基于單片機的智能路燈設計

付群博

摘 要：現如今，每一個我們生活中應用到的產品的發展前景和方向都由現代智能化技術的應用內容來決定。在電子化產品的領域我們應用了智能化的技術，這對于科技發展具有深遠的意義。由于這些電子產品朝著智能化的方向快速轉化，使我們的生活變得更加的智能化。目前智能產品在實際應用中包括智能凈衣器、智能小型食物冷凍儲藏器、智能做飯用品等。所有這些現代化、智能化產品都有一個共同的特點，它們的中央控制單元都使用了單片機，才使得這些智能化產品功能更強大，使用起來更加方便，安全性和可靠性也更高，最重要的是智能化的產品可以節省更多的電力資源。

關鍵詞：單片機;智能路燈;設計

一、總體設計

智能路燈節能系統的中心操控芯片選用的是單片機芯片，故單片機部分為主要操控部分，除此之外外部的構成部分還有以下幾個重要部分：電路供電部分、路燈照明模擬部分、光敏部分以及感知人體信息部分，本設計的系統總結構如圖所示。

自然環境下光線的數據和移動人體的數據等非內部固定數據，是該系統輸入的關鍵數據，在自然光照強度極弱低于固定值且有人體數據輸入時打開開關，在自然光照強度較達到固定值時不打開開關，從理論和多次實踐中我們可以發現，上述方法是可以完成路燈照明的智能自動化管理。

二、系統硬件和硬件設計

（一）系統硬件設計

1、供電模塊設計

電源模塊是可以直接粘連在焊接電板上的提供電源的元件，其特點是可以幫助一些模擬電路、外部信息處理器、微型處理器、數據儲存器及其他數字負載提供電源。通常來說，這種組成部分叫做負載點，電源提供體系或者點電源提供體系。由于這種劃分組成部分的模式的優點甚多，因此這種供電模式被廣泛用于電子信息設備以及通信區域和智能交通工具、人造地球等。

2、人體感應模塊設計

人體檢測部分主要使用紅外熱釋電傳感器，它的運行原理及特殊性能如下：人體都有相對穩定的溫度，一般在三十七攝氏度，所以會發出特殊且固有的10μM左右的紅外光線，手動操控式紅外傳感器就靠檢測人體自有的紅外線而進行工作的。人體散發紅外線通過菲泥爾篩選光線鏡片增強后集中到紅外傳感器上。紅外采集源采用的是熱釋電器件，這種元件在接收到人體輻射的信號后溫度會產生改變，這時電荷就會失去原有平衡，向外釋放電荷，接著電路經檢驗工作后就能產生有人體存在的信號。

（二）系統軟件設計

在對所要設計的課題有了全面的了解之后，首先要構建總體的框圖，將整個設計拆成多個模塊，一步步實現各個模塊的功能，最后將每一子模塊合理的連接起來，形成整個程序。軟件部分的核心責任是通過正確劃分核心芯片體系中可利用的外部材料，使用最直接有效的C語言程序，實現對核心芯片身邊的其他模塊的控制，使這些外圍設備能夠進行所需的操作。程序編寫通常對系統的可靠真實快速運轉有著相當大的影響，也是總工程中工作量中的一項主要任務。

基于要實現的功能、系統的元器件組合和分部式軟件設計概念進行編程，在完成設計目標的同時確保體系的真實進行。編寫程序的意義是讓核心芯片載入軟件設計并測試，檢測遠近、時間和光照的強度，并根據檢測數據操縱繼電器的輸出。

（三）程序設計

紅外熱釋電傳感器可以對在檢測距離內的移動的人體信息進行檢測以及數據處理，即當檢測到人體數據時輸出高電平，若持續檢測到人體數據則持續輸出高電平，當人走出檢測距離時則自動延長十秒關閉，即輸出低電平，若延時結束時再次檢測到人體則輸出高電平否則保持關閉狀態，以此循環。程序的設計過程如圖所示。

三、仿真與測試

（一）仿真

策劃完成系統地軟件和硬件之后，通過proteus來仿真。仿真時，根據要實現的功能要求，對電路進行相應的設置來進行測試。

（二）實物焊接

在焊接之前，先將芯片的排版弄好，用覆銅板，注意虛焊的問題，焊接的時候適當多用點錫，但也不能焊的范圍太大，否則會與其他電路連在一起，焊接的時候還不能把板子上的銅片燒掉.

（三）測試

步驟1：將MCU的類型設置為STC89C52RC;

步驟2：打開已完成和已編譯的程序文件;

步驟3：選擇相應的COM接口;

步驟4：選擇下載/下載。當你給核心芯片加上電源時，打開開發板上的閥門。

在測試并錄入程序后，需要進行運行，將電路板與電腦連接，設置相應的接口，完成電源供應并下載。啟動電源后，需要十秒零幾毫秒的時間，因為人體檢測部分需要提前適應一段時間。當人體感應模塊檢測到人體LED小燈亮正常時，表示系統可以完成設計目標。當光線檢測模塊檢測到光線強度弱的環境時，也一起檢測到人體時，繼電器將吸進，繼電器LED燈點亮。當人體感應部分2檢測不到人體時，繼電器將不進行吸進。

四、結論

智能化路燈節約能源操控體系采用現代化科技，可根據外部信息進行控制?？蛇x控制方式采用變堆技術，提高設備本身的可靠性。它的控制單元以插件的形式安裝，方便維護和快速更換部件。智能路燈節能控制系統能很好地控制路燈設備的電壓，減少啟動過程中對路燈的損壞，大大延長路燈設備的使用壽命。智能化路燈節約能源操控體系操作便捷，研發價格合理，修理簡單。從經濟發展方面看，具有廣闊的應用前景。一套裝置可同時控制路燈的啟停，重復性好。在系統中，人類傳感器采集到的信號與外部模塊采集到的信號緊密聯系。人體感知器與環境光收集模塊相結合，簡化了電路和程序編寫。首次檢測表明，該系統具有良好的可行性，可用于長廊、寫字樓、閱覽室等公共場所。

參考文獻

[1]馮哲[1]， 田莎莎[2]. 基于單片機的智能路燈設計[J]. 電腦知識與技術：學術交流， 2017（13）：141.

[2]王楠. 基于單片機控制路燈節電系統的研究[J]. 山東工業技術， 2016（20）：52-52.