基于單片機(jī)控制的智能路燈模擬系統(tǒng)

　　　1.實(shí)現(xiàn)功能

　　（1）支路控制器有時(shí)鐘功能，能設(shè)定、顯示開關(guān)燈時(shí)間，并控制整條支路按時(shí)開燈和關(guān)燈。

　?。?）支路控制器應(yīng)能根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動(dòng)開燈和關(guān)燈。

　　（3）支路控制器應(yīng)能根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)：當(dāng)可移動(dòng)物體M（在物體前端標(biāo)出定位點(diǎn)，由定位點(diǎn)確定物體位置）由左至右到達(dá)S點(diǎn)時(shí)，燈1亮；當(dāng)物體M到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，燈1滅，燈2亮；若物體M由右至左移動(dòng)時(shí)，則亮燈次序與上相反。

　　（4）支路控制器能分別獨(dú)立控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時(shí)間。

　?。?）當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)（燈不亮），支路控制器應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并顯示有故障路燈的地址編號(hào)。

　　2.方案設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)主要以STC89C52單片機(jī)為主體。其中，支路控制器模塊通過單片機(jī)來控制單元控制器1和單元控制器2，并完成顯示和聲光報(bào)警部分。用光敏傳感器感應(yīng)自然光的暗亮，將感應(yīng)結(jié)果送至支路控制器，進(jìn)而控制LED1和LED2的工作狀態(tài)。單元控制器1模塊控制可移動(dòng)物體M從S到B再到方向路燈變化過程。如當(dāng)可移動(dòng)物體M到達(dá)S處時(shí)，紅外檢測(cè)可移動(dòng)物體M的位置，并將信號(hào)發(fā)送至單元控制器1。在支路控制器允許工作的同時(shí)，單元控制器1打開繼電器，由繼電器打開功率可控恒流源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)。

圖1 模擬電路控制系統(tǒng)框圖

　　2.1 恒流源方案論證

　　采用程控分流實(shí)現(xiàn)電源的功率調(diào)節(jié)。由變壓器將220V的交流電轉(zhuǎn)化成直流電，電源通過整流橋到7809芯片得到+9V的電壓從而得到恒流源，再由7805芯片轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的恒流源，所得功率在1W可調(diào)。其優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)易，容易搭建。缺點(diǎn)是性能不可靠，不穩(wěn)定。其構(gòu)圖如下圖2所示。

圖2 恒流源電路圖

　　2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　本模擬路燈控制系統(tǒng)以支路控制器為主核心，編制軟件程序分別完成時(shí)鐘功能，顯示開光燈的時(shí)間，控制支路的按時(shí)開燈和關(guān)燈。并能根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動(dòng)開燈和關(guān)燈。支路控制器分別能控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時(shí)間。并能在路燈出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。其主流程見圖3。

圖3 主程序流程框圖

　　框圖中的S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16分別是按鍵10、11、12、13、14、15、16（按鍵原理圖可見附錄4）。S10和S11控制模式1，S12控制模式2，S13控制模式3S，14控制模式4；S15控制LED1，S16控制LED2。

　　3 總結(jié)

　　本文設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬路燈控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括1個(gè)支路控制器和2個(gè)單元控制器。本系統(tǒng)支路控制器和單元控制器均采用STC89S52單片機(jī)。

　　該系統(tǒng)具體完成的功能包括：支路控制器有時(shí)鐘功能、能根據(jù)環(huán)境明暗變化自動(dòng)開燈和關(guān)燈、能根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)、能分別獨(dú)立控制路燈的開燈時(shí)間和關(guān)燈時(shí)間、能進(jìn)行路燈故障的報(bào)警、自制了單元控制器中的LED燈恒流驅(qū)動(dòng)電源、并可對(duì)該恒流電源的輸出功率進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)。支路控制器根據(jù)環(huán)境的亮暗程度來決定是否將路將燈開或關(guān)；單元控制器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)路燈的故障情況，如有故障則及時(shí)將信息反饋至支路控制器，支路控制器啟動(dòng)報(bào)警；同時(shí)單元控制器還可以控制LED恒流源的輸出功率以調(diào)節(jié)路燈的亮暗程度，這一功能可進(jìn)一步拓展為根據(jù)環(huán)境的亮暗程度來調(diào)節(jié)路燈的亮暗程度，以節(jié)省電源功率。