基于单片机技术的多功能路灯自动控制系统的设计论文毕设论文.docx

基于单片机技术的多功能路灯自动控制系统的设计论文毕设论文.docx

《基于单片机技术的多功能路灯自动控制系统的设计论文毕设论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机技术的多功能路灯自动控制系统的设计论文毕设论文.docx（42页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机技术的多功能路灯自动控制系统的设计论文毕设论文

学号：

常州大学

毕业设计（论文）

（2012届）

题目基于单片机技术的多功能路灯自动控制系统的设计

学生

学院专业班级

校内指导教师专业技术职务

校外指导老师专业技术职务

二○一二年六月

基于单片机技术的多功能路灯自动控制系统的设计

摘　要：

随着我国经济的快速发展，电力消费也随之快速增长。

如何节能降耗己成为近年来研究的热点。

本课题就是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗而提出的。

本系统利用红外传感器模块、声控模块、光控模块和时钟控制模块，并结合深圳宏晶科技公司的STC89C52RC单片机芯片制作的单片机最小系统实现了多功能路灯控制的功能。

系统设计包括硬件和软件，其中硬件设计采用以STC89C52RC单片机为主CPU构建的单片机最小系统，通过红外控制模块，光控制模块，时钟控制模块和声音控制模块，将采集到的数据送给STC89C52RC单片机芯片进行处理；软件设计是在Keil平台上，以C51为开发语言，开发的一款路灯控制系统。

系统分为四个功能模块：

声控功能，光控功能，时钟控制功能和红外控制功能，通过检测STC89C52RC单片机与模块之间连接引脚的信号实时的控制路灯的开关，以及其它的操作（如时间设定、LCD显示等）。

本系统实现了自动控制路灯的功能，节约了人力和能源消耗，从而实现了良好的社会效益。

关键词：

STC89C52RC单片机，DS1302时钟芯片，光敏控制，红外控制，声音控制

Thedesignofautomaticcontrolsystemofmulti-functionalstreetlightsbasedonmicrocontrollertechnology

Abstract:

WithChina'srapideconomicdevelopment,electricityconsumptionalongwithrapidgrowth.Howtosaveenergyhasbecomeahotresearchinrecentyears.ThistopicisforChina'surbanlightingontheenormousenergyconsumption.Thesystemusesinfraredsensormodule,voicemodule,thelightcontrolmoduleandtheclockcontrolmodule,andcombinesthesmallestsingle-chipsystemproducedbySTC89C52RCmicrocontrolleroftheShenzhenmacrocrystaltechnologycompanytoachievethecontrolfunctionsofthemulti-functionalstreetlights.Systemdesignincludeshardwareandsoftware,includinghardwaredesignusesSTC89C52RCmicrocontrollerasthemainCPUtobuildthesmallestsingle-chipsystem,viainfraredcontrolmodule,thelightcontrolmodule,theclockcontrolmoduleandthevoicecontrolmodule,givingthecollecteddatatoSTC89C52RCmicrocontrollertodealwith.SoftwaredesignisintheplatformofKeil,theC51forthedevelopmentoflanguage,thedevelopmentofastreetlightcontrolsystem.Thesystemisdividedintofourfunctionalmodules:

voicefeatures,lightcontrolfunction,clockcontrolfunctionandinfraredcontrolfunctions,itreal-timecontrolsofthelightsoff,andotheroperations（suchastimesettings,LCDdisplay,etc.）bydetectingtheconnectingpinsignalbetweenSTC89C52RCmicrocontrollerandmodule.Thesystemachievestheautomaticcontrolofstreetlampfunction,savesmanpowerandenergyconsumption,thustoachieveagoodsocial.

Keywords:

STC89C52RCmicrocontroller；DS1302clockchip；thephotosensitivecontrol；infraredcontrol；soundcontrol

摘要.…………………………………………………………………………………………………………I

目录………………………………………………………………………………………………………..III

1引言

1.1课题概述

1.1.1课题的研究背景

随着我国经济的快速发展，电力消费也随之快速地增长。

特别是在城市市政建设上，传统的路灯控制与维护手段已经远远不能适应城市现代化发展的速度。

城市市政建设日新月异，宽阔的街道，各种各样的路灯给城市带来了光明的同时也增添了城市的夜间魅力。

但是由于道路、路灯众多，传统的人工管理模式已经和快速发展的现代化城市建设不相适应。

如何节能降耗己成为近年来研究的热点课题。

基于单片机的多功能路灯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问题而研究提出的。

1.1.2课题研究的目的及意义

（1）课题研究的目的

①本次课题开发的目标：

利用DS1302时钟芯片，并结合声控模块，光控模块，光敏控制模块以及STC89C52RC单片机最小系统板，实现多功能路灯自动控制系统从而实现了节能降耗的目的。

②基本要求：

系统通过STC89C52RC最小系统板和时钟控制模块，光控模块，光敏控制模块，声控模块对路灯进行控制。

③技术指标：

系统实现的光敏控制有效距离3米以内；光控模块不管是黑天白夜只要可见度不高，系统会自动打开路灯；声控模块只要驻体极话筒能采集到声音信号，路灯都将会被点亮；时钟模块平时可做钟表显示时间，设定开关灯时间后，即可控制路灯的开关。

（2）课题研究的意义

单片机是微型计算机的一个重要分支。

随着计算机技术的发展，单片机被广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：

①在智能仪器仪表上的应用

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪等）。

②在工业控制中的应用

用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

③在家用电器中的应用

可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其它音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

④在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

单片机在医用设备领域中的应用

单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

在各种大型电器中的模块化应用

某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。

如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中，就需要复杂的类似于计算机的原理。

在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。

此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途[1-3]。

1.2课题的国内研究现状

近年来，国内外在智能照明系统的研发领域取得了长足进步，照明系统正从结构复杂化、功能简单化向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代智能照明控制系统创造了有利条件。

国内的智能路灯控制系统大都采用这么几种方法：

（1）无线控制器，视频监控设备和中心计算机进行控制；

（2）中央控制器，红外传感器和开关电路；（3）对射式激光传感器系统（激光发射装置和激光接收装置组成）和中央控制器；（4）主控模块和从控模块组成，主控模块由探测器、主控器、ZigBee协调器和路灯开关电路构成，从控模块由与ZigBee协调器模块进行无线通信的ZigBee节点模块和与ZigBee节点模块相接的路灯开关电路构成。

目前，国外对路灯控制系统的研究也有了较大的进展，特别是在将现代互联网技术用于路灯控制方面发展更快，如：

在道路照明系统中大量使用嵌入基于载波芯片的智能控制器，基于LonWorks技术的电子镇流器替代低效的机械镇流器的同时在配电柜中加装智能服务器等。

1.3论文的主要研究内容

本课题的主要研究内容是如何节能。

因此首先要对现代照明系统发展的现状以及城乡街道的需求进行分析，在对分析的结果进一步的进行研究。

在完成所有前期准备的基础上，得出了研制以STC89C52RC单片机为最小系统，采用声、光、时钟和红外控制模式为一体的多功能路灯控制系统。

2总体设计

设计的思想：

系统有四个模块，分别为：

时钟控制模块、声音控制模块、光控制模块、红外控制模块，只要选择其中任一模块都可以控制路灯的开关。

2.1系统功能设计说明

（1）时钟控制模块

时钟控制模块，选择时钟控制模式后，便可设置路灯的开启和关闭时间，通过设置好的开启和关闭时间来控制路灯的开关。

（2）光控制模块

光控模块通过光感器件实时的采集光线强度，并将采集到的模拟量送至ADC0832模数转换芯片，在将转换的数据送至STC89C52RC单片机进行处理，当光强值超出预设值时，路灯处于熄灭状态，反之路灯将一直被点亮。

（3）声音控制模块

声音控制模块通过驻体极话筒实时的采集声音信号，并将采集的信号送给单片机进行处理，当有声音信号时，声音控制模块会输送一个低电平给单片机（同时声音控制模块中的LED灯会点亮），这时路灯会自动开启；