基于单片机控制的智能路灯模拟系统

1.实现功能

　　（1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。

　　（2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。

　　（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时，灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。

　　（4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。

　　（5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。

　　2.方案设计

　　本设计主要以STC89C52单片机为主体。其中，支路控制器模块通过单片机来控制单元控制器1和单元控制器2，并完成显示和声光报警部分。用光敏传感器感应自然光的暗亮，将感应结果送至支路控制器，进而控制LED1和LED2的工作状态。单元控制器1模块控制可移动物体M从S到B再到方向路灯变化过程。如当可移动物体M到达S处时，红外检测可移动物体M的位置，并将信号发送至单元控制器1。在支路控制器允许工作的同时，单元控制器1打开继电器，由继电器打开功率可控恒流源，进而实现自动调节亮灯状态。

　　图1 模拟电路控制系统框图

　　2.1 恒流源方案论证

　　采用程控分流实现电源的功率调节。由变压器将220V的交流电转化成直流电，电源通过整流桥到7809芯片得到+9V的电压从而得到恒流源，再由7805芯片转化成相应的恒流源，所得功率在1W可调。其优点是电路简易，容易搭建。缺点是性能不可靠，不稳定。其构图如下图2所示。

　　图2 恒流源电路图

2.2 系统软件设计

　　本模拟路灯控制系统以支路控制器为主核心，编制软件程序分别完成时钟功能，显示开光灯的时间，控制支路的按时开灯和关灯。并能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。支路控制器分别能控制每只路灯的开灯和关灯时间。并能在路灯出现故障时发出声光报警。其主流程见图3。

　　图3 主程序流程框图

　　框图中的S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16分别是按键10、11、12、13、14、15、16（按键原理图可见附录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 总结

　　本文设计了一个模拟路灯控制系统，该控制系统包括1个支路控制器和2个单元控制器。本系统支路控制器和单元控制器均采用STC89S52单片机。

　　该系统具体完成的功能包括：支路控制器有时钟功能、能根据环境明暗变化自动开灯和关灯、能根据交通情况自动调节亮灯状态、能分别独立控制路灯的开灯时间和关灯时间、能进行路灯故障的报警、自制了单元控制器中的LED灯恒流驱动电源、并可对该恒流电源的输出功率进行自动或手动调节。支路控制器根据环境的亮暗程度来决定是否将路将灯开或关；单元控制器会实时检测路灯的故障情况，如有故障则及时将信息反馈至支路控制器，支路控制器启动报警；同时单元控制器还可以控制LED恒流源的输出功率以调节路灯的亮暗程度，这一功能可进一步拓展为根据环境的亮暗程度来调节路灯的亮暗程度，以节省电源功率。