路灯节电控制器设计与实现

路灯节电控制器设计与实现

摘要

本设计旨在利用模电和传感器的知识，设计一种简单实用的电路，实现对高功率负载的开关控制，达到节约电能的目的。此电路利用热释红外传感器对一定角度及空间距离内的人体进行传感检测，利用光敏电阻对外界光强弱进行检测感应，通过专用热释红外处理芯片将感应信号进行比较放大，再通过延时定时时间控制负载运行延时时间，及封锁定时时间控制触发次数，再将放大后的电信号用单向可控硅与二极管桥堆的组合电路控制负载电路。换言之，将人体红外信号转换成电信号从而控制负载的通断。

关键词

热释红外传感；光敏电阻；电容降压；可控硅；热释红外处理集成芯片

The Design and Realization of Energy-saved

Street lamp Controller

Abstract

In order to saving-energy.A simple and practical circuit is desigued which likes a switch to control the high power load.The whole process is: Firstly,The body is detected through the pyrolectric infrared sensors in certain place.Secondly,strong or weak light is detected throght the photosensitive.Thirdly;the sensor signal is compared and enlarged via the special pyroelectric infrared chip and the delay time of the load running is controled by the delay-time.Finally,the load circut is controlled by the combination circuit of the SCR and the diode bridge reator which is controlled by the enlarged signal.In other words, Human infrared signals will be converted into electrical signals to control the load’s On-off.

Key words

Pyroelectric infrared sensor；Photosensitive resistance；Capacitance buck；

SCR；Pyroelectric infrared processing integrated chip

引言

目前许多路灯节电控制器主要通过声控、光控或声光双控来实现路灯的节电控制，信号控制主要采用555定时器控制，负载控制主要采用继电器，这种传统设计思想的弊端已经在实践生活中凸显出来，比如声控的不人性化和被动感，光控的非灵活性，555定时控制器的不稳定性及参数难以设定，继电器的使用寿命过短将导致电路可靠性降低等因素，制约了路灯节电控制器的发展空间和使用前景。

红外自动灯控制器是一种非常适合推广的节能产品，它利用非常成熟的热释电红外人体检测技术，能准确探测人体，当有人进入感应范围时，开关自动判断环境光线强度是否低于设定值，然后自动接通负载（如灯光、排风扇、自动门等），只要人体不离开感应范围，开关就能持续接通，只有当人离开后，开关延时一段时间后自动关闭负载。可以实现人来灯亮在中国，人离灯熄。

1.选题的目的、意义及相关研究动态

1.1选题的目的及意义

由于长期以来电力行业缺乏竞争，从而导致了电力的不均衡发展，它所带来的直接后果就是长期性的电力短缺。近年来我国用电连连告急，好多地方已经出台了限制用电的措施，来自国家电力调度中心的信息显示，全国除西北、东北、山东电网的电力供应略有盈余外，华东、华北、华中、川渝、广东等地电网都出现不同程度的供应紧张。而最近，国家电网公司发布的电力市场预测报告说，明年全国电力紧

缺的局面不仅不会得到改善，反而会更加严重，其中浙江、江苏、上海和长沙将是缺电的重点地区。据日本能源研究所的一项研究报告指出，中国目前的电力缺口是9.93%，到2010年将剧增至15%。而且每年政府都在节电改造上投入巨资，以求有效地解决中国在电力资源上潜在的隐患。同时，随着全球经济一体化进程的日益加剧，中国的企业也不断地感受到国际竞争的压力，如何加强成本控制也成为企业不得不面对的问题。在各种解决策略中，节能相对与新能源开发等其它策略而言投资少、见效快，已成为中国在节能方面的主导性策略。电能是一种最基本、最主要的能源形式，它普遍存在于工业、商业、家庭及人类生产生活的全部领域，要节能首先在于节电。在全球经济持续低迷、传统产业经济增长放缓、网络经济泡沫不断破灭之际，节电行业专业市场已经成为新的经济增长点中的最大亮点，在运用小资本攻克大市场几乎已不可能的今天，节电行业专业市场中的奇迹不断，更被称为“杠杆投资理论新思潮”。纵观中国节电市场，无论是工业、商业市场，还是家庭市场，对于节电的潜在需求都是惊人的，据美国专业能源机构的研究预测，中国将在三年内取代美国，一跃成为世界节电市场中的最大买家。

此设计的出发点是利用数字电路、模拟电路以及传感器的知识设计一种使用方便，应用范围广泛的智能开关，通过对各种负载的开断控制。在不影响人的正常活动的前提下实现对用电器的控制达到对电能的控制，以缓解社会日益紧张的电能需求，更进一步使电能得到有效利用，防止“电饥荒”。

1.2业界的研究动态

目前对节电控制主要有三种研究方向：①电具、电器本身的节能。此节能主要通过改善电器本身的驱动方式及发光原理，如日光灯、节能灯、LED灯等。②通过对整个市电电网电压的无断点控制调节，来实现对整个电网内的用电设备的节电控制。它采用了微电子控制技术，通过在线检测系统对用电负荷的跟踪，同步调节控制回路，独特的波形调整技术和柔性的调节方法，使负载始终工作在最佳动力输出点上，为负载提供合理的能量，抑制不必要的电力消耗或减少浪费因素，以达到减少电力消耗的目的。③利用传感器原理设计负载控制电路。此法较前面两种方案有人性化、易控制、安装调试简便、成本低，使用领域宽等优点。所以拥有广大市场前景和发展空间。且灯具本身的改善已趋于极限，发展空间不大。而用电负荷跟踪器实现节能，价格昂贵，不易普及，实用也不太方便，体积大缺乏灵活性。

2.研究方案的论证确定及设计

2.1 设计任务的确认

设计一种简单实用的电路，实现对高功率负载的开关控制，达到节约电能的目的。当外界光线较弱，或者夜间时候，此电路利用热释红外传感器对一定角度及空间距离内的人体进行传感检测，利用光敏电阻对外界光强弱进行检测感应，实现对白天和晚上工作方式的调节。白天不工作，也不受过往人员影响。晚上自动开启，通过专用热释红外处理芯片将感应信号进行比较放大，再通过延时定时时间控制负载运行延时时间，次延时时间可以通过可变电阻进行调节，大约为

1分钟。封锁定时时间控制触发次数，再将放大后的电信号用单向可控硅与二极管桥堆的组合电路控制负载电路。换言之，将人体红外信号转换成电信号从而控制负载的通断。

2.2 传统节电控制电路的实现及缺陷

如图2.1所示，此设计通过发射，接收，译码，延时。555和R1、R2、C1等组成无稳态多谐震荡器，震荡频率F=1.44/(R1+2R2)*C1,约为40KHz。它的输出驱动TLN104红外发射二极管[1]，产生红外脉冲调制波。红外接收头采用与TLN104配套的接收头，将红外光装换为电信号，经过CA741放大后，加至有锁相环的音频译码器，调节RP1，使锁相环的中心频率F0=1/1.1RP1*C6与发射的红外调制频率相一致。当有信号来时。LM567的8脚呈低电平，VT1截止，固态继电器（SP110）因无控制信号触发，交流输出处处于断开状态，当有人经过将红外光线遮挡时，LM567无信号输入，8脚因R7的高电平偏臵而呈高电平。VT1导通，IC4因控制端有一跳变脉冲（大于2V 到6V）的信号，使SP110的交流电压接通。使得负载电路导通。

虽然可实现对人体的检测和对负载的控制。但此设计存在几个不可忽视的弱点：①.需要一个5V的变压器为控制电路供电，体积无形中增大。使整个设计也变得笨重，质量增大。②.无抗干扰红外检测功能，容易导致误判和重复触发。③.CA741的为单级运放，最大放大增益为90DB，容易引起误差，影响LM567的频率调节控制。④.发射与接收距离短，实用性不强，适用场合受到一定限制，不能普及使

用。⑤.负载控制部分采用继电器，寿命不长，易老化，影响电路稳定性。

图2.１传统节电开关电路图

基于以上缺陷，应寻求对策，寻找能克服以上问题的新方案。

2.3 整体设计思路的阐述和论证

如图2.2所示，此电路针对以上缺陷，一一进行研究和突破，主要用新型探测元件和探测方式进行探测，再用专用芯片进行多级放大，延时，控制，加之配合光敏电阻的控制信号，使此电路出现多种可调的工作模式，包括白天，晚上等。控制部分的供电也采用整流桥整流后再用稳压管初部稳压以及78L05精确稳压, 提供5V稳定电压。负载控制端采用单向可控硅进行隔离，配合二极管桥堆的组合，使控制端有信号则使负载导通，无信号时负载关闭。在此，二极管桥堆的作用很突出，在供电部分它起整流作用。再负载耦合控制部分，由于它是串联在220V交流线两端，它与单向可控硅组合，使电流只能在可控硅导通时才能使负载工作。

图2.2 整体设计原理框图

2.3.1 信号采集与传送

如图2.3所示,此电路由热释红外传感器RE200B 对人体红外辐射进行信号采集。此方法技术成熟, 易于实现, 能准确探测人体。范围可以调整控制。一般可调整5到8米内的扇形区域为感应区域, 加之与菲涅耳镜片的组合, 更能有效搜集人体发出的红外辐射且可控 制感应角度。约为140度圆锥角。 信号放大感光强度采集

红外信号采集 热释红外探头 BISS001 芯片控制

光敏电阻 可控硅

交流220V 负载 整流桥 稳压供电

图2.3 整体设计原理图

2.3.2 信号放大,比较,状态控制,延时定时及封锁定时

如图2.3所示,运算放大器[4]将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由电容C5耦合给运算放大器进行第二级放大。再经由芯片内部电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号V s 去启动延迟。间定时器，输出信号V o经晶体管Q1放大驱动可控硅去接通负载。此部分采用高功能集成电路芯片BISS0001，此芯片是专门对热释红外进行放大，分析，比较，控制的专用芯片。其强大的双相鉴幅处理模块。可抑制最大为1V的抖动误差。

2.3.3 感光强度的控制与调节

如图2.3所示,由光敏电阻CDS以及可变电阻VR2和上拉电阻R7构成对感光强度的控制与调节。可实现白天与晚上的感光以及其中任何一种光强度的工作状态。而这一切只需调整可变电阻VR2即

可。简单方便。光敏电阻CDS受光照影响，电阻值随入射光的强弱而改变电阻器的阻值：入射光强，电阻减小；入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增。

因此，当VR2值一定时，若环境较明亮，CDS的电阻值会降低，使PIN9的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。低电平封住了与门U2，禁止触发信号Vs向下级传递，若环境较暗时，CDS的阻值没有明显变化，PIN9的电压不会被拉低，封锁触发信号也不会被封锁。封锁触发信号Vs不会被阻止向芯片传递感应信号。光敏电阻也就实现了对感应信号的传递进行了最初的控制。

2.3.4 芯片的供电

如图2.3所示,采用整流桥整流（由D1到D4构成）与C1和R1并联组合电路相连初步降压以及接于LM78L05输入端和地端的稳压管DZ1初步稳压再通过LM78L05稳压信片精确稳压，为芯片BISS0001提供5V工作电压，由于没有采用变压器稳压，而是采用稳压管稳压，使得此设计更轻巧便利。D2和D4接零线，D3和D1接火线，当出现交流电的正半波时，D2导通，D4截止，电流经过LM78L05进行稳压，再由D3流出，形成回路。

2.3.5 负载的控制

如图2.3所示,利用单向可控硅以及二极管的组合电路[2]，达到无间断的控制负载的开启和关闭。当Q1导通时，可控硅也被驱动导通，

交流电的正半波部分可以通过D2流经可控硅，再流经D4形成回路。负半波部分可以通过D4流经可控硅，再流经D1，形成回路；若Q1截止，可控硅亦截止，交流电因为无法通过可控硅而不能形成回路，亦不能导通，负载也就处于关闭状态。负载的交流无论如何也不能形成回路，此时即相当于开关断开。

3.工作原理的阐述和解释

如图3.1所示，BISS0001芯片是由运算放大器[3]、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。它起到了承前启后的关键作用，是整个电路的主题部分。首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3是一个条件比较器。当输入电压VcVR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。

图3.1 BISS0001内部结构图

3.1 不可重复触发工作模式

如图3.2所示，当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，V o下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使V o跳变为有效状态（高电平），可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

图3.2 不可重复触发方式时序图

3.2 可重复触发工作模式

如图3.3所示，可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发V o为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs 可重复触发V o为有效状态，并可促使V o在Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则V o将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则V o一直保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后V o恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发V o为有效状态。

图3.3 可重复触发方式时序图

3.3 各部分单元模块的详细功能

3.3.1 信号采集与传送的具体实现方式

图3.4 信号采集传感方式图

如图3.4所示，此探头采用D、S、G三脚式传感器，D端是电源正端，直接与正5V相连，S端是信号输出端，直接与芯片PIN14（第一级运算放大器的同相输入端）相连，G是电源负端，直接与地相连。此红外探头可以抑制1V的抖动干扰，采用双灵敏元互补方法抑制温

度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

3.3.2 热源感应和聚集的原理及应用

菲涅尔镜片[5]是红外线探头的“眼镜”，它就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影响到使用的功效，配用不当将产生误动作和漏动作，配用得当充分发挥人体感应的作用，使其应用领域不断扩大。

菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。镜片（0.5mm厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。红外光线越是靠进同心环则光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水平感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。镜片从外观分类为：长形、方形、圆形，从功能分类为：单区多段、双区多段、多区多段。该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

3.3.3 红外探测器的原理

热释红外探头RE200B [8]采用热释电材料极化随温度变化的特性

探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

3.3.4 感光强度的具体实现与可调

图3.5 感光强度可调电路

如图3.5所示，CDS为光敏电阻，用来检测环境光照强度。当作为照明控制，若环境较明亮，CDS的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，通过芯片的与门控制，从而封锁触发信号Vs。当外界光强度较弱时候，光敏电阻阻值变化不大，从而不会拉底9脚的电平。这样，通过光敏电阻的控制，出现了对信号的初级控制。

3.3.5 延时时间及定时的具体实现和可调

如图3.6所示，通过调节PIN4与C9之间的滑动电阻VR1，实现延时时间Tx（即从最后一次触发到灯暗的间）的调节。通过改变PIN5与PIN6之间的电阻R6的阻值，可改变封锁时间（即相临两次触发感应的时间)定时器Ti的调节。请参考图3.1。

图3.6 调时电路

3.3.6 从第一级放大到第二级放大藕合的实现

如图3.7所示，此处R9，R10均选470欧，C5为第一级放大器与第二级放大器之间的耦合电容。C5电容值为10u。适当调节R9与C4的数值，可以调整放大器的放大倍数。请参考图3.1。

图3.7 放大耦合电路

3.3.7 芯片供电部分以及可控硅与负载耦合的实现

图3.8 芯片供电电路

R1和C1的组合电路起到降压的作用，D5和D6起到保护作用，防止稳压芯片被220V电压击穿。DZ1的初步稳压和78L05的精确稳

压，C2和C3为滤波电容，为控制电路提供5V电源。使用简便，科学，合理。体积小简易，容易实现。

图3.9 可控硅与负载耦合电路

利用单向可控硅以及二极管的组合电路，达到无间断的控制负载的开启和关闭。当Q1导通时,可控硅也导通，若正半波经过零线A 点，则电流由D1流至D4形成回路，负载工作；若负半波流经零线时，则电流由D4流经可控硅再由D2形成回路，负载亦工作；若Q1截止，则可控硅截止，负载的交流无论如何也不能形成回路，此时即相当于开光断开。简言之，可控硅起到220V高压和控制部分的隔离，利用小信号对大电流进行控制。R3和C11组合电路与R1和C1作用相似，起到初步隔离LM78LO5与220V大电压，起到保护作用。4.硬件的制作与调试与试验

4.1 硬件PCB的绘制

制作流程如下：

①．选购元件，列出元件清单，对选购的元件进行初步测试，挑出损坏元件，确保元件的可靠性。

②．对元件的参数及特征进行了解。如各元件各个管脚的作用以及接法。各个管脚的可承受电压电流。

③．绘制原理图以及PCB图，利用protel99se绘图工具将原理图进行编辑，封装，导入PCB，按照元件特性及整体使用规范进行布局。如：将两个可调电阻放于PCB板的边缘，以便使用者调节，将负载输入输出端放于PCB板的另一端，因为考虑到此电路的负载是高电压大电流负载，通电使用后很可能有触电危险，如此安装便有利于与电路控制部分分离，能尽量避免触电危险；将光敏电阻和热释红外探测器放臵在PCB版的中央，且反向安装，能方便光、热双控，此两探测元件独立安装于PCB板的另一面，有利于配合菲涅尔透镜的聚光聚热。

④．钻孔、对照原理图安装焊接硬件。根据不同元件的引脚大小，用不同钻孔针进行钻孔，如二极管D1到D6以及可控硅采用1cm钻针，电阻、电容、三极管、DIP16芯片，稳压二极管等采用0.6cm钻针进行钻孔。插件时对照PCB及原理图仔细查看，注重电极性。焊接时，烙铁温度应控制在350摄氏度左右，与管脚接触时间大约在3S以内。以免高温将元件烫坏，特别是光敏电阻。并且注意焊锡的溶化程度，以及与烙铁的紧密接触，以免出现空焊不良。

⑤．管脚参数测试。测试电源供电部分即芯片的高电平端电压约为5V，若不为5V将导致芯片不正常工作，应立即关断电源，检查原因。测试芯片2脚最大输出电流（当输入电压为5V时）为10毫安。

4.2 硬件调试与实验

CDS为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，CDS的电阻值会降低，使PIN9的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。PIN8是工作方式选择端，当PIN8与正5V端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当PIN8与地端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。图中R9可以调节放大器增益的大小，可以根据实际需要选用，开始选用10K，感觉测试时候不够灵敏，放大倍数不够大，后来使用3K，可以提高电路增益改善电路性能。输出延迟时间Tx由外部的R6和C10的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R5和C9的大小调整，R6和R5可以用470欧姆，C9和C10可以选0.1U。此设计采用BISS0001芯片作为主控芯片，PCB上有两个电位器，VR1为亮灯延时时间调节，可以在45～240秒之间调节，顺时针旋转亮灯时间延长，逆时针旋转亮灯时间缩短。VR2为环境光线亮度调节，顺时针旋转可以增大光控亮度，逆时针旋转到底可以实现白天也亮灯的效果（注意：选择大小合适的“一”字的螺丝刀调节，力度要轻以免损坏电位器)。此设计采用质量可靠的NEC的2P4M可控硅，允许2A的工作电流，瞬间浪涌电流20A，并且确保在接通负载的瞬间无大的冲击电流，可以大大延长灯具寿命。

微机原理课程设计_路灯控制设计(完整版)

1 设计任务描述 1.1设计题目 路灯控制设计 1.2设计内容 1）天黑时路灯电亮，天亮时路灯关闭。 2）用中断模拟天黑。 1.2.1 设计目的 通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行 软、硬件的设计，使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。为以后学生结 合专业从事微机应用设计奠定基础 1.2.2 设计要求 1）通过K O—K7和K++来输入。 2）用LED指示灯显示结果。 3）输出为1灯亮，输入为0灯灭。 2设计思路 本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。通过中断信号来使路灯点亮，再经延时程序来使灯自动熄灭。然后重新回到初始状态。 我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动，用ICW4来设置IR7非屏蔽。 设置中断控制器8255的控制字，让它A口输出来显示灯亮，。由于我们没用到Ｂ口和Ｃ口，所以让Ｂ口输入C口高低四位均输出。 设置完控制字后，再使A口输出全为0（这时路灯初始状态为灭），接着让程序循环进入空操作。当天黑需要路灯亮时，按下中断（代表天黑），程序从循环执行空操作中中断出来，使A口输出从全为0变成全为1（这时路灯全亮），程序后面连接一个延迟子程序，来控制灯亮的时间。 最后到了程序该结束的时候了，A口输出从全1再次变为全0（这时路灯全灭，代表夜晚已过，天亮了）。这时程序本该结束了，程序结束后，又返回到中断控制器8259这部分，这样程序又可以通过按中断来控制灯亮，这样就简单又实用。 大体上程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。结合所学的知识外加查找相关资料，把这几大部分合理的连接起来，从而实现一个完整、功能强大的程序。 3 主要元器件介绍

德勤电工全自动智能节电器

路灯节电器（DK-J-TNLD） 一、产品特点 1)“德勤电工”牌全自动智能环保路灯节电器是一种以智能控制技术为基础 的灯光节电设备。设计先进、独特，它通过先进可靠的硬件和控制软件， 按照用户要求，可随时自动调整电感式镇流器的高压钠灯、汞灯、金属卤 化物灯等气体光源的节电控制。 2)采用全固态电子元件制成，其不同的防护等级，可适应户外、户内及不同 程度的恶劣环境。 3)与其它类的节电装置完全不同，它是由特制的节能线圈组成主回路，对电 网无谐波干扰，可靠性高，耐浪涌电压冲击及瞬时大负载冲击能力强。 4)其控制方法是由控制系统控制节能线圈，根据市电电压自动调节，全自动 智能在线检测电压、电流，自动调整功率，保证路灯正常开关及转换用电 状态。 5)主回路不含任何旋转机构及碳刷，可靠性高，故可降低维护费用，减少维 修工作量。 6)安装简单，无需更改用户照明系统原有线路，可直接驳接在路灯电度表后 灯具电线开关之前。 7)安全的“旁路”装置，保障路灯不会因本装置故障而影响正常供电，本机 如有故障，自动跳到正常供电系统运行。 8)缓放开关系统，智能综合检测，防止电压波动造成灯具变黄及变暗，可延 长灯具的使用寿命，不增加电路之总谐波。 二、产品原理 我们知道，没有哪个地方的电压不随用电的峰谷而波动。从一百多伏到二百四五十伏，不尽相同，然而，这种结果带来的后果却很不好，对线路的影响、对灯具的耗损都很大。

一个灯具所发出的光照度，并不正比于馈给灯具的功率，在电压低于或高于某一值时，发光效率会降低，而除了发光所需能量以外的能量，会导致灯具的发热和线路的损耗，且白白浪费了电能，缩短灯具的寿命。 “德勤电工”牌全自动智能环保路灯节电器，可以很好地解决这些问题，它通过微电脑实时检测、分析、计算，找到最佳功率点，进行动态调节，既保护了灯具，又节省了电能，这也正是我们所要达到的目的。 三、技术参数 输入电压三相380V±5%+N （单相220V±5%） 输入频率50HZ±6% 输出电压180-230V（自动调节） 绝缘电压机箱与带电部件之间2KV 能耗1A＜5W 谐波崎变0 效率99% 温度-25/+75℃ 湿度95%无凝霜

基于51单片机智能路灯控制器设计与实现

摘要 摘要 现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。随着社会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的。 本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。 关键词：路灯单片机技术设计

ABSTRACT ABSTRACT Nowadays, with the rapid development of micro-electronic technology and integrated circuit technology, Single Chip Micro-computer (MCU) technology is being used everywhere. MCU has been used in all kinds of industries, especially in the areas concerning the controlling as the important ingredient in the computer science and technology, the front-runner in the embedded system. It has improved products’Intellectualized and technical standards and been a quite important technical area in our recent social needs and the applied areas of MCU expanding, types of mental produce and control systems are designed with MCU as the central technology. The system uses MSC MSU-51 and Relevant photo electric equipment to design intelligentized controller of streets lights and realize the function of controlling the switches according to the actual conditions of light through P1 port of 8051 chip. As the ever-accelerated development of social civilization, City light is not only confined to the street lighting but also developed into the urban landscape and decorative Keywords: lamp MCU-technology design

路灯节能报告记录

路灯节能报告记录

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关于xx路灯节能EMC项目报告

xx政府主管部门： 近年来，随着我县经济改革的深入发展，城市的安全和照明也逐渐成为广大人民群众的重视。城市道路照明作为城市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也逐渐显露出来，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，亟待解决。 为了进一步响应国家绿色照明工程实施纲要，贯彻落实节约资源和保护环境的要求。各地政府已积极展开城区市政公共照明节能改造工程，以城市照明环保、健康、高效、安全、科学发展为指导原则，以缓解城市照明的快速发展与电力供应紧张，财政负担过重之间的矛盾，从而实现绿色照明工程实施纲要。 随着全球气候变暖，降低二氧化碳排放量已成为世界各国普遍关注的重要课题。因此，为积极贯彻和落实国家“节能减排”的方针政策，实施城市路灯节电改造是城市节能减排的一项重要措施，也是用实际行动建设低碳生活的重要举措。 最近几年来，随着LED技术的发展和成本的降低，使用新一代低耗能的LED光源等效替代高耗能的传统灯具已经成为可能。我们大中型城市正在逐步推广，已经取得了显著的经济效益和社会效益。

第一部分应用LED技术解决路灯节能问题是当今为建设能源节约型社会重要课题之一。 在绿色、低碳、环保的召唤下，以节能绿色环保为主题的低碳经济毋庸置疑的已成为当今的主旋律，路灯的环保节能改造势在必行，利国利民。 LED半导体照明灯具，高科技环保节能产品，一面世便倍受关注。近年来，LED产业在政府的高度重视和大力政策扶持下飞速发展，LED照明技术日趋稳定成熟，已成为各类高能耗低效照明灯具改造用户的最佳选择。在时代的发展需求下，为用户提供整套的LED节能照明改造技术方案。以帮助政府在公共管理领域的终端能效提升为技术核心，以建立终端能效项目节能减排的标杆为方案导向，以项目制的方式为政府在城市能耗基准的数据建立节能减排方案规划设计、合同能源管理实施的政策配套等节能改造方面提供全方位服务为目标。 政府机构率先实行节能，不仅有助于降低行政运行成本，有效节约能源，更重要的是通过政府机构的示范表率作用，引导全社会增强节能意识，提高全社会的节能水平，为建设节约型社会做出重要贡献！ 第二部分我县的实际情况和项目可行性分析 一、本县项目实施的背景 为推进绿色照明示范城市建设，应用高效节能环保的半导体照明（LED）产品，来促进节能减排，减轻财政负担，拟用低耗能的LED灯对全县高能耗的高压钠灯进行全面的等效置换，进行节能改造。 本次路灯节能改造采用LED企业直接投资的运作模式，对传统路灯实

基于传感网的智能路灯节能控制系统

基于传感网的智能路灯节能控制系统An Energy-saving Control System to Street Lamp Based on Sensor Networks 摘要:针对路灯运行状态、信息难以反馈和难以进行合理控制等问题，本文将无线传感器网络层次拓扑模型应用于城市路灯照明管理系统，完成整体优化控制。利用模糊控制原理对路面信号进行模糊化处理，将晶闸管相控斩波和自耦降压技术整合进行路灯的软启动和慢斜坡控制，实现智能路灯控制器节点自动调压节能，最终实现城市路灯的节能控制和智能化、网络化管理。 关键词:路灯节能模糊控制Key words：lamp, energy saving, fuzzy control Abstract：For the problems that the street running state and information was difficult to feedback and reasonable control, we apply the topology model to the street lighting management system, and complete the optimization control in this paper. Using the fuzzy control theory to handle the road signals, the intelligent lighting region controller integrates the thyristor chopper with the autotransformer technology, carries out the soft start and slow slope control to the street light, and realizes automatic voltage and energy saving. At finally, the system can realize the energy-saving control and intelligent, networked management of city street lamp.

无线智能路灯节能控制系统介绍

第一篇项目概述 第一章城市照明节能改造的发展 随着我国城市建设的飞速发展，城市照明已成为体现城市形象的重要标志。对于一个城市而言，城市照明已不仅仅是锦上添花，而已成为一个城市形象的基本组成部分，在内容上，城市照明的表现手法越来越丰富；在趋势上，城市照明越来越注重科技含量。总体而言，城市正逐步走向高层次化。在满足城市功能与景观照明的同时，如何解决电费支出增加、应对电力供应缺口增大的矛盾，成为各地政府关心的问题。 中国作为世界第二大能源消费国，中央政府一直高度重视能源和节能工作， 90年代实施了可持续发展战略，颁布了《中华人民共和国节约能源法》； 2000年国家经贸委、国家计委发布了《节约用电管理办法》；2002年11月6日经贸委、国家计委、科技部、建设部等13个部门领导在北京召开《推动中国绿色照明工程》交流会；2004年11月26日建设部在北京召开《2004年中国城市照明国际研讨会》；2005年5月9日国家发改委在上海召开《中国绿色照明国际会议暨第六届国际高效照明》会议。建设部、国家发改委于2004年11月23日颁发了建城[2004]204号文件《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》,文件中明确指出，要大力推广节能技术，提高电能利用效力，尽快实现节能型的城市照明体系，有条件的城市应实施城市照明集中监控和分时控制模式，努力降低电耗，并要求2006年底之前改造完成。照明节电成为政府相关机构重大任务之一。 同时，对城市灯饰的管理与控制迫切需要一种科学、合理、高效的方法。因此，提供一种有效而合理的控制与管理的方法，对城市路灯与饰灯的运行状态进行远程智能监控显得极为重要。 首先回顾传统的路灯控制运行方式：钟控、人眼观测，派巡逻车轮巡……等等，传统路灯控制运行方式早已不能适应形势发展的需要，随着科学技术以超乎想象的速度的发展，计算机应用的迅速普及，GSM、GPRS无线通讯网络的问世，真正能够自动化的、远程管理的监控办法出炉了，基于这两大实用的新兴技术，针对一般城市路灯系统线路长、布局分散、管理困难，我公司自主研发、生产了我公司路灯自动化监控系统，它利用计算机技术，通讯技术对快速发展的城市路灯实行科学化的管理，从而提高道路照明的质量，实现故障检测的实时性和维修效率，保证城市整体的亮灯率和设备完好率，它不但能降低能耗、减轻劳动强度，而且避免了无畏的电能和人力物力的浪费，最终它提高了路灯所对社会的服务质量，综合发挥出城市道路照明的社会效益与环境效益。 智能路灯节能控制系统介绍 现代城市景观照明控制管理系统中，要求在实现效果的同时，更加注重集中管理操作的便捷性及场所性，以及设备的安装方便可靠。 1.1 产品特性 1、高效、稳定的经济型节电器： 我公司系列路灯节电器采用最先进的快速电子检测技术、微电脑的精确计算，通过电力电子智能控制技术，节电效果明显，节电率稳定在20%—45%。 2、无电网污染的“绿色环保”节电器： 在国外发达国家已有明文规定对电气设备谐波含量的限制，国内部分城市对谐波含量超标的设备也限制并入电网使用。我公司系列路灯节电器，实现了电压的正弦波输出，克服了晶闸管等类型灯光节电产品产生谐波的缺陷。 3、无“闪断”切换技术的智能节电器： “闪断”现象会导致HID灯(高压气体放电，如高压钠灯，金卤灯，高压汞灯等)熄灭。我公司系列路灯节电器运用了先进的控制技术，确保在自动运行时不发生闪断现象。 4、高速、智能的I2C数据总线控制系统： 我公司系列路灯节电器的控制核心FN-PSCEIP1000控制系统是在经过长期使用的FN-PSCEIP控制

课程设计《路灯控制器的设计任务书》

电子技术课程设计 路灯控制器设计任务书 电气工程学院 2013/12/13

1．设计目的与要求 设计一个路灯控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）具有光控功能，白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮，光线较暗、有声音时路灯点亮。 （2）具有声控功能，晚上光线较暗、有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭。2．设计内容 （1）画出电路原理图； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真； （4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

1.路灯控制器设计 摘要：路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。白天的时候，在光控电路（无论有无声音）作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED灯不亮。晚上没有声音的时候，在声控电路作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED仍旧不亮；当有声响的时候，电路的开关元件闭合，灯LED形成通路，LED亮，由于延时电路的存在，LED持续亮一段时间后熄灭。 关键词：声控光控延时LED灯 2 总体设计方案 2.1设计思路 整个电路由声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。光控电路对外界的光亮度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮，而晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮。声控电路主要将声音信号转换为相应的电信号而实现自动控制，延时电路使声音消失后延长一段光照时间。也就是说在白天的时候主要由光控电路起作用抑制声控及延时电路，晚上时声控部分的电路起主要作用，光控电路部分对声控电路部分抑制作用消失；因此延时部分就用电容充放电的过程完成延时功能。光控部分用光敏电阻，光敏电阻的特性就是光照的时候呈低阻状态，无光照的时候呈高阻状

商场超市节能服务方案

商场超市节能服务方案 一、商场超市用电现状 我国能源效率的低下是节能得以实施的理论基础，电网品质的恶劣和设备的落后以及使用方式不当使节能在高耗能企业至少有20%以上的空间。而事实上，在大型连锁超市、卖场、商业社区等人员活动频繁的领域，由于不可控制的因素多，其浪费更严重。如果能利用适当的节能设备，节电的空间将比耗能企业更高。大型连锁超市、卖场、商业社区是商业用电的一个大户，在零售企业坚持低成本运作时，难以控制的可变成本已经成为其利润最大化的一个重要障碍。在各项成本中，电费是一项主要成本，也是比较容易控制的一项成本。 据中国连锁经营协会公布的《商超行业节能情况调查报告》显示，我国商场超市行业中存在着惊人的能源消耗。被调查的全国20家营业面积在8000平方米左右的大型综合商场与超市，平均年用电量为145万千瓦时，需支付总的用电费用约为130万元/年，占门店销售总额的1.52%；在零售业净利润仅为零售额1%到2%左右的今天，以商业用电电费每度一元计算，节约一度电的成本相当于增加大约100元的零售额。电能消耗在商场超市的全部能耗中所占比重较大，主要用电设备有照明设备、中央空调、电梯及冰箱冷柜、电烘（烤）箱等其它用电设备，其中照明设备用电约占商场超市用电总量的40%—50%，空调用电约占25%—35%，电梯及冰箱冷柜、电烘（烤）箱等设备用电约占15%—25%。节电对于零售企业，尤其对于成规模的连锁店来说更具吸引力，采取适合的节能降耗措施可降低零售企业运营成本，同时大大提高企业的竞争力。 二、商场超市电能浪费症状分析 （一）、供输电系统效率低 1、电能利用率低 商场超市变压器使用效率不高，特别是晚上变压器几乎空载运行，造成变压器自身损耗大，电压变化率高； 2、供电线路损耗大 因商场超市用电设备多，供电线路分支多、传输距离长，视在功率大，存在较大的集中效应损耗及热阻线损，导致末端电压降大，电能使用效率明显下降，并存在一定的安全隐患； 3、电力品质差 一些商场超市配电线路混乱，动力跟照明用电混合在一起，同时电子设备、电器、非线性及冲击性用电设备较多，产生大量谐波电流，构成了电力系统中电能质量的主要污染，对用电设备造成不良影响，不仅会耗费大量电能，甚至造成严重危害。 （二）、用电设备电能浪费严重 1、照明用电 a、商场超市照明用电设备有电感式日光灯、电子式节能灯、T5灯具、金卤灯等。 b、照明设备大多是感性负载，功率因数多在0.5-0.8之间，存在大量的无功损耗；

路灯照明智能控制管理系统(单灯控制)

城市路灯照明 智能控制管理系统建设方案 山东贝宁电子科技开发有限公司 2017年10月

目录 第1章建设背景 (3) 1.1 城市照明存在的问题 (3) 1.2 发展智慧照明的必要性 (4) 第2章建设意义和建设目标 (5) 2.1 建设意义 (5) 2.2 建设目标 (6) 第3章建设内容 (6) 第4章平台建设方案 (7) 4.1 照明智能控制管理系统 (7) 4.2 路灯集中控制器 (10) 4.2.1 遥控功能 (11) 4.2.2 遥测功能 (12) 4.2.3 遥信功能 (12) 4.2.4 遥调功能 (12) 4.2.5 查询统计分析功能 (12) 4.2.6 卫星自动校时功能(GPS) (12) 4.2.7 报警管理功能 (13) 4.2.8 系统安全管理 (13) 4.3 单灯节能管理系统 (13) 4.3.1 节能规划方案 (14) 4.3.2 单灯控制节能 (15) 4.3.3 单灯管理节能 (15) 4.4 多路电流检测系统 (18)

4.5 路灯线缆监测报警系统 (18) 4.5.1 自动报警 (19) 4.5.2 抗干扰 (20) 4.6 软件平台 (20) 4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端） (20) 4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端） (21) 4.7 节能分析及社会效益 (22)

第1章建设背景 1.1城市照明存在的问题 随着照明设施数量越来越多，如何有效地管理好城市照明设施是城市管理部门目前的最大课题。此外，大量的维护工作和维护成本及不宜及时发现的安全隐患，也给城市管理带来巨大的困难。在当前形势下，采用以往的过于粗放、被动、无监督和评价机制的传统管理模式已不能满足现代化城市照明管理的需要，创建一种全新的管理模式来推动城市的照明管理和亮化管理已成为迫在眉睫的首要工作。 一、监控管理方式落后且维护成本高 目前城市照明管理还是采用比较传统的时钟控制方式，特别是重大节日或阴雨天不能根据需要进行亮灯情况调整，不能对单灯进行控制，不能根据实际情况（例如：天气突变、重大事件、重要节日灯）及时校时和修改开关灯事件，无法实现按需照明；路灯运行情况无法实时、准确监控，出现灯具故障或路灯控制器损坏造成白天亮灯情况，无法及时反馈到监控中心；另外，缺乏路灯故障处理情况跟踪、分析机制，影响照明生产管理考核，从而影响到领导的管理决策判断；路灯的数量非常多，并且分布非常广，而现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区。 二、能源消耗大 随着城市的迅速发展，城市城区道路照明和亮体工程建设得到了迅速发展，路灯和景观灯数量日益增加。城市照明用电的电能消耗越发成为政府财政支出的沉重负担，不符合国家节能减排，低碳环保政策；目前无法实现按需照明，造成了30%-40%的电能浪费，同时造成了光污染，并且极大缩短了灯具的寿命。 三、照明设施损坏所带来的大面积停电等问题

智能路灯节能系统的设计开题报告

智能路灯节能系统的设计开题报告

本科生毕业设计（论文） 开题报告 题目：智能路灯节能系统的设计 分院：电信分院 专业：电气工程及其自动化 班级：09 电力（一）班 学号：20090210470113 姓名： 指导教师： 填表日期：2013 年 3 月8 日

一、选题的依据及意义： 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模糊控制算法的新型节能控 制系统，集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调压调档控制于一体。智能路灯节能控制系统可明显的提高路灯的用电效率，改善率因素，在节约能源、电力资源合理利用今天的资源。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 目前我国市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几类情况：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，则不能避免灯具受到市电的瞬时高压冲击，对灯具的保护能力较差；相对来说稳压功能较差。 针对于磁饱和电抗器来说，除了上述不足外，其效率也普遍偏低。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，不足之处是元件易发热烧坏，由于采用相控技术产生谐波污染电网，使荧光灯及气体灯小停闪动，减损灯具寿命及相关附件的使用寿命，降低照明质晕，不绿色不环保，国家相关规定已明令禁止使用这种无功补偿技术设备嗍。以系统节电滤波形式，主要是净化电网，补充无功功率，补偿电网，而对于有功电度表计量系统，缺少实际节电效果。 总之，经过近年来的研究和实践，虽然目前国内的路灯监控系统在功能、技术性能和工作可靠性等方面已经达到了一定的水平。但是，还存在许多需要改进的地方。智能化、网络化、实时化，精确化和动态化已经成为现代城市道路照明管理系统发展的必然趋势。 三、本课题研究内容 通过感应外界环境的光照变化和声音大小来控制路灯的开关与强弱的调节，这两种控制同时作用，路灯的光亮分为两个调档。首先由光敏元件感应外界的光亮，当亮度没能达到某一个值时开启电灯开关。然后是进一步控制，当光亮低于某一定值或者声敏元件感应到的声音达到某一强度时，工作进入二档模式；当光亮和声音两条件同时满足感应器的调档时也可以进入二档。它是通过一些传感器及一些系统化的电路设计来实现的。 四、本课题研究方案 本文以实用化为目标，提出一些技术改进措施。 首先，选择合适棒材计数系统的软件程序，能进行棒材端面图像的采集，并转换成相应的格式传送到计算机中。 其次，对采集的图像进行分析，算法研究，最终得到较满意的二值图，进而提出识别棒材的根数算法并进行实验验证。 最后，运用MATLAB软件编译该计数系统，验证系统的实用性，并提出完善系统的建议和改良措施

园区路灯节能改造方案

园区路灯节能方案 第一部分：传统路灯照明系统所存在问题 一、传统路灯照明系统存在的问题 A、传统电感镇流器存在的问题 ·自身功耗大、线路电流大。 ·供电线路负荷大。 ·工频闪烁，并伴有音频噪音。 ·适应电源电压范围窄。 ·启动慢，灯泡寿命短。 ·缺少必要的自身保护功能，存在安全隐患。 B、传统设计存在的问题 1：传统设计以最高峰时段的道路要求作为道路照明设计的标准，当高峰过后还要以高峰时段的实际耗能来消耗电力！我公司照明智 能节能控制系统可实现功率在50%-100%智能调节，可以大大地降低 能耗。 2：考虑到光源的光衰，在设计初期，设计师就将原有的设计 数值做20%-40%的增加，新灯在开始使用时，消耗的功率大于其标称值。我公司照明智能节能控制方案可通过智能控制系统，根据灯的 使用年限控制实际需要的功率，节约了能源、延长了灯的使用寿命。 3：光源的光衰是可以延缓的，只要使用和照明智能节能控制系

统相配套的电子镇流器就可以避免电极的过度腐蚀问题，减少电极 物质的飞溅避免电弧管内壁被飞溅物质击伤变黑保持光源的发光效率。 第二部分：照明智能节能控制系统 本案节能控制系统各部分硬件电路，采用先进的有源功率因数(PFC)校正技术及电子滤波(EF)措施，可使系统功率因数(PF)大于99%， 有效减少了线路电流，从而降低了整个供电线路的负荷与损耗，对 电网几乎无不良影响。 内置智能控制电路，不仅完成点火、低功率启动、恒功率控制 等基本操作，还可以完成输出过电流、过电压、开路、短路等保护。同时可以完成50%～100%定时调光工作。 照明智能节能控制系统特点： ·高效节能：最高节约能源30%以上 ·延长灯泡寿命：将灯泡有效寿命延长2-3倍 ·定时调光：输出功率调节范围50-100% ·多种保护：具有短路、开路、过流、热灯启动等保护功 能 ·质量可靠：产品采用高性能、长寿命元件，使产品可长 期稳定可靠工作 ·适用广泛：可用于道路、体育场、广场、商场、大厅、 广告牌等场合照明

路灯控制器论文

路灯控制器 摘要：本电路使用广泛，功能完善，成本低廉，而且设计电路简单，采用常用的电子元器件构成，使用非常方便，而且此电路具有延时时间可调的功能，照明装置采用低耗能高亮度LED,具有节能降耗的功能，并具有光控、声控的双重功能，可广泛用于多个场合。 关键词：声控电路；光控电路；延时电路；开关电路 1引言 在信息技术不断发展，人类文明不断进步的时代，越来越多的电子产品开始占们的日常工作和生活，在很多公共场所，只要短时间照明的场所，就需要安装一些电子器件，即能够自动控制开关，在有人的时候亮，人走之后，也能持续一段时间，路灯控制器是一种声光控制的器件，能实现这种功能，即在白天光线比较亮不需要照明的时候，即使有声音，灯也会不亮，而在天黑或光线比较暗的时候，能够使电路工作，自动控制灯打开，而且能够在声音消失后，延时照明一段时间，实现照明的目的。通过查阅大量书籍和资料，才在老师和同学的帮助下，设计出了一个简单的路灯控制器电路，其特性优越，用途广泛，功能健全， 使用方便。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 路灯控制器电路主要由声控电路，光控电路，开关控制电路及延时电路构成。工作时，光控电路和声控电路同时控制开并控制电路，而光控电路具有优先控制的功能，即先让光控电路来控制开关电路，即在光控电路工用的情况下，再有声音信号才能使用控制电路工作，使灯打开，且在声音消失后会延时照明一段时间，这部分电路由延时电路来实现，电源电路的作用是为负载电路提供照明电源同时向电路中的控制电路提供工作电源，交流电源经过桥式整流以后，再经过电容降压，为负载提供电源，同时经过稳压以 后，为控制电路提供工作电流。 该电路是利用光敏电阻对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现，即白天或光线较亮的时候，控制灯不亮，而在晚上或光线较暗时控制灯亮，同时还要有一个延时电路，以达到延时照明的目的，声控和光控是共同进行控制的，因而还要有一个电路来控制，当有光亮的时候，此控制电路阻止，信号不再往下传输，即灯不会亮，而只有当光线足够暗且有声音的时候此控制电路才起作用，才往下一电路传输信号，灯才会亮。此电路既可以用三极管实现，也可以用4000糸列的数字集成实现，出于简单稳定的目的，这里选用数字集成电路来实现。本电路的主要任务是实现在白天光线比较亮的情况下，灯不亮，而在光线比较暗或天黑的时候，只要有声音（说话声、脚步声），灯就会亮，同时加上延时电路的延时作用，灯会延时亮一段时间，不致灯连续工作，造成能源浪费或元器械件的损坏。其控制电路可由TC4011BP数字集成电路来实现，延时电路由电阻，电容实现，光控电路由光敏电阻实现，开关电路由开关管实现。 2.2 总体设计方框图 路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路，声光控制电路，开关电路，延时电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。总体框图如下所示，工作流程如箭头所 示：

路灯节电方案word版

路灯节电方案 目录 1. 缘起 2. 目前市场上所用的节电器 3. 方法 4. 经济效益 4.1 节省电力与电费 4.2 降低维修费用 4.3 降低供电设备费用 4.4 高投资报酬率 5. 结论 1. 缘起 路灯不但提供夜间交通安全的照明，更是维持夜间治安必要的设施，从路灯设施的好坏可以看出一个城市现代化的水平，因此世界各城市对路灯设施都非常重视。为着路灯设施的完善，电费也随着成为市政财务的一大负担。在美国，路灯的节电也是一大议题，目前正积极寻找有效路灯节电方法。一般来说，路灯以高压钠灯为主，以水银灯为副。在实际使用上，城市电网的不稳定常常是无法避免的，尤其许多地区电压的波动常超过15%以上，特别是后半夜，工场停工，办公室和家庭用电大量减少，因而使用电负荷大幅降低，电压也随着上升，常有超过额定电压10%的情形。 电压升高对照明设备至少造成两个严重后果： a. 增加用电：电压越高照明设备耗电越大。就以日光灯来说，一支 40W 额定电压110V 的日光灯在不同电压的用电如下： 电压 (V) 功率(W) 电流(AMP) 105 35.5 0.626 110 40.8 0.728 115 45.3 0.801 120 50.2 0.895 从上表可以看出电压上升 15V，用电量增加41%。因此降低电压可以有效的节省用电。 b. 缩短照明设备寿命：电压每升高1V，安定器的温度升高0.6℃， 而安定器温度生高10℃寿命会减半。当然温度的升高也使路灯灯

泡的寿命大幅缩短。 温度的升高不但缩短照明设备的寿命，不但增加汰换的设备费用，更 增加更换的工资。 安装节电设备，不但可以节省电力与电费，更可以降低维修费用，降 低供电设备费用。采用合适可靠的节电设备更可以提高投资报酬率。 2. 目前市场上所用的节电器 1) 电感式节电器：最简单的方法当然是采取变压器将电压降低。这 种节电器原自传统的稳压器，只是加以简单的设计改变，使它更适合 于照明设备的节电应用。这种电感式照明节电器有其先天性的缺点兹 简单说明如下： a. 体积庞大：简单的说，这种节电器只是一种可变变压器加上电子 式控制其输出电压。变压器本身体积庞大，使得整体节电设备体 积相当庞大，而且必需安装于电源控制室，所需空间相当大，必 需另建控制室，在实际应用上有其困难。 b. 调节不够灵活：虽然变压器可以藉由电子侦测控制所需输出电压， 但是输出电压的改变还是机械式的，因此无法非常灵活调节输出 电压，有时不够低，有时太低，更重要的是容易故障。 c. 成本高：虽然变压器设计简易，但变压器所用铁心价钱昂贵，因 此无法应用于较小电流设备上，在实际应用上受到限制。 d. 不适用于小电流设备：比如路灯靠近电源的地方电压可能很高， 但距离电源较远的地方电压可能已经很低，如果装设节电器在电 源，则尾端的电压可能太低而使路灯不亮或照明不够。 e. 节电器本身耗电很大：重所周知，变压器本身的铁心耗电相当多。 2) 电子式节电器： 如果能够利用电子高新科技，设计半稳压器，使输入给照明设备的电 压稳定而成本又低，诚为路灯节电的最佳设备。 电压越高照明设备的亮度越大，而照明设备的寿命也随着减短。对日 光灯和高压气灯如水银灯和钠灯来说，电压越高，安定器和灯管或灯 泡的寿命也就越短。一般照明设备在额定电压的上下5 到10 %，其 亮度都合乎设计要求。如果能把给照明设备的电压维持在电压容许范 围的下限或接近下限，则可以保持所需的亮度，节省电力，延长照明 设备寿命而降低维费用。 在应用上更重要的是路灯节能照明节电器可以每个路灯装一个，而且只加装在现有路灯灯柱安装安定器的地方就可以。 特性电感式节电器路灯节能电子节电器 体积庞大﹝ 80x40x50cm3﹞很小﹝ 14x5x8cm3﹞ 重量笨重﹝ 30 公斤以上﹞轻巧﹝ 0.68 公斤﹞ 价格昂贵低廉﹝差不多 1/10﹞ 对输入电压变化的反应不够灵敏，不够精准灵敏精准 单独路灯控制不可以可以 线路压降产生末端路灯电压

路灯降压节电的方法及其影响因素

路灯降压节电的方法及其影响因素 一、研究的目的和意义 近年来，我国的路灯建设取得了飞速的发展，道路照明质量赓续进步，高强度气体放电灯被广泛使用，对改善我国的投资环境,促进经济快速发展，方便群众生活，美化城市和作为一个外向型当代化城市的建设起了很大作用，但是伴随而来的是能耗的大幅度进步，分外是近年来能源价格大幅度提拔，使电力耗费成为负担，以西安市为例，1995年全年路灯电费为600万元，到2003年已上升到1800万元，因此，有需要增强技术改进，以期减缓能耗上升的趋势。在全球都在提倡绿色照明的时代，路灯的节能必然成为一种趋势。 二、路灯节电的理论依据 因为气体放电灯消费的功率是和它的输入电压有关的，以钠灯为例见图c，当电压降低10%时，电流降低10%，而此时功率降低达25%，光通量则降低30%。因为在设计道路照度时已考虑到正常的照度必要，所以不应以降低照度来节约能源消费。但考虑到在后午夜时车辆人流都大为削减，此时供电电压因为用电负荷削减而升高，所以此时采用降低供电电压而适当降低光源的光通量也是可行的，假设在后午夜供电电压升高10%，此时再降低供电电压10%来运行，则光通量削减为额定值70%，而消费功率此时可削减50%。 以下是一组实测数据，见下表，采用西安无线电二厂及南京三乐的节能型电感镇流器，250瓦钠灯。由表中可看出当电压从242伏降到198伏时输入功率降低了140.6瓦。比220伏时额定功率值降低了53%。 无线电二厂 南京三乐 电压(V)

220 198 242 220 198 242 输入电流(A) 2.82 2.5 3.33 3.16 2.73 3.43 输入功率(W) 228.2 179.4 303.2 265.4 210.2 350.8 功率因数 0.365 0.382 0.382 0.381 0.386 0.424 改革开放以来，我国的发电设备不断竣工并网发电，输配电网经过升压改造，使原来电网末端电压偏低的现象得到改善，但如此带来电网的电压普遍偏高，特别是晚间电压更高，譬如某地区有些单位晚上220伏电压达到254伏，普遍单位接近240伏，此时用电设备在高于设备额定电压状态下运行，将会导致设备过度发热，缩短寿命，实验证明白炽灯的电源电压升高5%，寿命降低47%，荧光灯电压升高10%，寿命降低15%，而大量的电气设备（如电动机、变压器、接触器、电磁铁等）带有铁芯的电气、电压升高则会引起铁损和铜损增加。因为电气设备在高于额定电压和电流状态下运行时，铁芯损耗与总的电压的平方成正比，铜损则与电流的平方成正比，所以形成了较大的能源浪费。而且会降低设备的平均使用寿命。

路灯节能控制器的设计

摘要 目前，城市道路照明在整个照明耗电中占了很大的比例，以往的路灯照明技术存在很多弊端，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的照度，以避免造成光源污染，影响居民的晚间休息，可是传统的路灯照明在后半夜由于用电设备的减少，导致电网电压的升高，灯具的照明度也比上半夜更亮，这不仅造成了电能的浪费也由于电压的升高灯具大量发热大大降低了灯具的使用寿命，所以考虑到这种情况，本论文设计了一种基于自耦变压器多抽头电压可调的路灯节能装置，将无触点调压方式应用在城市道路照明工程，通过比较多种方式的分接开关优缺点，最终采用固态继电器作为调压的分接开关，对电压过零时刻进行调压，使得路灯的端电压波形能连续平滑。控制器具备调压稳压的特点，具有无触点、多级别调压的优点，调压范围可以达到18%以上。 论文主要论述了节能装置的工作原理、设计出了节能装置的主电路，并对分接开关做了合适的选择。控制环节提出以单片机为核心的硬件电路构成，设计了调压控制部分的硬件部分，包括主控制器的选择，采样电路、保护电路、开关的驱动电路设计等多个环节，并且给出了具体的设计参数，在此基础上完成了控制器的硬件制作。软件部分针对节能装置的工作特性与节能方式设计了降压稳压的闭环控制策略、定时调压等实现方法和软件流程。 文章的最后按照节能装置的设计思路在调压部分进行了MATLAB的建模仿真，仿真测试按照调压策略观察其输出电压，结果表明，输出电压同设置值基本一致，误差不大，降压、节能效果明显。 关键词：节能自耦变压器无触点调压固态继电器

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1、绪论 1.1论文概述 1.1.1课题背景 随着城市建设的飞速发展，我国道路照明工程的日趋大型化，在日益紧迫的能源、环境危机促进下，“节能减排”已成为现阶段城市道路节能的指导思想。对于任何一个城市来说，城市路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施。目前，我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10%一20%，而城市公共照明则在照明耗电中占30%的比例。据统计显示，我国在路灯照明方面每年消耗超过1000亿元的电费，其份额和发展的速度十分惊人，全国各地无不面对电力紧张和电力消费带来的各种问题，如今“节能减排”已经成为我国一项重要的国策。随着城市的发展和现代化建设步伐的不断加快，导致了路灯的不断增加，照明电能消费正在急剧上升,对城市道路照明及城市亮化的工程需求也越来越高，城市照明耗电作为节能技术应用的一个领域,近年来也受到了广泛关注。而能源的供需矛盾也越来越突出，节电节能、绿色照明的要求越来越迫切，越来越高。 目前，传统的路灯照明系统存在着许多的弊端，我国绝大部分的城市路灯都采用“全夜灯”的方式进行照明，可是一方面后半夜的行人稀少，如果采用“全夜灯”的方式则浪费太大，因此，有些地方又采用了前半夜全亮而后半夜全灭的“半夜灯”型的照明方式，有些地方在后半夜采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的节电措施，这种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通的安全隐患，不利于城市形象与社会安全。另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的照度，以避免造成光源污染，影响居民的晚间休息。在电力供电的系统中，为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰时造成的未端电压过低，往往都是以较高的电压传输。因此，路灯所消耗的功率都较高，特别是后半夜是用电低谷期，用电设备减少，电力系统电压升高，路灯比白天更亮，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和使用效率，也违背了节电节能的宗旨。 电网电压偏高或不稳定或电网不洁净(瞬变、谐波等因素)，不仅带来了高

伊万诺物联网智能路灯节能最佳解决方案

伊万诺-物联网远程无线路灯控制系统介绍1、远程控制系统描述 道路照明远程控制系统，是通过一台已连接互联网的电脑终端，与远程数据中心通讯，实现对部署在任何范围内的路灯，进行远程单灯或多灯的开关、调光、检测、管理等控制，达到高效运营、节约成本、降低能耗、人性化管理等目的。 该系统采取无线射频、电力载波相结合，以路灯为单位组成低功率的网状网络，实现对高压钠灯、LED、陶瓷金卤灯、无极灯等多种光源的集群化管理。通过终端的节点控制器，可对路灯亮度调节和开关控制，同时采集路灯的电压、电流、温度等信息，为远程灯状态诊断、故障报警等提供依据。 2、远程控制系统的工作原理及运行结构 3、远程控制系统的组成 该系统可分为监控中心、集中控制器、节点控制器三部份： （1）监控中心至少配备一台已连入互联网的电脑，通过监控软件与专用服务器通讯（服务器有条件的可以自备），用来监视现场路灯状态，控制单灯、一组或多组路灯的开关或调整功率。控制方式可以是人为操作，随时控制，也可以设定规则，自动执行。

该系统可实现人性化、智能化管理，按照明需要调整路灯功率和照明时间，从而节约能源消耗减少现场巡视成本。（内置Google 免费地图，可在地图上 标注路灯位置，通过颜色可以区分不同状态） （2）集中控制器内同时配备GPRS 通讯模块和与节点控制器通讯的射频模块，安装在路灯现场，可以方便远程的监控中心收集和监控该系统。一套集中器可以管理250 盏路灯，具有一个独立的系统编号与其他同类路灯区分，一个城市或一条路，可以配置多个集中控制器，理论上可以管理无限盏路灯（集中控制器内置防雷击电源模块，防水等级IP65）。 集中控制器外观及内部