基于zigbee的智能节能路灯控制系统Word文档下载推荐.docx

1、4 系统功能介绍（1）自动巡测功能：系统中心可以自动巡测每路路灯的开关状态。（2）数据采集功能：采集电流、电压、功率因素等数据。（3）过载保护：通过采集到的数据进行处理判断，保证负载处于合理范围内。（5）控制功能：系统中心可以随意开关任何一盏路灯。（6）自动控制功能：现场按预先设计好的时间计划自动调节路灯开关时间。 （7）报警功能：故障出现后，系统中心可以准确获取故障灯的位置信息，工作人员可以在最短时间内赶到现场进行维护。通过采集电力线的电流、电压状况，通知系统中心，从而进行防盗处理。（8）数据存储功能：可对路灯安装和时间、地点、运行参数、工作时间等用户关心的信息进行记录存储。（9）数据查询功

2、能：系统中心可以通过互联网查询任意时间段每路路灯数据信息。（10）远程维护功能：进程网络维护，控制模块具备远程参数设置和维护功能。（11）信号传递功能：将任一路灯所在处人和车辆的情况传递到下一个路灯，可以通知下一个路灯提前点亮。5 具体实施方案和过程5.1灯泡亮度调节控制方法利用可控硅实现基于单片机的可控硅功率调节电路。可控硅调节功率具有不冲击电网、对用电设备不产生干扰等优点，是一种应用广泛的功率调节方式。所谓功率调节就是控制在给定周期内可控硅的导通时间，从而改变负载功率，实现功率调节。实现可控硅功率调节须解决3个技术关键：（1）获取工频交流电源的过零脉冲，作为触发双向可控硅的同步脉冲；（2）

3、将控制算法得到的控制量变为可控硅在给定周期内的导通时间；（3）隔离工频交流电源强电对微机系统和控制电路弱电的干扰。可控硅功率调节电路如图1220VP1.1P1.2图1电路中，光电耦合器TIL117用于产生工频交流电的过零脉冲。交流电经全波整流后驱动光电耦合器输入端的发光二级管的通断，通过合理设计光电耦合器电阻R1和和R2的阻值，在光电耦合器输出端即可获得1个幅值和宽度均能满足要求的过零脉冲。该脉冲信号分为两路：一路送至单片机的高速输入通道HIS的引脚，另一路送至与非门的1个输入端，与之对应的另一输入端接门控信号，以控制过零脉冲在T周期内通过与非门的时间。该门控信号就是单片机高速输出通道P1.1

4、输出的脉宽信号。由与非门输出的过零脉冲通过光电耦合器TIL113隔离传输至双向可控硅触发电路，为使可控硅可靠导通，同步触发脉冲再经晶体管功率放大，R9为负载电阻。 由图1可知，光耦合器TIL117和TIL113将工频交流强电与单元机电路弱电隔离，提高了系统的抗干扰能力和工作的可靠性。5.2灯泡功率因数测量方法，将直接影响电网供电质量。采用电流和电压信号的门限电压值的“过零检测”技术，实现信号功率因数的测量。该测量仪具有硬件电路结构简单、实用、测量精确度高、抗干扰能力强等特点。图1为功率因数测量中的相位-时间转换法的结构框图。由于电力系统中工频周期为20 ms，因此，电压与电流的相位差测量精度取

5、决于相位差信号的高电平宽度的测量。相位差为的电压和电流信号Ui和Ii分别经电压转换器和低通滤波器。再经相应过零比较器变成方波，最后经相位-时间转换电路得到与相位成比例的高电平方波。图2给出图1中各节点的信号波形。相位-时间转换法所得o与实际相位有一定的相位差，这是由低通滤波器引起的，可通过软件进行补偿。o信号是由单片机定时器定时计数高电平而测量的，其相位差为：式中，t为高电平宽度。余弦值的计算采用查表和小数补偿算法。首先对计算出的相位整数度查表，求得当前值和下一整数值的余弦值；然后，计算小数部分余弦值的增量值为两整数余弦值之差乘以小数部分，最后，将当前值的整数相位余弦值加上小数值进行校正补偿。

6、这样就可得到精度较高的功率因数。图3为功率因数测量电路原理图，该测量仪由信号预处理电路、相位检测电路、电源、显示和单片机小系统等模块组成。图3中的Ui、Ii、Uo、Io和o各节点与图1中的各点相对应。图3 功率因数测量电路原理图信号预处理电路电压预处理电路由电压转换电路和过零比较器组成。实验发现，采用隔离变压器进行电压信号转换会造成相位偏移，且相位偏移不够稳定。因此，电压转换电路采用光电隔离器构成，由于发光管发光具有一定的滞后特性，因此由光电隔离器构成的电压转换电路除具有无相位偏移的特点外，还具有很高的过零点检测的稳定性和可靠性。电流预处理电路由低通滤波器和过零比较器组成。电力系统中通常有电力

7、设备开关和控制造成的突发脉冲、高次谐波和噪声等因素的干扰，这些干扰频率通常高于工频，且主要体现在电流中。为了滤除或降低干扰，在电流预处理电路中设置由U21构成的二阶低通滤波器。其传递函数为：电流门限检测电路由VD31和C31构成的半桥滤波器和比较器U31构成，只有当电流达到一定值时，比较器输出为高电平。单片机通过检测到P37引脚的状态为1，才开始功率因数检测。图3中U13和U22分别构成两个过零比较器，由于比较器采用单5 V供电，满足TTL电平要求。过零比较器输出端的是与输入信号频率相同的方波。相位检测电路由于电力系统中电压与电流的相位差大于-90，且小于90。因此，可直接对电压信号预处理输出

8、的方波信号和电流信号预处理的方波信号进行异或运算。得到一串脉宽与相位成正比的脉冲波。系统软件设计为避免随机干扰和测量结果的不稳定，提高相位测量精度，采用相位差中值滤波测量法：首先，采用排序技术对N个测量值进行冒泡排序排序，然后，取中间（N-2）个测量值，求平均值作为相位差值。采用这种方法能够很好地提高测量仪的抗干扰能力问题。测试结果功率因数测量仪的关键技术在于对相位的精确测量。在完成硬件电路设计后采用数字示波表测试相位检测电路中的电压和电流信号，测试结果如图6所示。通过对测试电压和电流波形的分析可知：当电流信号发生严重畸变时，系统硬件能够很好地进行滤波整形，进而保证相位检测的精确度和准确度。由

9、于在系统软件中采用中值滤波技术，因此，在工业现场实际测试时，测量结果具有很高的稳定性和测量精度。5.3传感器 正面 反面技术参数：1.工作电压：DC5V20V2.静态功耗：65微安3.电平输出：高3.3V低0V4.延时时间：可调（0.3秒18秒）5.封锁时间：默认0.2秒6.触发方式：L不可重复，H可重复7.感应范围：小于120度锥角，7米内。8.工作温度：-1570度9.PCB外形尺寸：32*24mm，螺丝孔距28mm，螺丝孔径2mm使用方法：1.感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。2.应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜

10、，以免引进干扰信号产生误动作；使用环境尽量避免流动的风，风也会对感应器造成干扰。3.感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按

11、以上要求。5.4继电器模块6 系统创新点（1）节省成本：安装施工简易快捷，无需铺设专线；每个路灯只需要一个路灯控制器。不用改变既有的电力线架设和配电控制网络，一方面节省了人力物力；一方面自动组网的ZigBee模块不受天气和地形的影响，也保证了通讯的可靠性。（2）每天可进行自动通、断电操作；可保证工作日、节假日按不同的时间自动通、断电。（3）控制灯具的开/关和亮度，从而可以显著延长灯具的有效寿命，减少灯具更换次数，节约资源，减少有害气体污染环境。可以远程设置节点控制参数，实现节点的灵活控制。在后半夜车稀人少时，则控制路灯保持较低照度的照明。这样做主要优点就是在调光的同时，也大幅降低了电耗，节约用

12、电，同时还可以延长灯源寿命。4）根据天气情况和实际光的照度，自动控制灯具的开/关和灯具的亮度，如在不好的天气时及时打开路灯；路据实测光强，来自动以最佳的亮度打开路灯，提高公众满意度，在灾害天气使路灯更人性化。（5）通过系统中心设置，防止非授权人操作，确保系统控制安全可靠。依据采集数据情况，可判断终端设备运行状态情况。所有运行参数（自动通断电时间，区域划分）可在管理终端随时设置，随时启用，管理方便。（6） ZigBee 的技术特点:1. 低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就

13、可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。2. 成本低: ZigBee模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能降到1.52.5美元, 并且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。3. 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制（如工业控制场合等）应用。4.网络容量大: 一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备, 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络,

14、 而且网络组成灵活。5. 可靠: 采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式, 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。 6. 安全: ZigBee提供了基于循环冗余校验（CRC）的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证, 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。大学本科毕业论文（设计）管理办法第一章 总则第一条 本科毕业论文（设计）是人才培养方案的重要组成部分，是培养学生科研能力和创新能力的重要实践环节，为保证毕业论文（设计）工作的顺利完成，加强

15、规范化管理，提高毕业论文（设计）质量，根据教育部、省教育厅的有关规定要求，结合我院实际情况，特制定本办法。第二章 目的与要求第二条 毕业论文（设计）教学环节的目的，培养学生勇于探索的创新精神，实事求是、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。第三条 使学生能综合运用所学的知识技能，提高思考问题、分析问题和解决实际问题的能力。第四条 培养学生从文献、科学实验、生产实践和调查研究中获取知识的能力，培养学生从事科学研究的兴趣，掌握科学研究的基本方法。第五条 对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论知识处理问题的能力、实践能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力等进行一次全面的考核。第六条

16、要求所有毕业生必须撰写毕业论文（设计），各系要认真组织毕业论文（设计）工作，确保毕业论文（设计）的质量。第三章 组织管理第七条 全院的毕业论文（设计）工作按照分级分工的原则，负责毕业论文（设计）工作的管理、指导、检查、考核和总结。（一）教务处职责1.负责制定全院本科毕业论文（设计）管理规章制度。2.组织开展毕业论文（设计）工作的教学研究与改革。3.组织毕业论文（设计）工作的检查、评估和总结。4.审核答辩委员会组成人选，检查毕业答辩的过程。5.组织评选院级优秀毕业论文（设计）。（二）系职责1.成立毕业论文（设计）工作领导小组，制定工作计划和安排。2.组织专业教研室成立专业答辩委员会。3.负责按照

17、标准配备、审查、批准指导教师，组织指导教师培训。4.依据学院的毕业论文（设计）成绩评定标准，结合专业特点，制定本系各专业的具体评分标准和规范。5.负责本系学生毕业论文（设计）所需的场地、仪器设备的分配和保障。6.评选系优秀毕业论文（设计）。7.做好毕业论文（设计）工作总结与归档。（三）教研室职责1.根据指导教师的条件，提出指导教师名单。2.审查毕业论文（设计）题目及指导教师的安排，对不合格的题目提出修改意见。3.组织审定毕业论文（设计）选题，落实一人一题的工作要求；定期检查毕业论文（设计）工作的进度和质量。4.检查毕业论文（设计）任务书的填写情况。5.考核指导教师的工作，把握毕业论文（设计）的

18、进度和质量。6.组织毕业论文（设计）的答辩和成绩评定工作。7.做好本专业优秀毕业论文（设计）的评选工作。8.认真进行工作总结，汇总毕业论文（设计）资料送系归档。（四）指导教师职责1.毕业论文（设计）题目确定后，指导教师要及时做好各项准备工作，其中包括拟定任务书，收集资料以及做好实验的准备工作，制定指导计划和工作程序。2.向学生下达大学毕业论文（设计）任务书（见附件3），并提出具体的要求，指定主要参考资料。3.审定学生的总体方案和工作计划，并定期检查学生的工作进度和工作量，及时解答和处理学生提出的有关问题，严格要求学生。4.做好学生外文翻译的评阅工作。5.指导学生正确撰写毕业论文（设计）报告，并

19、对报告写出评语。6.按大学毕业论文（设计）撰写规范（见附件1）要求检查学生论文撰写完成情况并填写大学毕业论文（设计）工作指导情况记录（附件4）。7.评定毕业论文（设计）成绩。8.做好毕业论文（设计）材料的整理归档工作。第四章 选题、开题第八条 选题时应遵循的原则（一）课题必须符合本专业的培养目标及教学基本要求，体现本专业基本训练的内容，使学生受到全面的锻炼。（二）课题应尽可能结合生产、科研和实验室建设等任务，减少虚拟题目的数量及比重。（三）课题的类型可以多种多样，贯彻因材施教的原则，使学生的创造性得以充分发挥，利于提高课题成果的质量。（四）选题应力求有益于学生综合运用多学科的理论知识与技能。（

20、五）课题要在保证教学基本要求的前提下，学生在培养方案规定的时间内，在指导教师指导下经过努力能够完成任务。（六）课题分配原则上每人一题，双方选择，学生在教师列入的选题中选题，也可以自主选定符合本专业的题目上报到指导教师，经指导教师审定、教研室批准后方可列入选题目录。经教研室审定，报系主任批准后，确定分配题目。教研室根据学生意向、学生本人的实际能力以及课题的类型、分量、难易程度，结合指导教师的意见进行综合平衡，最后确定课题分配，并以书面形式将课题任务书下达给学生，最终以系为单位将选题情况汇总报教务处。 第九条 选题范围（一） 文、理、管、经、医类专业，应以完成毕业论文为主，题目以阐述理论原理和将理

21、论原理应用于某些具体问题的课题为主，也可选择一些具有一定深度和难度的专题研究课题，使学生在分析问题方面得到较多的锻炼。（二）工科专业，应以完成毕业设计为主，题目以工程设计类型的课题为主，有条件的可以选择既有工程设计又有专题研究的课题，使学生既能受到工程师的基本训练，又掌握本专业的基本技能。（三）艺术类专业，应以毕业设计为主，毕业设计题目通过指导教师与学生沟通制定，毕业设计应有设计作品。（四）鼓励不同学科（专业）相互交叉、相互渗透，扩大学生知识面，开拓眼界，提高质量。第十条 开题学生接受毕业论文（设计）任务后，应在指导教师指导下制定工作计划，进行文献查阅、资料收集、实习调研、实验研究，在规定的时

22、间内填写大学本科毕业论文（设计）开题报告（见附件2），经指导教师审查同意后报教研室批准，即可开始撰写毕业论文（设计）。第十一条 毕业调研（一）学生可根据毕业论文（设计）选题或选题意向进行毕业调研，深入社会，对某一行业、某一事件或问题，对其客观实际情况进行调研，将调查了解到的全部情况和材料进行分析研究。（二）学生在教师指导下要精心选择调研对象。调研对象要有分析价值，包括理论价值和应用价值。调研和分析后得出的结论及建议要尽可能实现从个别到一般的提升，避免就事论事。（三）在教师指导下完成调研报告。第五章 毕业论文（设计）指导第十二条 指导教师毕业论文（设计）实行指导教师负责制。每个指导教师应对学生整

23、个毕业论文（设计）阶段的教学活动全面负责。（一）指导教师条件及要求1.毕业论文（设计）指导教师应作风严谨、有较高的业务水平和实践经验。指导教师一般应由讲师或相当于讲师及以上职称、具有丰富理论和实践教学经验的教师担任。2.指导教师应为人师表、教书育人，同时对学生严格要求。应始终坚持把学生的培养放在第一位，避免出现重使用、轻培养的现象。3.每个指导教师所带毕业论文（设计）的学生数原则上不得超过10人。指导教师确定以后，不得随意更换。在毕业论文（设计）期间，指导教师必须坚守岗位。确因工作需要出差时，必须经系主任批准，并委派相当水平的教师代理指导。4.在校外进行毕业论文（设计）工作的学生，可聘请相当于

24、讲师职称以上的技术人员担任指导。有关教研室必须指定专人进行检查，掌握进度，协调解决有关问题。第十三条 学生（一）申请做毕业论文（设计）的学生必须修完所学专业教学计划规定的全部课程。（二）学生在充分调研的基础上，编写毕业论文（设计）工作计划，列出完成毕业论文（设计）任务所采取的方案与步骤。（三）毕业论文（设计）工作计划编写完成后，经指导教师审阅同意后实施。学生应主动接受指导教师的检查，定期向教师汇报毕业论文（设计）的进度，听取教师的意见和指导。（四）学生在毕业论文（设计）工作中应充分发挥主动性和创造性，树立实事求是、诚实守信的科学作风，严格遵守规章制度,爱护公共财物和坚持节约，杜绝浪费。（五）学

25、生必须独立完成毕业论文（设计）任务，严禁抄袭他人的论文（设计）成果，或请人代替完成毕业论文（设计）。一经发现，毕业论文（设计）成绩为零分，并根据情节轻重给予纪律处分。（六）所有学生必须参加毕业论文（设计）的答辩。（七）学生在毕业论文（设计）答辩后，应交回毕业论文（设计）的所有材料（包括设计实验的原始资料、报告、调研资料、毕业设计图纸、论文等）。对论文（设计）内容中涉及的有关技术资料，学生负有保密责任，未经许可不能擅自对外交流或转让，并协助做好资料归档工作。第六章 撰写要求第十四条 毕业论文（设计）应重点突出、内容充实，立论正确，论据充分，结构严谨，格式规范，结论正确，并要求思想端正、观点明确、

26、实事求是、文笔通顺。设计图纸的各项内容应符合制图标准，做到结构合理，视图正确，尺寸齐全。艺术类专业毕业论文必须结合毕业设计进行撰写。第十五条 毕业论文（设计）文本一般由题目、目录、中英文摘要、关键词、正文、参考文献、注释几部分构成，各部分具体要求见大学本科生毕业论文（设计）撰写规范（见附件1），其中注释、附录视具体情况安排。理工类、艺术类毕业设计的撰写规范可根据专业特点由所在系做出适当调整，并报教务处备案。第十六条 毕业论文（设计）正文字数不少于8000字；开题报告字数不少于1000字；参考文献一般不少于10篇, 其中包括外文参考文献2篇。第七章 评阅、答辩及成绩评定第十七条 评阅（一）指导教

27、师评阅：指导教师应对学生的毕业论文（设计）完成情况进行认真、全面的审查后给出成绩，并填写大学毕业论文（设计）指导教师评分表（附件5）。评语的书写要客观、公正，体现论文的真实水平。（二）评阅专家评阅：学生在答辩前2周将毕业论文（设计）送评阅专家评阅，评阅专家由答辩委员会聘请。每篇毕业论文（设计）需要有两位评阅专家（其中一位可以是指导教师）进行评阅。评阅专家根据论文（设计）的实际情况进行评阅，给出成绩，对不足之处提出修改意见，提出是否可以进行答辩的意见，并填写大学毕业论文（设计）评阅教师评分表（附件6）。只有两位评阅专家都同意答辩才可获得答辩资格。评阅专家一般应由具有讲师及以上职称有经验的相同或相

28、近学科的具有指导论文（设计）资格的人员担任。第十八条 答辩（一）毕业论文（设计）答辩工作由各系毕业论文（设计）答辩委员小组负责，成立专业答辩委员会，各专业答辩委员会由3-9人组成，根据需要，答辩委员会可决定组成若干答辩小组，答辩小组由3-5人组成，设组长1人，秘书1人（可由小组长兼任），具体负责本组学生的答辩工作。专业答辩委员会成员及答辩小组成员必须由具有讲师以上（或具有同等职称的专业技术人员）担任。专业答辩委员会的主要职能：1. 聘请毕业论文（设计）的评阅专家审定学生答辩的资格；2.主持并组织全系答辩工作并做好答辩记录，填写大学毕业论文（设计）答辩记录（附件7）；3. 讨论并确定学生毕业论文（设计）的答辩成绩，并填写大学毕业论文（设计）答辩小组评分表（附件8）。 （二）答辩工作程序和要求1.根据学生呈送的毕业论文（设计）任务书、翻译文章、毕业论文（设计）、毕业设计手册（艺术类专业）、毕业论文（设计）电子版、设计图纸、计算机程序及评阅意见等，答辩委员会审定答辩资格。2.举行答辩：先由学生阐述毕业论文（设计），时间一般为10-15分钟，然后学生用10-15分钟回答