基于ZigBee的智能路灯控制系统设计方案

[导读]本文提出了一套采用无线通信协议ZigBee的智能路灯控制系统的设计方案。该方案的系统利用ZigBee无线通信技术实现主控系统对终端路灯的实时控制，具有微波雷达移动物体检测、环境光检测及时间设定等路灯控制方式，能实现路灯远程控制、自动调光、故障检测及定位等功能。模拟试验表明，本方案中所设计的系统操作简单，智能化程度高，节能效果好。

0 引言

随着中国城市和经济的迅速发展，城市路灯照明已经成为展示城市魅力的名片和窗口，但是照明在带来绚丽和方便的同时，也遇到了诸多问题。据调查，我国小型城市在夜晚9

点后，大中城市在午夜12点后，道路上行人非常稀少，即便是北京、上海、广州这样的繁华都市，凌晨2点以后，道路上也罕见行人、车辆。这时如果保持“恒照度”会造成资源的大量浪费；另外后半夜是用电的低谷期，电力系统的电压升高，路灯反而会更亮，而我国现行70%的道路照明使用的高压钠灯，此类电网电压的波动致使灯泡的实际使用寿命不超过1年，带来了高额的维修费和材料费，并且系统难以及时反馈路灯运行的故障信息，无法进行远程控制和处理，只能采取人工巡查方式。

路灯控制系统从最初的开关控制功能，逐渐演化到监控节能控制功能，各种新技术被用于路灯监控系统中。路灯控制方法有PLC控制，电力载波控制和无线网络控制等。从路灯控制系统的成本、可靠性、信息化、应用前景等方面考虑，本方案采用ZigBee无线自组网网络技术实现LED路灯节能控制的目的。

1方案系统设计

按照系统要求，本设计主要完成支路控制器和路灯及二者之间的通信网络设计，其中支路控制器完成时间、光照信息的测量，路灯终端完成故障诊断和移动物体的检测，利用ZigBee无线网络技术实现支路控制器和路灯终端之间的通信。因此系统主要包括以下分系统：

电源稳压系统、支路控制系统、ZigBee协调器系统、Zig-Bee 路由和终端系统。其中电源稳压包括5 V 稳压和3.3 V稳压；支路控制系统包括时间模块、键盘模块、显示模块和光照采集模块；ZigBee协调器包括显示模块和键盘模块；ZigBee路由和终端包括微波雷达检测模块、故障检测模块和路灯控制模块。系统结构框图如图1所示。

ZigBee技术是一种新兴的短距离无线通信技术，在近距离无线网络领域得到广泛应用。ZigBee技术采用自组网络，其网络拓扑机构可以随意变动，这一特点对实现路灯智能监控系统的智能化、高可靠性、低成本起到很好的作用。ZigBee的网络拓扑结构可分为：网状结构、星型结构和树状结构，考虑到树状结构能够提高通信网络的可靠性，因此本设计中无线系统的网络拓扑采用树状结构，使用路由功能传输。无线系统由一个ZigBee协调器、若干个路由控制器和若干个路灯终端所组成，网络示意图如图2所示。

根据ZigBee通信组网技术的特点，将ZigBee 技术与传统的路灯控制模式相结合，根据不同路段及时间，对协调器设置不同的检测与控制方式，能及时对路灯进行相应的控制并

发现路灯损坏情况和它的具体位置，方便维修管理，实现按需节能、智能化管理，达到城市照明系统节能减排的目标。

2 系统硬件设计

2.1 支路控制器设计

根据系统功能，支路控制器主要包括时空电路、光控电路、键盘及显示等，电路如图3所示。

时间控制芯片采用的是DS12887芯片，其内部自带锂电池，外部掉电时，还可准确走10年之久，有12小时制和24小时制，数据可分二进制或BCD 码传送，使用非常方便。环境光检测部分采用的是光敏电阻加 LM339电压比较器的测量方案。电阻RV2，R5，R9 及光敏电阻共同构成了惠斯顿电桥的两个桥臂。在光线相对较强时，电路输出端输出低电平；当光线强度相对较暗时，电路输出端输出高电平。统共设置5个按键，采用独立式键盘，包括时间调节键，模式选择键及季节设置键。时间调节键三个，设置键、上调键和下调键，按下

设置键开光标，上下调节键用来调节时间。模式选择键，采用自锁式按键，进行繁华和偏僻模式转换。季节设置键，也采用自锁式按键，进行夏季和冬季转换。

2.2 ZigBee协调器设计

ZigBee协调器负责组建网络与信息的收发处理工作。协调器不断采集主机发来的开关路灯与开关雷达指令，通过发送不同的字符给终端使其作相应的操作。

同时能够显示故障地址，并能对故障信息进行清除。当接收到终端和路由发来的故障地址时，将地址显示在LCD上。由于CC2530的IO口资源较为紧缺，所以设计时选择串口驱动方式。故障维修人员记录检查故障信息，维修员维修之后，需要将原有的故障信息清除，此时只要按下故障清除按键即可。ZigBee协调器接口电路如图4所示。

2.3 ZigBee路由和终端系统

ZigBee路由和终端系统接收来至协调器开关灯与开关雷达的指令，某个路灯出现故障时发送本路灯的地址给协调器。因此ZigBee路由和终端系统由微波雷达检测模块、故障检测模块及LED路灯控制模块组成。

2.3.1 微波雷达检测模块

微波雷达传感器受气流、温度、尘埃的影响较小，因此设计中选用标准的10.525 GHz 微波多普勒雷达探测器HB100进行移动物体检测。在人与车稀少的区段开启移动物体检测模块，当有移动物体在路灯所检测的范围内活动时开启路灯；当移动物体离开后保持路灯处于低亮状态一段时间，STC15F104 单片机提供延时，并由P3.1口输出控制信号。电路如图5所示。其中CC2530的P2.1口控制三极管的通断决定单片机与雷达模块是否上电工作。三极管的发射极与基极电阻R4 使三极管更有效截止与导通。

2.3.2 故障检测模块

故障检测电路如图6 所示。夜晚开启路灯的同时开启故障检测模块，路灯正常工作时光线强，比较器输出低电平；路灯故障时，光线较暗，比较器输出高电平。

由于比较器输出的只是高低电平，出现故障变为高电平，此时如若直接连接到ZigBee 模块上它会不断的发送故障信息，造成系统资源的浪费。设计中用STC15F104单片机不断的检测比较器的输出端，出现故障时由P3.3端向ZigBee模块输出一个负脉冲。单片机的工作电源由ZigBee 模块的LED 端控制，保证系统在高亮时段实时检测故障从而节约了系统资源。

2.3.3 LED路灯控制模块

LED 路灯控制电路如图7 所示，路灯由两部分控制。当定时时间到时开启路灯，开启模式为全亮；进入雷达检测模式后，有移动物体出现在检测范围内，开启全亮模式；两种控制用与门连接，有一个输出为低电平就开启路灯。没有移动物体在雷达检测范围之内时路灯处于半亮模式，接入的电压为全亮模式的一半用。为了使其控制端间互不影响，在各控制末端加入光电耦合器进行隔离。

3 软件设计

系统上电后进行初始化，检测系统是否正常工作，如果正常则按照路灯控制界面进行状态检测并对路灯进行输出控制，使路灯按照既定程序实现开/关状态。

主机系统显示相应的控制信息；协调器不断检测主机数据输出口状态判断发送数据与否；终端等待协调器的数据进行。系统软件设计主要包括主机软件设计、协调器软件设计、路由器和终端软件设计等三大部分。其中在协调器软件设计、路由器和终端软件设计上协议栈尤为重要，不同厂家出品的不同产品有不同协议栈。本文使用的芯片为TI公司生产的CC2530芯片，使用的协议栈是由TI公司出品的Z-Stack协议栈。

3.1 主机系统软件设计

根据智能路灯系统实现功能的需要，主机系统软件划分为以下几个部分：监控主程序、日历时钟子程序、 LCD显示子程序、键盘扫描子程序、光线明暗检测子程序。监控主程序通过对时间、键盘、光线情况的循环判断，决定是否执行相应的功能程序。主机软件设计流程图如图8所示。主机根据时间与外界光线状态发出控制命令如表1所示。

3.2 协调器系统软件设计

根据协议栈对协调器系统进行软件编程。实现此项目要求只需修改协议栈的应用层和硬件层。应用层执行查询任务工作，修改硬件层使整个系统与所扩展的硬件匹配。

3.2.1 硬件层的修改

定义协调器的P2.0、P2.1为数据的输入端口。协调器上有显示故障信息的12864显示模块，首先建立一个lcd.h 文件，在内部定义所应用的管脚定义及相应的宏定义。之后按照12864 的时序编写12864 的读写程序lcd.c，建立出数据与写数据位置的接口函数。在协议栈中ZigBee 联盟已经将LCD 的显示程序封装在硬件层，如果应用另外的显示硬件只需将原有的lcd.h文件覆盖即可。

3.2.2 应用层修改

系统不断的采集主机数据输出端口发来的数据，根据数据的不同而执行相应的操作。首先将读取主机数据任务ID 号加入到任务中，这样在任务循环执行时方可执行到，否则永远执行不到这个任务。协调器读取任务流程如图9所示。

3.3 路由器和终端节点系统软件设计

根据协议栈对路由器和终端节点系统进行软件编程。同样只需修改协议栈的应用层和硬件层。应用层执行查询任务工作，修改硬件层使整个系统与所扩展的硬件匹配。路由器和终端节点系统中开关灯、开关雷达端口用协议栈内部定义好的两个LED灯端口。用控制两个LED灯的开/关分别控制路灯开/关、雷达控制开/关。路由器和终端节点系统接收来自协调器的字符控制信号，不同字符执行不同操作。利用中断查询方式采集亮灯状态下灯泡的光照强度进而判断是否出现故障，出现故障进入故障处理函数，编辑路灯地址并发送到协调器。

4 总结

本方案从应用方面着手对ZigBee技术的网络拓扑结构进行研究，采用TI公司的

Z-Stask协议栈和IAR 开发环境，以CC2530芯片为核心构建了一个基于ZigBee通信网络的路灯控制系统。该路灯控制系统的设计与传统的路灯控制系统设计相比，一方面减少了“全夜灯”、“后夜灯”，有效的节约了电能资源，并且还保护了电灯，延长了其使用寿命；另一方面智能路灯控制系统可对全部路灯进行实时监控和管理，集中控制、监视、检查，大大减少了后期人力、物力、财力的投入，同时提高了巡查设备和路灯的工作效率。

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

智慧路灯智慧照明管理系统

目录 一概述 (3) 1.1背景介绍 (3) 1.2需求概述 (4) 1.3智慧路灯解决方案概述 (5) 1.4智慧路灯系统功能概述 (5) 二方案总体设计 (14) 2.1系统总体架构 (14) 2.1.1设计思想 (14) 2.1.2设计原则 (14) 2.2系统结构 (15) 2.2.1智能照明——打造绿色创新园区 (15) 2.2.2信息发布——共筑园区信息发布平台 (17) 2.2.3智慧安防——出入车辆/人员管理 (18) 2.2.4视频智能监控 (18) 2.2.5无线网络——无线网络全覆盖 (21) 2.2.6安全城市——一键呼叫 (22) 2.3系统功能概述 (23) 2.3.1系统结构图 (23) 2.3.2系统功能 (23) 2.3.3系统特点 (24) 2.3.4系统基本功能组成 (24) 三新疆伊宁市智慧路灯初步布局方案 (27) 3.1伊宁市智慧路灯布局 (27) 3.2伊宁市智慧路灯初步配置表 (28) 3.3智慧路灯控制中心 (28) 3.3.1总控中心硬件组成 (30) 3.3.2监控中心软件 (30) 3.3.3智能远程监控终端控制器（集中控制器） (30) 3.3.4单灯控制器 (32) 四光纤通信规划 (34) 4.1项目网络通信系统 (34)

4.1.1项目网络通信需求分析 (34) 4.1.2项目网络通信系统架构 (34) 4.1.3网络通信系统拓扑图 (34) 4.1.4主干网络通信系统 (35) 4.1.5设备间网络通信 (36) 4.1.6网络系统设备接入规划 (37) 五CPE无线覆盖通信规划 (37) 六系统工程施工遵循规范 (39) 6.1工程施工注意事项 (39) 6.2施工组织设计 (39) 七工程验收 (39) 7.1验收内容 (39) 7.2验收标准 (39) 八质量保障、售后服务及培训 (40) 8.1服务期限及人员 (40) 8.2技术支持与服务 (40) 8.3电话支持与服务 (40) 8.4现场维护服务 (40) 8.5设备维修服务 (41) 8.6人员培训 (41) 一概述 1.1背景介绍 目前，智慧城市建设正在全国如火如荼的进行，智慧城市通过物联网、大数据、云计算等技术，完善城市公共服务，改善城市生活环境，使城市变得更智慧。 智慧路灯是智慧城市概念下的产物。 随着“智慧城市”建设的日益推进，利用路灯逐步智慧升级打造的物联网信息化网络平台将发挥更大的作用，从而拓展城市智慧化的管理服务。 作为智慧城市的基础设施，智慧照明是智慧城市的重要组成部分，而且智慧城市还处于初步阶段，系统构建太复杂，城市照明是最佳的一个落脚点。 智慧路灯可以融入信息交互系统和城市网络化管理的监控体系之中，而且作为

路灯控制器课程设计

电子技术课程设计 课程设计任务书 20 16 - 20 17学年第一学期第18周—19周 题目《路灯控制器》 内容及要求 ①设计一个路灯控制自动照明的电路 ②当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自 动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户进行调节。 ③设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 ④设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 进度安排 1、查资料，确定方案（三 天） 2、方案设计（天） 3、仿真调试 （二 天） 4、硬件实现与调试 （三 天） 5 、 撰写课程设计报告并答辩（天）学生姓名:

目录 前言 (3) 一选题背景 (4) 1．1 设计要求 (4) 1．2 指导思想 (4) 二方案论证 (5) 2．1 方案说明 (5) 2．2 方案原理 (5) 三电路的设计与分析 (6) 3 . 1 电路原理框图. (6) 3．2单元电路的设计与分析. (6) 四. 电路的调试与分析 (13) 4．1调试使用的仪器. (13) 4．2 电路的调试 (13) 五．总结 (15) 5．1 设计体会 (15) 5．2 改进提高 (15) 六. 附录及参考文献 (16) 6.1 附录1 元器件清单. (16) 6.2 附录2 电路的原理图. (16)

6.3 附录3 实物图 (17) 6.4 参考文献 (18) 、八、- 前言 在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

智能路灯系统设计

智能路灯系统设计 摘要：我们组要做的是一个根据光线强度控制灯的亮灭、根据车流量控制路灯亮的盏数的智能路灯系统。该系统将采用AT89S52单片机作为控制芯片，利用光敏传感器来感知道路上的光强度，若达到了开灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来接通路灯的电路，灯亮；若达到了关灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来断开路灯的电路，灯灭。为了防止开、关灯引起的亮度的变化而又导致灯的开、关的循环，将在控制电路中加入施密特触发器。利用两对红外发射接收对管来感知左右车道上车经过的信息，利用单片机计数，若单位时间内车流量达到了预定值，灯全开，若小于此值，灯相间的打开，即只开一半。这样可以有效的利用路灯，并且能够省电。 关键字：路灯，智能，AT89S52，省电 一、背景 现在的路灯都是采用定时控制系统，这将不能保证在环境改变和气候变迁的时候道路上有足够的光照，从而给行车带来很多的不便。同时在某些偏僻路段，在没有人通行的情况下，路灯如果也一直全部开着，那将是对资源的浪费。由此我们小组想到了制作这个智能路灯系统，我们希望我们的智能路灯系统能够根据车流量的多少控制某一路段的路灯打开的数量，从而使路面既可以在需要的时候得到充分的照明，而在不需要的时候可以节约能源。 而作为开发这个智能路灯系统的核心则是单片机的控制。单片机作为实时控制已经应用到各个领域,应用现代工具开发单片机应用系统是现代电子类专业人员必须掌握的技术。KeilC51 是目前世界上最好的MCS - 51单片机汇编和C语言的开发工具,支持汇编、C语言以及混合编程。可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程,同时具备功能强大的软件仿真和硬件仿真(用mon51协议)功能。 二、系统总体框图与系统总体介绍 系统由51单片机为主控制器，采用外部12MHz晶振。采用光敏二极管作为光敏传感器，来感知道路上的光强度，若达到了开灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来接通路灯的电路，灯亮；若达到了关灯的要求就将信息传给单片机，通过单片机控制电磁继电器来断开路灯的电路，灯灭。利用两对红外发射接收对管来感知左右车道上车经过的信息，利用单片机计数，若单位时间内车流量达到了预定值，灯全开，若小于此值，灯相间的打开，即只开一半。我们系统采用若干个发光二极管来模拟路灯。

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；

led路灯智能控制系统设计

LED路灯智能控制系统设计 LED路灯智能控制系统设计 内容提要：LED路灯在当前已得到越来越多的应用，一些城市甚至已经将传统的高压钠灯全部都更换为LED路灯，不过，在更换为LED路灯后，却沿用了传统光源的控制方式，使得路灯的控制方式单一，不便于管理，且浪费了较多的能源。本文从智能控制系统的建设目的、系统设计原则、系统架构、后台控制软件的基本功能等几方面加以阐述，以希望读者能从中吸取有益经验。 关键词：LED路灯智能控制设计 中图分类号：S611文献标识码： A 一、系统建设目的 道路照明智能控制系统使用物联网、传感器、自组网、云计算等高新技术，通过单灯控制、单灯监测的方式，相较传统管理模式，应达到以下几项基本功能： ①按需照明：基于更加精细化的控制方法，根据天气规律、人车活动规律、重要路段照明等要求，灵活调整路面照度，真正做到保障交通安全与节能减排之间的完美契合。 ②主动发现：精细到每盏灯、每个组件的故障由系统主动上报，为建立快速的维修响应机制奠定基础；避免夜间有灯不亮、白天亮灯等百姓最关注的问题。 ③高效管理：精细到每盏灯的工作情况一目了然，减少日常大量的巡灯工作，合理规划维修维护路径，使得人力资源能够投入到更具有服务价值的工作中。 ④精细监测：精细到每个照明设施组成部分的实时数据监测，对设施寿命、质量进行全程监控，使得设备采购、更换更加科学、准确。 ⑤合理规划：基于现代化的专业地理信息系统，所有路灯设施分布一目了然，为整个照明设施建设规划、全面掌控提供详尽的数据化支持。 ⑥经济投入：高科技并不意味着高投入，无需布线、维护简单、

超长寿命是城市路灯智能管理系统的基本要求。 二、系统基本设计原则 智慧城市照明是指将城市中的每一盏路灯、每一处景观亮化通过信息传感设备与互联网连接起来，实现集中、远程、智能控制与管理，需要将物联网、传感器、云计算、互联网等先进技术融合在一起，以实现按需照明和精细化管理的目的。 ①路灯照明的公共服务属性原则 优先保证路灯的功能性，保障夜间活动安全，提高夜晚环境质量，构建城市夜晚的明暗层次和主次脉络，增强市民夜间活动的意愿。通过市民活动区域的分析，充分发挥照明之于城市的社会功能，根据城市不同区域（居住、商业、工业等）的功能需要，为各分区的活动和相互间的交通、联系提供区别化的照明时间和照度水平。 实现照明功能性要求和照明节能之间的最佳契合点。通过采用单灯控制与无级调光，结合地理信息系统，根据每盏路灯所处的环境及交通等因素合理分时选择其照明输出，满足道路照明要求的原则下达到最优的节能效率，实现真正的按需照明。 ②海量数据的智能处理与分析原则 采用基于单灯管理的LED 道路照明物联网管理系统后，对于每盏灯具均能实现控制与数据采集。但随着数据点的大量增加，必须从应用出发，对基础数据优先级划分，有区别的实现数据展现及重要信息的优先获得，且定义准确的智能分析策略。 对于大数量的灯具进行控制，同时又能达到每盏灯具均能做到按需照明，则必须采用合理的、快速的控制方法，管理系统不应造成管理人员、使用人员、维护人员的工作负担。 ③系统设计及技术选择的原则 由于照明功能与地理信息紧密相关，真正的按需照明实现必须紧密结合地理信息系统，根据每盏灯具所处位置、所应该担负的照明职能，结合时间和外部因素变化，合理的实现控制与数据监测。 作为物联网系统的重要基础，单一通信方式很难解决道路中所面临的各种环境，因此系统必须支持多种通信技术，而每种通信技术均

路灯集中控制系统方案

路灯集中控制系统方案 一．通信网络的组成 市政路灯实现集中控制的核心问题是通信问题。路灯集中控制系统采用无线控制技术，利用中国联通GSM短消息功能传输控制信息。本系统包括一个管控中心（主站）和22个分控点（从站），共计23个站点。主站是一台扩展了无线通信功能的计算机，运行路灯控制程序；从站是专门开发的具有GSM无线通信能力的路灯控制器。整个控制系统的网络拓扑如图1。 在当前的社会技术环境下，可行的通信方案有很多种，本方案的技术先进性好，拓扑结构达到最简单，设备成本低，不必考虑网络维护问题，通信费用低，是最有实用价值的方案，也是性价比最高的方案。 二．无线路灯控制器 无线路灯控制器具有普通路灯控制器定时开关灯的功能，由于包含了无线远程控制功能，本控制器中扩展了交流电流测量功能，这就使系统具备了电流遥测能力，在本系统这一扩展具有重要意义。

三．在中心控制室对系统进行操控 1．计算机内存储了一年中根据日出日落时间设置的开灯关灯时间表，系统可以根据这个表进行全自动开灯关灯的操作。对这个表随时可以进行修正，以达到更理想的效果，修改结果对全体路灯都有效。 2．每个从站上的控制器有两路控制输出，所以可以把路灯分成两组，夜深人静时可以关掉一组，降低照度，节约用电。 3．在计算机的屏幕上显示有路灯控制关系图，用鼠标点击地图上的按钮就可以对任何控制点实现立即开灯、立即关灯。 4．可以对每组路灯的工作电流进行遥测，从而可以推断出亮灯率，这种方法可以及时发现亮灯率低于控制值的线路，有针对性地进行巡灯修复；对于亮灯率高于控制值的线路可以免除巡灯工作，降低相关人员的劳动强度。 5．系统的操作界面是充分图形化的，大体说来，认识汉字、会看地图、会用

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

路灯控制系统技术方案

. 路灯控制系统技术方案 一、概述 1.项目需求-------------------------------------------- （2） 2.项目意义-------------------------------------------- （2） 二、总体设计方案 1.设计原则-------------------------------------------- （3） 2.结构框图-------------------------------------------- （5） 3.主要功能概述---------------------------------------- （5） 三、系统详细设计 1.系统简介-------------------------------------------- （6） 2.计算机信息管理系统---------------------------------- （7） 3.远程控制系统--------------------------------------- （11） 四、成功工程案例--------------------------------------（15）

15 / 1 . 一、概述 1、项目需求 当前我国城市照明，特别是路灯照明，主要有以下特点：照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％；近几年随着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数量仍在迅猛地增长；路灯照明多为低效照明为主，电能利用率还不到65% ；绝大部分地区仍然使用非常落后的控制方式。 目前路灯控制采取光控、定时及人工开关的方式，已不能满足特殊天气条件下开关灯及节能要求，因此需要利用计算机自动管理技术和远程通讯技术，对城市照明实现自动化、智能化科学管理，达到路灯管理水平与现代城区相适应，提高路灯管理效益，做到合理照明，美化照明，安全照明，降低运营和维护成本。 2、项目意义 系统改造采用先进的GPRS无线通讯网络、计算机信息管理及单灯控制模块等组成的分布式无线“三遥”（遥测、遥控、遥信）系统。该系统可以对全市范围内的路灯进行遥控开关、遥信状态、遥测电流、电压、用电功率，还可以根据对所测数据的分析来判断路灯配电设备运行有无故障，对路灯亮灯率估算和计算，对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯、大面积灭灯等异常情况进行报警处理，并能通

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资料

包头轻工职业技术学院 专业论文 论文题目：基于单片机的智能路灯控制系统 学 号：_________________________ 作 者：_________________________ 专 业 名 称：_________________________ 2016年05月08日 闫昱隆 风力发电 13152123150292

包头轻工职业技术学院 论文题目： 作者：_________________________ 指 导 教 师： 单位： 单位： 论文提交日期：2016年 05月 08日 卢尚工 包头轻工职业技术学院 基于单片机的智能路灯控制系统 闫昱隆

包头轻工职业技术学院 摘要 设计了一个路灯自动控制系统，具有时控、光控相结合的路灯开关控制功能；以及路灯故障检测并显示故障路灯编号的功能。采用STC 89C51单片机作为核心控制部件；利用时钟芯片DS1302对路灯进行时控开关灯控制；由光敏器件完成环境光照度的采集与路灯故障检测，从而实现光控开关灯与故障路灯的编号显示。本系统 可以通过RS-232标准通信端口与路灯控制室的上位机进行通信。 关键词：STC 89C51单片机；时钟芯片DS1302；光敏器件

目录 摘要 .............................................................................................................................. - 3 -目录..................................................................................................................................... - 1 -1引言 ................................................................................................................................... - 2 -2系统硬件设计................................................................................................................... - 3 - 2.1 硬件设计.............................................................................................................. - 3 - 3.1 TCP/IP协议栈设计 .................................................................................................... - 5 -5致谢 ................................................................................................................................... - 6 -参考文献： .......................................................................................................................... - 7 -

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