智能路灯设计.doc

智能路灯设计 赵玉涛 20151506056 自动化二班实现效果：天黑时只有路上有人或车辆通过时路灯才点亮，且可根据行人和车辆通过的声音智能地打开前方一定数量的路灯，同时熄灭经过路段的路灯。所需传感器：光敏传感器、声敏传感器1 设计思路利用按键模拟声敏传感器,以手动和行人控制两种方式实现路灯的亮灭功能。硬件电路部分主要包括以下部分：单片机最小系统、路灯控制电路部分、行人检测电路部分、光检测电路部分、声检测电路部分。图1.1工作原理图 图1.2系统总框图2声音检测模块声音传感器的作用相当于一个话筒（麦克风）。它用来接收声波，显示声音的振动图象。该传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，输入单片机。声音传感器使用的是与人类耳朵相似具有频率反应的电麦克风。电路把信号放大并把信号传送给电讯接口。实际上，信号通过2条不同的线送达数据采集器。一个信号通过低电压输入线，在2.5V左右，另一信号通过电压输入线，在0V左右。声音传感器的应用：一般说有二种，一种是根据设定声音信号阀值判定声音的有无。第二种难一点的就是根据多个声音传感器来判定声音的方位。本设计利用按键模拟声音模块，声音模块对外界环境声音强度最为敏感，模块在环境声音强度达不到阈值时，输出高电平，当外界声音强度超过设定阈值时，输出低电平。3 光检测模块图2.3光敏电阻工作原理图光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。本设计采用光敏电阻。光敏电阻传感器对外界光线最敏感，用来检测外界周围环境光线的亮度，触发单片机，模块在光线不足时输出低电平，光线亮度超过设定值时输出高电平。利用光敏电阻传感器输出信号干净，波形好，驱动能力强。本设计中利用光敏电阻与一普通电阻串联，当白天有光照时，电阻很小，输出高电平，夜晚无光照时，电阻增大，输出低电平。4行人检测电路图4.1行人检测电路硬件接线图此部分由单片机、按键、电阻组成。在设计的时候，主要是用高电平来模拟声音传感器的检测信号，当有人通过为低电平，无人通过为高电平。在开始时单片机就初始状态P1口即为高电平，模拟情况下接了8个单刀开关。在实际的电路中根本没有电源给传感器供电，为了提高电源给传感器，此处提供了上拉电源。5光线控制电路图5.1光线控制原理图光敏电阻传感器对外界光线最敏感，用来检测外界周围环境光线的亮度，触发单片机，模块在光线不足时输出低电平，光线亮度超过设定值时输出高电平。利用光敏电阻传感器输出信号干净，波形好，驱动能力强。本设计中利用光敏电阻与一普通电阻串联，当白天有光照时，电阻很小，输出高电平，夜晚无光照时，电阻增大，输出低电平。6 手动控制 图6.1手动控制部分白天如果有突发黑暗的时候，或者有需要路灯全部亮的紧急情况，通过手动部分可以处理紧急情况，按下SWON让所有灯全亮，按下SWOFF可以熄灭所有路灯。将紧急开关接在P32，P33口，以实现紧急情况中断。只有当SWON与SWOFF都处于断开状态，即输入高电平时，系统恢复正常状态。7智能路灯电路设计原理图及说明 图7.1智能路灯电路功能的实现： 当程序启动后，单片机处于设置的原始状态；所以灯全关，所以打开手动控制开关处于关灯状态 。此时系统开始正常工作。如果有行人进入智能路灯面前，声音传感器检测到信号，并以电压的形式把信号送给单片机，单片机根据传感器送来的信号传感器的布置，点亮相应的传感器所处的位置LED路灯，当行人通过这个路灯后，达到下一个路灯时，上一个路灯熄灭。所处位置处和所处位置下一个灯亮。从而实现自