基于嵌入式的LED路燈控制器設計

王瑞

【摘要】 對于現階段的LED路燈而言，使用的主要內容是通過路燈進行照明，對路燈的控制問題上較為缺乏，盡管現階段智能控制領域飛速的發展，然而由于難以對路燈的照明情況進行自動檢測，因此在實現路燈遠程控制問題上還有很長的一段路需要我們去探索。本文章的主要研究內容在于嵌入式技術的應用問題，主要以路燈控制器作為研究載體，通過無線通訊技術實現智能化路燈控制理念的開展。

【關鍵字】 嵌入式 LED路燈控制 遠程控制

一、路燈控制系統設計

本文所涉及的路燈控制系統的組成是由3-4個控制層和2-3個通訊層組成的。在實際操作的過程中，操作人員能夠通過監控軟件實現將數據從手機端或PC端向路燈控制器之間的傳送。路燈主控器在接收到相關數據之后，便能夠在內部進行數據的分析和處理，在通過其自組無線網絡實現數據在節點控制器之間的傳遞，然后節點控制器再將數據進行反饋，從而實現路燈操作系統的數據傳遞。在主控器的安排和選擇上，本文所選擇的主控模塊為ATmega128、通訊模塊分別選擇CDMA互聯網網絡通訊和ISM無線網絡通訊。

1、主控模塊。在主控模塊的選擇上，本文采用的是AVARATMEGA128。該芯片是一個高性能低功耗的八位微處理器，其運行速度良好，能夠實現對指令的快速應對。對于該主控芯片而言，其壽命能夠達到10000次寫擦周期。而且該芯片具有獨立鎖定位，能夠選擇啟動代碼。而且通過對芯片內部的啟動程序就能夠實現對系統內部的變成。在對鎖定為進行變成的時候，還能夠實現對軟件數據的加密。其獨具的JTAG接口，能夠保障程序實現線上的下載或調試。

2、CDMA模塊。就通訊模塊而言，CDMA模塊的內部協議能夠保障其在遠距離的無線傳輸性能良好，保障主控器與控制中心之間的通訊道路通暢，保障數據的傳遞和反饋路徑良好，保障數據雙向傳輸能夠同時進行。對于CDMA模塊來說，其與主控器之間的溝通較為密切，在主控器溝通來說，本文的設局主要采用了UART1保障雙向數據的傳送。在本模塊的能耗問題上，CDMA模塊的采用的是5V供電，能耗問題相對較低。

3、ISM通信模塊。在路燈內部實現數據從控制器到節點之間的傳遞路徑，就是我們這里所要談到的ISM通訊模塊。在該模塊的設計過程中，本文主要選擇NRF24l01作為無線通訊模塊的手法芯片，該芯片能夠實現在2.5ghz世界通用頻段。在無線收發器的設計上，主要包括了，頻率發生器、增強型模式控制器、晶體振蕩器、調制調節器、頻道選擇和協議設置。

二、節點控制器設計

在上文中我們提高了，節點控制器的主要作用在于對數據進行執行以及對操作情況進行反饋。對于節點控制器的設計而言，就需要在滿足上述要求的條件下進行。因此在本文章的節點控制器包括：MCU控制模塊、調光模塊、無線通訊模塊。筆者就對控制模塊以及調光模塊的設計進行闡述：

1、MCU控制模塊。對于控制模塊的設計選擇上，該模塊本文選擇的是STC89C52芯片。該芯片具有高性能低功耗的性能，是一個良好的CMO8位微控制器。而且其能夠在系統可以進行編程儲存。在使用高密度高儲存低失憶儲存器上，能夠實現與現階段眾多工業產品指令的完美兼容。而且在儲存器的編程過程中，可以僅通過使用常規的編程器。

2、調光模塊。在對于調光模塊的設計上，主要是在于感光和調光這兩個功能。首先對于光敏電阻在黑暗環境中高阻值這一個特性，隨著光照的到來其阻值會呈下降趨勢，而且與光照的強弱成正祥光。因此在對調光模塊的感光傳感器選擇上，應當以光敏電阻為主。在有控制器內部通過相關編程將燈具的工作參數進行編程，并對其參數進行分析和判斷從而實現控制信號的發出，從而實現對LED燈光的亮度控制。

本文中，筆者主要采用了DNO112芯片來設計調光模塊，因為DN0112芯片具有良好的直流連續觸摸性。能夠通過輸出PWM將光亮度在3%-100%之間的調節。

總結：在本文設計中，主要對路燈的控制器以及節點控制器進行研究，通過將互聯網路與無線網絡之間的設計，實現了數據從控制中心到控制器再到節點和節點道控制器再到控制中心的雙向傳遞。在本文研究中，通過對光強弱的掌控，在加入光敏電阻作為光強弱的感應器，實現了對光敏度的控制，在對調光設計問題上，通過采用新型的芯片技術，實現對傳感數據的手機、嵌入式數據的傳輸、以及嵌入式技術的引進和發展。通過實驗證明，在采用嵌入式路燈控制系統之后，能夠實現智能控制并且在節能方面有著十分良好的成效。

參 考 文 獻

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