） 设计题目:基于单片机的智能路灯控制系统设计 学生姓名： 所在院系： 所学专业： 导师姓名： 完成时间：2014-5-10
基于单片机的智能路灯控制系统设计 摘要 随着中国现代化节奏的不断加快，电子产品的大量应用也导致电力消费飞速地增长。于此相对的另一个事实是电力资源已成为一种紧缺型资源。如何节能降耗己成为近年来世界性研究的一个热点课题。 目前路灯已经成为一个城市的照明和夜景美化不可分割更无可替代的一部分,而在路灯的高效节能方面，自动路灯控制系统的优劣举足轻重。 由于单片机具有集成度高，处理能力强,可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。本设计研究的基于单片机的智能路灯控制系统正是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗而开发出的新型节能控制系统。 本文给出了智能路灯控制系统的架构和设计方案，详细分析了其工作原理和以AT89S51为主控单元的各模块软硬件设计。 关键词：智能路灯,单片机,分时调压,光线调压
DESIGN OF STREET LAMP CONTROL SYSTEM BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER ABSTRACT With the accelerating pace of China's modernization,a large number of applications for electronic products also led to rapid growth in electricity consumption. Another fact is that this relative power resources has become a scarce resource type. How to saving energy has become a hot topic in recent years,worldwide research. Currently street lighting has become part of a city and the beautification lighting and night indivisible more irreplaceable.In terms of energy-efficient lights,automatic street light control system merits of pivotal. Due to the microcontroller with high integration,processing capacity,high reliability,simple structure,low-cost advantages,so the street lighting project has been widely used.The study design microcontroller-based intelligent street light control system in our country is on the existence of a huge city lighting energy consumption and the development of new energy-saving control system. This paper presents the architecture and design of intelligent street light control system,a detailed analysis of its working principle and to AT89S51as the main control unit hardware and software design of each module. Keywords:intelligent street lighting,SCM,timeshare regulator,light regulator
智能路灯控制系统..
前言 近年来，随着中国国力的逐渐增强，发展的日新月异，我国的电力能源十分紧张，所以，环保节能逐渐成为当今社会的主题。各种节能设备、节能家电应运而生，在照明领域运用节能方法来节约电能也已经为人们所接受[1]。 目前，路灯照明系统的传统节能方法主要有两种，一是光源节能方法，另一种是控制节能方法。控制节能方法主要采用人工控制节能、时控控制节能、光控控制节能和节能器控制节能等方法来进行节能。在控制节能方法中，运用智能控制节能方法能在节省人工的基础上做到节约资源，避免浪费。 对普通路灯进行智能照明改造后，可大幅度降低路灯的电耗，有效提高节能率。仅以广州中国科学院软件应用技术研究所在南沙逸晖路的改造工程为例，共有十八盏灯，智能路灯在LED灯的基础上进行了改造，增加了来车检测模式和时间控制模式对照明设备进行控制。通过一年的最终检测结果显示：节能率高达78.73%，年节省费用达到6044.4元，相当于年均节省9.93吨标准煤，年均二氧化碳排放量减少24.75吨。试想，偌大的中国千千万万的路灯，如果其中半数以上都能运用这项技术，那么可节约的能源将是难以估量的。 为响应节能环保口号的号召，本次所做的课程设计就是一个能根据外部光线强弱通过光敏开关控制路灯点亮或者熄灭的一个电子产品。目前，有关智能路灯控制的产品已经非常多，自己也深知设计的这个电子产品有许多的不足，但能首次设计自己的产品，并能做到在实现相同功能的基础上节约成本，这是非常有意义的，不仅提高自己的动手能力，还丰富了课余生活。
1.总体设计方案 图1 智能路灯控制系统框图 智能路灯控制系统由西门子S7-200系列PLC，总开关，光敏电阻及输出系统（也就是路灯）构成。该节能控制系统根据路灯工作环境的光线强弱通过光敏开关自动控制路灯的开或关，从而对路灯进行节能控制，智能路灯控制系统框图如图1所示。 2.单元模块设计 2.1 PLC概述 2.1.1 PLC的基本信息 PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程[2]。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 2.1.2 PLC介绍 ⑴PLC的基本概念 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller, PLC），它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC[3]。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC。PLC自1969年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国、日本、德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。