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智能路燈控制系統

文檔作者：繆一葦楊善水蘆葉暄阮崢文檔來源：南京航空航天大學自動化學院		點擊數：	更新時間： 2025年05月01日
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2014年第9期(總第108期)
鈺；夏與芋釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2014年9月
智能路燈控制系統
繆一葦，楊善水，蘆葉暄，阮崢、
(南京航空航天大學自動化學院，江蘇南京210016)
摘要： 設計并制作一種智能路燈控制系統。在設定的夜間工作時間段內，有無車輛經過時，接收器接收到的光信號
強弱發生變化，交由單片機處理，自動控制部分路燈的開閉。設計的控制系統在夜間能有效實現路燈作業控制的智能化，
有利于社會的節能減排，具有重要的實用價值。
關鍵詞：路燈；節能；光信號；單片機
中圖分類號： rI'23P7 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2014)09—0062—02
Intelligent Lighting Control System of Street Lamps
MIAO Yi—wei，YANG Shan-shui，LU Ye-xuan，RUAN Zheng
(College of Automation Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 21 001 6，Jiangsu，China)
Abstract：An intelligent lighting control system was designed．Whenever a vehicle passes in a setting period of working time，an
optical signal call be seized by the receiver．Any change of the signals will be processed by a single—chip computer，and the
light-dark procedure controlling the street lamps responded smartly．For the building of an conservation society，this energysaving
design has significant practical value．
Key words：street lamp；energy conservation；optical signal；single-chip computer
0引言
隨著社會進步和人們生活水平提高，城市道路照
明和城市夜景照明已成為城市規劃、建設和管理中的
一項重要工作。但是，如何實現節能降耗卻缺乏統籌
的考慮，各種有針對性的節能技術的研發十分滯后【1】。
基于這種現狀，本文設計一個夜間自動控制照明的智
能系統，可自動調節路燈亮度，滿足居民照明需求，
并能迎合社會節能減排主題，具有重要實用價值[21。
1總體設計
智能路燈感應系統總體結構如圖1所示，該系統
包括光電傳感器發射端、接收端、光強檢測電路、單
片機及外圍電路、驅動電路、路燈。白天光線強度較
強時，光敏電阻較小，光強檢測電路輸出的光強信
號，經單片機控制燈管為熄滅狀態，因此白天燈不
亮，節約能源。當夜晚光線強度較弱時，光敏電阻阻
值變大，光強檢測電路輸出的光強信號輸入單片機，
收稿日期：2014—06—19
基金項目：2013年校級重點大學生創新項目(201310287255)
作者簡介：繆一葦，1992年生，男，江蘇南通人，2016年將畢
業于南京航空航天大學電氣工程及其自動化專業。在讀本科生。
·62·
同時光電傳感器在探測范圍內感應有無運動物體通
過，當物體到達感應器的探測范圍內時，將接收端的
信號經過處理后送入單片機：單片機輸出的信號，經
驅動電路驅動雙向晶閘管導通，使燈管發光；當物體
離開感應器的探測范圍時，通過延時電路控制燈管繼
續發光一段時間后熄滅[31。此系統在需要時能為道路
提供照明，不需要時停止工作，可節約能源14]。
2電路結構及其原理
光電傳感器發射端接收端單片機驅動電路
圖1 智能路燈感應系統總體框圖
系統的結構設計如圖2所示，包括光電傳感器發
射端、接收端、調理電路、延時調節電路、光強檢測
電路、單片機及外圍電路、顯示電路、驅動電路及其
外圍電路、雙向晶閘管、路燈[51。單片機的輸入信號
萬方數據
2014年第9期繆一葦，等：智能路燈控制系統2014年9月
有光電檢測信號、光強信號和延時調節信號，單片機
輸出延時信號到顯示電路對延時的時間進行顯示，同
時單片機輸出信號到雙向晶閘管驅動電路，實現對雙
向晶閘管的驅動，控制路燈發光和熄滅。
發
射端
習蓁№罔鐐
延時信號
r硎壟堡竺型蘭
驅動控制信號倒一智能路燈感應裝置的光電檢測電路如圖3所示，
該電路采用光電傳感器實現對光信號的檢測，U。一l為
光電傳感器的發射端，U。一2為光電傳感器的接收端，
檢測發射端和接收端之間有無物體通過，得到的電信
號輸入單片機進行處理嘲。
= =
圖3光電檢測電路原理
光強檢測電路如圖4，光敏電阻U：的阻值隨光照
強弱而改變，電位器R。2i同節至一定電阻，將光敏電阻
和電位器通過雙電壓比較器集成電路進行比較，得到
的光強信號輸人單片機進行處理。
==
圖4光強檢測電路原理圖
雙向晶閘管及其驅動電路見圖5，包括控制芯片
KC05，隔離變壓器和雙向晶閘管，KC05輸出驅動信
號到隔離變壓器緣原邊，經隔離變壓器，驅動雙向晶
閘管，實現控制路燈的發光和熄滅同。
圖5雙向晶閘管及其驅動電路
3軟件流程
主程序軟件流程圖見圖6，在初始化之后，首先
對光強信號進行判斷，若光強較弱，且有物體進入探
測范圍，則單片機進行編程控制隅-91，輸出經雙向晶閘
管驅動電路驅動雙向晶閘管導通，控制燈亮，當檢測
到物體離開探測范圍后，單片機控制延時一段時間再
控制燈滅；若光強較強或光線較弱沒有物體通過時，
控制燈滅。
圖6總體程序流程圖
(下轉114頁)
·63·
萬方數據
2014年第9期紅濠占予鏈2014年9月
4數據審核技巧
4．1 結合具體分析方法進行審核
在水質監測中，不同監測方法適用于不同的水質
類型，如果選用了不當的分析方法將會得出錯誤的監
測結果。如碘量法和亞甲基藍分光光度法都適用于水
質硫化物分析，但兩種方法的檢出限不同，碘量法一
般適用于廢水分析，亞甲基藍分光光度法一般適用于
清潔水分析。因此，當審核監測數據時發現使用了錯
誤的分析方法，就應立即進行糾正。
4．2結合以往監測數據及污染物分布規律進行審核
一般情況下，各排污單位的環保處理設施穩定運
行后，常規監測項目濃度不會有太大波動。因此，當
出現某監測值明顯異于以往監測結果及污染物濃度時
空分布出現反常現象時，比如：污水處理設施監測處
理后的排污口污染物濃度遠高于處理前的污染物濃度
等違反常規的現象時，就應對數據進行更加深入的分
析，找出引起數據偏差的原因。
4．3結合采樣原始記錄進行審核
審核監測數據時，要對照采樣人員對各采樣點樣
品的原始記錄進行，比如從樣品的顏色、渾濁度等外
觀能初步判斷該樣品的大概范圍，如果監測數據出現
較大偏差時，則能及時發現。
4．4利用污染物之間邏輯關系進行審核
同一樣品的各項環境監測數據不是獨立存在的，
它們之間存在著一定的邏輯關系，如：化學需氧量、
高錳酸鹽指數、生化需氧量三者之間，總氮與氨氮、
硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮之間，如果出現了監測數據不
符合它們之間的邏輯關系時，在審核時就要畫一個問
號，直至找出原因。
4．5異常值的判斷處理
對同一樣品進行多次重復測定時，有時會發現某
個測量值比其它值大或小，也就是說有離群值或可疑
數據。發現離群值或可疑數據不能隨意舍取，應找原
因，如已查明是由實驗技術失誤、實驗條件改變、系
統誤差引起，則將該異常數據舍去。若無法判定由上
述原因引起，則需進行統計檢驗來決定。一般有2種
方法選擇使用：a)Q檢驗法。適用于3個～10個數據
的檢驗；b)Grubbs檢驗法。適用于檢驗一組或多組測
量值的一致性和舍取其中的可疑數據【l】。
4．6監測結果的完整性審核
在審核監測結果的完整性時，應從監測數據的有
效數字、單位、分析方法、分析時間及報告的完整性
方面進行，如：方法的檢出限、測試精度是否適用于
監測項目，有效數字是否符合要求，分析人、填表
人、審核人、審批人等人員的簽名是否齊全，是否加
蓋了單位公章，報告扉頁的內容是否完整等。
5結語
監測數據審核是環境監測工作的重要環節，是環
境監測質量保證的有效手段，其目的是為了出具符合
“五性”要求的環境監測數據。審核方法得當，掌握
一定的技巧，不但能提高工作效率，而且能找準問題
的要害，及時發現污水處理設施運行過程及其它環境
要素方面存在的問題，為環保管理部門當好耳目。
參考文獻：
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環境水質監測質量保證手冊(第二版)[M]．北京：化學工業
出版社．1999：221—449．
(責任編輯：高志鳳)
(上接63頁)
[2] 肖麗仙．基于單片機的網絡化路燈控制系統設計[J]．國外電
4 結語
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毫無疑問，節能與綠色發展是時下必然趨勢。本[3]王振寰，王振明智能路燈控制器[J]．信息空間，2000(2)：14--16·
系統旨在運用所學電路知識設計路燈控制系統，達到[4]東流．路燈原理與展館建設[J]．中國市場：會展財富，2005
節能的目的。目前國內外相關應用還處于起步階段， (08)：20·
本系統具有廣闊前景及良好社會效益。當然，本系統[5]定宇反饋控制系統設計與分析：MATLAB語言應用[M]·
在大規模實際應用中還有不少優化空間。例如，進行激北京：清華大學出版社，2000·
光傳感器的測試，紅外傳感不失為另一種有效可行的方[6]胡壽松．自動控制原理[M]·北京：科學出版社，2006·
法。如果將發光二極管替換成蜂鳴器，完全可以變成一[7]一張立群，袁宏偉彈片單板機定時控制器在工廠路燈控制中
套防盜報警系統。此外，在單片機中寫入計數程序，又的應用[J]．應用能淝|支術，1998(4)：33—34·
能起到統計車流量的效果。如果本系統方案大規模運用[8]郁有文·傳感器原理及工程應用[M]·西安：西安電子科技大
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(2)：40-41． (責任編輯：高志鳳)
·114·

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