基于51单片机智能光控节能灯的设计毕业论文设计 精品Word文件下载.docx

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指导教师签名：

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使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

日期：

年月日

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涉密论文按学校规定处理。

日期：

导师签名：

日期：

德州学院毕业论文（设计）开题报告书

2013年1月14日

院（系）

机电工程系

专业

自动化

姓名

学号

论文（设计）题目

基于51单片机智能光控节能灯的设计

一、选题目的和意义

随着社会文明的不断发展，城市照明已经不仅仅局限于街道的照明，而更是发展成为了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。

本系统采用51单片机和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器，利用单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化，达到节能、自动控制的目的,避免了传统电路对能源的浪费，且路灯的自动控制更方便了工作人员的管理。

而且所用的路灯采用LED灯，众所周知，LED是目前最为节能的发光元件，通过采用LED发光可以节省大量的电能，因此，智能光控节能路灯必将在未来得到广泛的应用。

本设计方案采用光线强度、时间以及道路车流量的三重模式控制，在很大程度上做到了“随需而控”，同时符合了当今社会所倡导的节约型、可持续性发展的标准，因而拥有良好的可行性和具有很大的实用价值。

二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势

当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。

而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是所急需解决的问题。

城市路灯照明的现状普遍存许多的问题，如浪费太大、光源污染等等。

因此，LED智能路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。

同时，LED照明技术日趋成熟，大功率LED光源已可以满足一般路灯所需的光通量。

中国科技部推出“十城万盏”半导体照明应用示范城市方案，美国的“下一代照明计划”，日本的“21世纪照明计划”，欧盟的“彩虹计划”，韩国的“固态照明计划”，这无疑都是LED照明产品的推广。

综上所述，未来的智能路灯控制必将向着更安全、更环保、更节能、更高效率的方向发展。

三、课题设计方案

系统总体设计方案：

采用AT89S52单片机作为核心控制部件，利用时钟芯片DS1302对路灯进行定时控制，由光敏器件完成环境光照度的采集与路灯故障的检测，并通过LCD显示故障路灯编号，利用光电开关实现车流量的检测，根据环境光强度、车流量大小自动调节路灯亮灭情况，从而实现系统的智能化。

路灯的开关模式为：

23点至次日6点为节能时间段；

19点至23点为额定功率运行时间段，路灯在额定功率下全开；

其它时间段则根据道路状况来控制路灯亮灭。

本设计由主控单元、电源模块、实时时钟模块、LCD显示模块、环境明暗检测模块、路况监测模块、报警模块、键盘模块等组成，其结构框图如图所示：

四、计划进度安排

2012.10.28---2013.1.14确定设计（论文）题目，大量查询资料，完成开题报告；

2013.1.15---2013.1.30查询相关资料、进行课题研究，整理资料并细化设计方案；

2013.2.1---2013.2.28根据设计方案进行论文设计；

2013.4.16---2013.4.30根据修改意见进行修改；

2013.5.4---2013.5.16　进一步修改设计（论文）并定稿，准备答辩。

五、主要参考文献

[1]贺一鸣,王崇贵.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术，2010

（1）.10

[2]史兆培．城市路灯照明节能技术现状发展趋势[J].中国照明电器，2009（10）.5

[3]刘德营,张志霞.单片机原理与接口技术[M].中国水利水电出版社,2006.7

[4]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2006.514～532

[5]赵负图.传感器集成电路手册（第2版）[M].化学工业出版社,2004.45～51

[6]马明建.数据采集与处理技术[M].西安交通大学出版社,2005.9

[7]李东生,张勇,许四毛．Protel99se电路设计教程[M].电子工业出版社,2008.3

指导教师意见及建议：

签名：

年月日

教学单位领导小组审批意见：

组长签名：

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

院（系）：

机电工程系专业：

自动化2013年04月16日

毕业论文（设计）题目：

基于51单片机智能光控节能灯的设计

学生姓名

王杰

200901702055

指导教师

姚俊红

职称

副教授

计划完成时间：

2013年5月17日

毕业论文（设计）的进度计划：

2012.10.28---2013.1.14大量查询资料，完成开题报告；

2013.1.15---2013.1.30查询相关资料、进行课题研究，细化设计方案；

2013.3.1---2013.4.30根据修改意见进行修改；

2013.5.4---2013.5.18　进一步修改设计（论文）并定稿，准备答辩。

完成情况：

到现在为止，通过查找资料以及很多与所做设计相关的知识，我已经基本完成整个设计的全部内容，特别是整个设计的每个模块设计，包括单片机控制系统、电源模块、环境明暗检测模块、模块检测模块等主要模块，都进行了仔细的思考。

在绘制电路原理图的过程中，通过绘制设计中所需的电路图，也让我加深了对模电等电路知识的了解，更让我了解并熟悉了protel99se软件的使用方法。

指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页）

签名：

年月日

备注：

（德州学院机电系，山东德州253023）

摘要：

从节约能源的角度出发，提出一个基于51单片机的节能路灯控制系统的设计方案。

采用LED路灯，通过恒流源电路进行工作。

由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，结构简单，使用方便，价格低廉的优点，因此在自控工程中被广泛应用。

关键词：

AT89S52；

智能；

节能；

1引言

1.1路灯系统简介

随着时代的发展，能源的供需矛盾日益突出，节电节能的要求也越来越迫切，传统的城市照明系统的问题越来越显现。

对于城市公共照明系统来说，采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人民生活需求的科学解决办法。

本课题正是针对这一社会现状提出的一套智能化解决方案。

系统总体设计方案是以AT89S52单片机为中心控制器，由电源、按键、实时时钟、环境明暗检测、路况检测、液晶显示等电路模块组成。

系统采用了DS1302时钟芯片计时，通过使用光敏电阻和模数转换的方式，提供给单片机光线的数字传感信号来测环境明暗程度，由光电开关对路面车流量进行检测。

由单片机对采集到的时间和环境明暗程度以及路况信息进行判断并处理，通过单片机的采集值来控制路灯的开关和明暗状况，同时检测灯的故障（检测方法与环境明暗的检测相同）实时时间和灯的设定时间、灯的故障信息用液晶LCD1602显示出来，灯出现故障时（该亮时却未亮）进行报警。

设计是由通过光敏电阻外界光信号的强弱以及光电开关检测路况来产生电压信号，再由单片机控制实现路灯的自动启停。

1.2单片机概述

为适应社会发展的需要，微型计算机不断的更新换代，在微型计算机的大家庭中，近年来单片微型计算机异军突起，发展极为迅速。

单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，即把中央处理器（CPU）、随机数据存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时/计数器、输入/输出电路（I/O口）等电路集成到一块芯片上，构成一个完整的微型计算机，并具有独立的指令系统[1]。

单片机不同于单板机，芯片在没有开发出来以前，只具有功能极其强大的超大规模集成电路，如果再赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统。

单片机的使用需要用户了解其芯片的内部结构和相应的指令系统以及其他一些集成电路设计技术和系统设计所需要的理论技术。

在特定的程序控制下，就能使该芯片实现特定的功能。

单片机经过1、2、3、4代的发展，以达到了32位单片机，是目前单片机的顶级产品，具有极高的运算速度。

随着微电子技术和集成电子技术的不断发展，单片机正朝着高集成度、低功耗、低电压、多功能方向发展。

单片机控制系统已基本取代了以前复杂的电子线路或数字电路构成的控制系统，用软件来实现产品的智能化。

现在，单片机的控制范畴无所不在，其应用领域也越来越广泛。

单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是它从根本上改变了传统的控制方法和设计理念，向着嵌入式系统方向发展。

随着嵌入式系统的快速发展和在各行各业的深入应用，人们的电子设备的小型化、智能化的要求也越来越高。

在航空航天、机械加工、工程控制、智能仪器仪表、家用电器、通信系统等领域，单片机都正在发生着非常重要的作用。

单片机应用技术业已成为现代电子技术应用领域十分重要的高新技术之一，是电子工程技术人员必备的知识技能，它能使你设计出更具智能化和方便的产品[2]。

单片机及其应用系统之所以能发挥着如此重要的作用，归纳起来有如下的原因：

（1）单片机具有体积小、功能强、价格低、使用灵活等特点，具有明显的优势和广阔的应用前景。

（2）单片机具有独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分表达出来，使产品智能化。

（3）系统配置以满足控制对象的要求出发点，使得系统具有较高的性价比。

（4）应用系统通常将程序驻留在片内（外）ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。

（5）单片机本身