(大庆油田矿区服务事业部园林绿化公司 黑龙江大庆 163712)
摘要：路灯作为城市的重要基础设施，覆盖了城市的所有交通网络。一方面，它们为夜间行驶的车辆和行人提供了交通安全保障。另一方面，他们也发挥了很大的作用，美化城市形象。路灯不仅给我们的出行带来了方便，但是由于非常的耗电，也增加了应营的成本，并且能源的消耗会释放出CO2，对我们的生活产生直接的影响。除此之外，城市照明的维护以及高昂的维护成本(人工控制、路灯检查等)给城市管理带来了巨大的成本。为了促进城市照明的科学管理和绿色节能，就必须要设计一种新型的智能路灯控制系统。
关键词：路灯控制系统；最大限度的节约能源；研究
1导言
这篇文章设计的智能路灯系统，
本文设计的智能路灯在车辆上增加了检测模式，在照明设备上增加了时间控制模式，并且还可以通过以太网连接到云平台。用户可以登录手机应用,微信或电脑远程查看监测数据和报警记录,并可以更新远程PLC程序。为了能够提高节能率，降低路灯的消耗，就必须要对普通的路灯进行智能照明改造。除此之外，可以通过大数据获取城市主干道的数据。
2总体方案设计
根据车到前灯，车到后灯熄灭。在每根光柱的左下角，都安装了一个感应装置，一个微波传感器，用来探测人和汽车的存在。每个微波传感器与51单片机相连。当传感器的检测信号传输到单片机时，单片机执行相应的内部程序。单片机的控制信号被发送到外部驱动电路，控制路灯的状态。图1为总体方案流程图。
图1程序总体流程图
3设备介绍及通讯方法
3.1 51单片机的介绍
51单片的优点是结构简单、、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等，在很多行业都有广泛的使用。虽然其运算速度不如STM32和430单片机快，但其唯一的模块功能完全满足路灯系统控制的需要。并且易于扩展，很容易形成各种规模的应用系统。最重要的是，与其他单片机相比，价格低廉，可以大大节省成本。
3.2微波传感器检测原理
微波感应开关是利用多普勒效应原理设计的一种运动目标探测器。微波振荡器和微波天线组成了微波传感器。发射天线发出的微波吸收或反射会遇到被测对象时,权力将会改变。微波由接收天线接收，转换为电信号，再由测量电路处理，实现微波检测。
3.3沟通的方法
首先用外部电路将微波传感器与51单片机连接，然后用51单片机的引脚与各个路灯的驱动器连接。驱动电路由电压继电器和220V交流电源组成。最后将路灯与驱动电路连接，实现整个电路的连接。然后将51单片机和微波传感器内的程序进行修改、集成、调试，实现两个功能模块的通信，通过改变行人和仿真车辆的速度，在计算机上观察和记录数据，确定数据反馈检测装置的精度。整个连接完成后，电路可以实现信息的传输、转换，通过多次实验确保整个电路畅通无阻。
4控制方式及软硬件设计
4.1控制方式
基于“道路参与者”的思想来控制路灯的状态。不同的地方政府对道路管理有不同的规定，所以两盏路灯之间的距离是不同的。但是，在大多数地方，路灯的工作模式是50米间隔，结合车速、驾驶员视野等因素，设置为如下工作模式。经过3号感应区域，6号灯亮的同时灭掉1号灯。当我们到达“不”的时候。4感应区，灯7亮，灯2灭。依次骑车，走路时不要走。N个感应区，(N +3)灯亮，(N -2)灯灭。以满足车前三灯，后一灯的照明要求。这也确保了车辆的前视图和后视图。由于不同地方的路灯间距和限速不同，可以通过反复的实验，得到在车辆前设置特定的灯供实际使用的数据。综上所述，本项目致力于“车开前灯，车灭后灯”控制模式的研究。
4.2软件设计
单片开机，然后进入初始化。在初始化的过程中，对所有的检测端口和控制端口进行定义。在主功能中，第一个芯片的IO端口全部为零。然后进入循环扫描。当检测装置检测到人或车辆时，向单片机发送低电平信号。扫描主程序后，将对应的IO端口设置为高电平。单片机输出高电平给驱动电路，最后对驱动电路做相应的处理。图2显示了程序流程图。向驱动电路输出高电平，对主驱动电路做相应的处理。图2显示了程序流程图。
图2程序流程图
4.3硬件设计
硬件由微波传感器、51单片机、电压继电器和220V交流电源组成。微波传感器作为一种检测装置，当检测到人或车辆时，向单片机IO口发送低电平信号。单片机作为整个控制系统的核心，可以对低电平信号进行识别，并将高电平控制信号传输到外部驱动电路。高电平信号直接连接到电压继电器线圈上。线圈通电后，继电器的常开触点闭合。然后在灯泡和交流电源之间有一个回路，灯泡就会亮起来。硬件连接图如图3所示。
图3硬件连接图
5测试计划和测试结果
5.1测试计划
针对实际道路测试难度较大的问题，采用了一块板代替道路，每个直流灯泡代替路灯。将单片机置于板下，按真实路灯的样式组装。使用玩具车在模拟道路上行驶，观察每个路灯的状态并记录数据。
5.2测试结果分析
在测试过程中，得到了表1所示的数据。在变速行驶和交通堵塞的情况下进行了反复试验。上述功能均已实现。
表1结果分析表
6结语
道路参与者控制的路灯系统最大程度地节约了电能。该控制系统除了现有的时钟控制、光敏控制等节能措施外，还将改进路灯的节能措施，更有效地节能。通过这次研究，我锻炼了自己查阅和运用数据的能力。理论联系实践，实践联系理论。即完善理论知识，积累实践经验，实现知识的应用。
参考文献:
[1]董珺慧,张静,陆佩怡,王晔,孟春花,马乾丹.节能路灯控制系统设计[J].信息与电脑(理论版),2017(02):169-170+176.
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[3]常敏,陈征.基于无线传输的智能路灯控制系统设计[J].电子科技,2016,29(09):111-113+117.
[4]张铁军.智能路灯控制系统探究[J].科技创新与应用,2015(15):260.
论文作者:刘国昌,汲红波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/17
标签：路灯论文; 单片机论文; 微波论文; 电路论文; 控制系统论文; 传感器论文; 节能论文; 《电力设备》2018年第34期论文;