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【摘要】迎合节能的大趋势，为提高道路照明领域的能源利用率，拟开发一个路灯节能感应系统，对车流量少的路段或时间段的路灯加以控制。希望随着此系统的不断升级改造能真正地步入节能行列。
【关键词】路灯；节能；感应系统
环境对于人们的生活和生产都是非常重要的。随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，世界上的绝大多数国家都充分认识到了环境的重要性。能源问题是环境中最为重要也是最为紧迫的问题，除了大力寻找新的能源外，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。此系统适用于城乡公路、高速公路、社区道路等各类路段的照明灯上，使相邻灯体系统可进行通信，对照明灯进行智能控制，在车流人流较少的时段根据路面实时信息对灯体的亮度、正常照明时间加以限制，减少不必要的电能浪费。
1、软件设计
本系统基于51系列单片机，添加外围电路，集检测、采集、分析、收发于—身的路灯控制系统。主控部分为51单片机；监测模块由传感器、放大部分和模数转换部分组成，将检测到的数据放大、转换再送给主控模块进行分析；通讯模块由发送和接收两部分组成，发送部分由单片机控制发送的数据和发送状态，系统软件流程图如图1所示。
1.1数据采集存储模块
监测模块的数据通过并行模式送到单片机的P1口，数据采集存储模块将读取P1口得到数据。通过延时函数使程序每50毫秒取一次单片机P1口数据并对计数值加1（加到9便改重新赋值为0），根据计数值决定数据存于数组中位置。当计数值为9时，将已存的十个数据送给数据分析横块分析。新—轮获取数据将在数组中覆盖旧数据。
1.2数据分析模块
此模块通过指定算法计算对待分析的十个数据进行逐一判断，记录其有效数据的个数，计算有效百分比，若低于70%不进行任何动作，反之产生控制信号A，此控制信号无其他信息，仅有0、1两个值，既值为1时激活控制模块，使之执行预设控制。
1.3无线接收数据分析模块
当无线接收模块接收到数据产生中断时，中断函数代码中对接收的数据进行判断，信号分为十级（用来通知前方十个路灯系统），首先判断信号等级是否为最低级，若不是则把信号等级降低一级后，连同控制信号B一起发给控制模块。若信号等级是最低级，则只发控制信号B给控制模块，中断函数结束。
1.4控制模块
当有控制信号A产生时，控制模块将利用延时函数闭合继电器5秒（时间可调），同时控制无线发送模块发送最高级无线数据信号给下个路灯系统。当有控制信号B产生时，判断是否有非最低等级的待发送数据信号，有则控制无线发送部分发送此信号给下一路灯系统并闭合继电器5秒钟，若没有非最低等级的待发送数据信号则只闭合继电器5秒钟。
2、硬件设计
传感器时刻监测路面，传感器输出信号通过LM324进行放大，再由ADC0804进行模数转换，转换后的数据送给主控芯片。无线接收模块的数据输出连接主控芯片，当收到数据时，能将收到的数据送给主控芯片。主控芯片还要连接继电器和无线发送模块，根据控制信号，相应控制继电器闭合和控制无线发送模块工作。系统硬件结构如图2所示。
2.1外围电路
信号分析：单片机的P1口对监测模块送来的信号进行接收，分析信号（信号A）并进行存储，每十个信号为一组再次进行分析，决定是否产生控制信号。通信模块送来的信号（信号B）会产生中断，此处信号由中断程序进行分析，立即产生控制信号。
2.2监测模块
监测采用市场现有的HB100微波模块，HB100微波模块是利用多普勒霍达原理设计的移动物体探测器，其应用广泛，在自动门控制开关、ATM自动提款机的自动录像控制系统、安全防范系统、火车自动信号机等场所都可见其身影。HB100模块采用+5V直流供电，输出信号电压非常低，要经LM324进行放大，再经ADC0804将模拟信号转换为数字信号给单片机。
2.3通信模块
通信模块分为发送和接收两部分，分别采用PT2262/PT2272集成芯片。基于PT2272的接收模块接收射频信号后，要经过三次比较核对地址码动作，PT2272的VT脚才会输出高电平，此时PT2272与PT2262相对应的数据脚也会输出相应电平，如果PT2262连续发送编码信号，PT2272的第17管脚和相应的数据脚也会连续输出相应电平。若PT2262停止发送编码信号，PT2272的VT端便恢复为低电平状态。PT2272的VT端为单片机的中断源，若PT222收到信息，便使单片机進入中断执行中断程序对收到的数据进行分析。单片机通过CD34051控制PT2262的数据输入端（D0-D5），进而决定PT2262的发送内容。通过PT2272的TE管脚控制其发射状态。
3、结果讨论
茌研究过程中，确定了系统的预期流程，设计系统的电路图，采购相关电子元器件，编辑单片机C语言程序。经过多次的实验和调整，最终焊接完成了实物系统。但是此系统若要投入市场使用，在许多方面还有待完善、改进：
（1）在实际应用中，以每条马路为单位进行设计的。在每条马路的两端而不是在每个路灯上各安装—个红外线感应器。无论人或车通过哪一个红外线感应嚣时，整条马路的灯都将立即由暗到亮，当两个感应器都没有信号时，整条马路的灯延迟降低亮度，直到下—个信号源出现。
（2）将该组设备应用于现实，还需要对相关参数进一步的调试及对比改变，以适应当时当地的自然环境，增强实用性能。例如：对于光敏电阻，不同地区光强不同，对应的电阻感光系数也应不同。相应输入单片机的程序也需要根据街道的长度和本地一般车速在延迟时间上做相应调整。
（3）在应用时，应该加强对光敏电阻和红外感应嚣的外部保护措施，避免落叶或者灰尘等造成光敏电阻或红外感应器的反应灵敏性降低或失效。保护办法可采用给光敏电阻和红外感应器加上透明度好的材料做成的灯罩等，既能保护设备延长使用期，同时又不影响设备感应的灵敏性。
结语：
路灯节能感应系统是基于51单片机，结合传感器技术、无线数据传输技术构成的一种节能环保产品，目的在于智能控制道路照明设备，有效减少不必要的电能浪费。总体来说，本系统已经实现设计之初制定的基本功能，希望日后的成熟系统能够真正投入使用，为节能环保贡献一份力量。
【关键词】路灯；节能；感应系统
环境对于人们的生活和生产都是非常重要的。随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，世界上的绝大多数国家都充分认识到了环境的重要性。能源问题是环境中最为重要也是最为紧迫的问题，除了大力寻找新的能源外，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。此系统适用于城乡公路、高速公路、社区道路等各类路段的照明灯上，使相邻灯体系统可进行通信，对照明灯进行智能控制，在车流人流较少的时段根据路面实时信息对灯体的亮度、正常照明时间加以限制，减少不必要的电能浪费。
1、软件设计
本系统基于51系列单片机，添加外围电路，集检测、采集、分析、收发于—身的路灯控制系统。主控部分为51单片机；监测模块由传感器、放大部分和模数转换部分组成，将检测到的数据放大、转换再送给主控模块进行分析；通讯模块由发送和接收两部分组成，发送部分由单片机控制发送的数据和发送状态，系统软件流程图如图1所示。
1.1数据采集存储模块
监测模块的数据通过并行模式送到单片机的P1口，数据采集存储模块将读取P1口得到数据。通过延时函数使程序每50毫秒取一次单片机P1口数据并对计数值加1（加到9便改重新赋值为0），根据计数值决定数据存于数组中位置。当计数值为9时，将已存的十个数据送给数据分析横块分析。新—轮获取数据将在数组中覆盖旧数据。
1.2数据分析模块
此模块通过指定算法计算对待分析的十个数据进行逐一判断，记录其有效数据的个数，计算有效百分比，若低于70%不进行任何动作，反之产生控制信号A，此控制信号无其他信息，仅有0、1两个值，既值为1时激活控制模块，使之执行预设控制。
1.3无线接收数据分析模块
当无线接收模块接收到数据产生中断时，中断函数代码中对接收的数据进行判断，信号分为十级（用来通知前方十个路灯系统），首先判断信号等级是否为最低级，若不是则把信号等级降低一级后，连同控制信号B一起发给控制模块。若信号等级是最低级，则只发控制信号B给控制模块，中断函数结束。
1.4控制模块
当有控制信号A产生时，控制模块将利用延时函数闭合继电器5秒（时间可调），同时控制无线发送模块发送最高级无线数据信号给下个路灯系统。当有控制信号B产生时，判断是否有非最低等级的待发送数据信号，有则控制无线发送部分发送此信号给下一路灯系统并闭合继电器5秒钟，若没有非最低等级的待发送数据信号则只闭合继电器5秒钟。
2、硬件设计
传感器时刻监测路面，传感器输出信号通过LM324进行放大，再由ADC0804进行模数转换，转换后的数据送给主控芯片。无线接收模块的数据输出连接主控芯片，当收到数据时，能将收到的数据送给主控芯片。主控芯片还要连接继电器和无线发送模块，根据控制信号，相应控制继电器闭合和控制无线发送模块工作。系统硬件结构如图2所示。
2.1外围电路
信号分析：单片机的P1口对监测模块送来的信号进行接收，分析信号（信号A）并进行存储，每十个信号为一组再次进行分析，决定是否产生控制信号。通信模块送来的信号（信号B）会产生中断，此处信号由中断程序进行分析，立即产生控制信号。
2.2监测模块
监测采用市场现有的HB100微波模块，HB100微波模块是利用多普勒霍达原理设计的移动物体探测器，其应用广泛，在自动门控制开关、ATM自动提款机的自动录像控制系统、安全防范系统、火车自动信号机等场所都可见其身影。HB100模块采用+5V直流供电，输出信号电压非常低，要经LM324进行放大，再经ADC0804将模拟信号转换为数字信号给单片机。
2.3通信模块
通信模块分为发送和接收两部分，分别采用PT2262/PT2272集成芯片。基于PT2272的接收模块接收射频信号后，要经过三次比较核对地址码动作，PT2272的VT脚才会输出高电平，此时PT2272与PT2262相对应的数据脚也会输出相应电平，如果PT2262连续发送编码信号，PT2272的第17管脚和相应的数据脚也会连续输出相应电平。若PT2262停止发送编码信号，PT2272的VT端便恢复为低电平状态。PT2272的VT端为单片机的中断源，若PT222收到信息，便使单片机進入中断执行中断程序对收到的数据进行分析。单片机通过CD34051控制PT2262的数据输入端（D0-D5），进而决定PT2262的发送内容。通过PT2272的TE管脚控制其发射状态。
3、结果讨论
茌研究过程中，确定了系统的预期流程，设计系统的电路图，采购相关电子元器件，编辑单片机C语言程序。经过多次的实验和调整，最终焊接完成了实物系统。但是此系统若要投入市场使用，在许多方面还有待完善、改进：
（1）在实际应用中，以每条马路为单位进行设计的。在每条马路的两端而不是在每个路灯上各安装—个红外线感应器。无论人或车通过哪一个红外线感应嚣时，整条马路的灯都将立即由暗到亮，当两个感应器都没有信号时，整条马路的灯延迟降低亮度，直到下—个信号源出现。
（2）将该组设备应用于现实，还需要对相关参数进一步的调试及对比改变，以适应当时当地的自然环境，增强实用性能。例如：对于光敏电阻，不同地区光强不同，对应的电阻感光系数也应不同。相应输入单片机的程序也需要根据街道的长度和本地一般车速在延迟时间上做相应调整。
（3）在应用时，应该加强对光敏电阻和红外感应嚣的外部保护措施，避免落叶或者灰尘等造成光敏电阻或红外感应器的反应灵敏性降低或失效。保护办法可采用给光敏电阻和红外感应器加上透明度好的材料做成的灯罩等，既能保护设备延长使用期，同时又不影响设备感应的灵敏性。
结语：
路灯节能感应系统是基于51单片机，结合传感器技术、无线数据传输技术构成的一种节能环保产品，目的在于智能控制道路照明设备，有效减少不必要的电能浪费。总体来说，本系统已经实现设计之初制定的基本功能，希望日后的成熟系统能够真正投入使用，为节能环保贡献一份力量。