模拟路灯控制系统

模拟路灯控制系统模拟路灯控制系统 I I 题题 摘要 基于单片机和智能控制的普遍使用 于是用它来控制模拟路灯 使用 它很好的完成的大赛的要求并使用语音的人性化设计 该系统设计实现了模拟 路灯的智能控制 控制方便 安全 模拟路灯控制系统会有广阔的应用前景 单片机时钟控制完成的路灯的定时控制 通过电流负反馈系统完成了路灯 的亮度控制 光敏电阻完成了的环境变化时控制 霍尔传感器来感应车辆通过 时的路灯控制 单片机留有串口通讯接口与上位机通讯 可以完成远程和就地 控制 真实的模拟了路灯的控制 系统设计成本低 稳定性高 控制简单 关键词 单片机 AT89C52 恒流源 语音 霍尔传感器 目 录 第一章 绪论 2 1 1 引言 2 1 2 设计意义及设计目的 2 第二章 系统硬件的设计 3 2 1 单片机简介 3 2 2 单片机的特点 3 2 3 单片机的应用领域 3 2 4 单片机内部结构 3 2 5 单片机输入输出口 6 2 6 单片机串行通信口 6 2 7 硬件电路设计 6 2 7 1 门磁传感器 6 2 7 2 热释电红外传感器 6 2 7 3 无线火灾烟雾传感器 7 2 7 4 编 解码电路 7 2 7 5 DTMF 收发电 7 2 8 6 语音电路模块 8 第三章 系统软件设计 10 3 1 系统软件设 10 3 2 系统采用网络节 10 结结 论论 12 致致 谢谢 13 参考文献参考文献 14 第一章 绪 论 1 11 1 引 言 随着电子信息技术和单片机的发展 实现路灯控制的信息化 网络化是当 前智能系统发展的新趋势 路灯控制系统作为交通系统的一个重要组成部分 其性能的好坏直接关系到整个交通系统 把智能应用到路灯控制系统中 通过 传感器实时采集交通和环境信息 将信息传输给路灯控制中心 弥补了路灯发 生故障时不要及时性的维修而造成交通故障 该系统具有成本低 稳定性强 控制方便等优点 该系统可以对环境和车辆进行实时监控来控制路灯 监控的 范围包括天气变化 车辆情况 该系统收到信息时就会发出相应的信息来控制 路灯 如果出现故障时 该系统就会发也报警信息 工作人员得到报警信息后 立即采取有效的应急措施 对事故进行紧急处理 1 21 2 设计的意义及设计目的设计的意义及设计目的 1 2 11 2 1 设计的意义设计的意义 随着大规模集成电路的发展 越来越多的控制系统趋向智能化和人性化 跟随它的发展 模拟路灯控制系统也实现了智能化和人性化 无论从实现功能 还是从成本来讲 都达到了最优 模拟路灯控制系统的设计是紧随了市场的要 求和发展趋势 同时也反映出电子的快速发展 电子已深入生活的方方面面 模拟路灯控制系统利用集成芯片来实现路灯控制 也是对电子产品加以利用和 部分电子产品的熟练使用 硬件和软件的紧密结合 同时容入设计者的思想把 一个系统推向智能和人性化 1 2 21 2 2 设计的目的设计的目的 完成大赛的要求 实现功能 模拟路灯控制系统 把该系统推向市场 对交 通控制产生积极作用 让它产生价值 模拟路灯控制系统具有良好的控制性能 灵活的嵌入品质 利用单片机做控制器 大大减低了硬件的成本 经济 简单 实现功能 第二章 系统设计 2 12 1 系统设计 系统由电源模块 控制模块 驱动模块 传感器模块组成 电源提供所有模块的电能 控制模块由单片机为核心 统一控制路灯的变化情 况 它起到核心作用 驱动模块有一个电流负反馈来现实电源输出功率从 20 100 调节 从而来改变灯光亮度 光敏电阻和霍尔传感器来感应天气变化和交 通情况 最后把四大模块组合而成构成模拟路灯控制系统 模块组合图如图 1 图 1 一 工作原理 外部反馈信号输入 由单片机接受信息 发出相应的控制指令 来控制路灯工作状况 如果有路灯故障信号输入 单片机就会控制语音报警系 统发出报警信号 二 工作过程 电源上电之后 把程序下载给单片机 通过按钮来选择路灯控 制状况 液晶屏显示当前工作状况 开始模拟外部情况 单片机就会作出相应 控制指令控制路灯 判断路灯状况和反馈信息作出控制 下 下 下 AT 89C 51 下下下下 RT12864 下下下下 LM 7812 LM 2576 下下下下下 下下下下下 下下下下 RS 232 2 22 2 单元电路设计 一 主控板 由单片机 DS1302 时钟 MAX813 液晶显示 语音报警和 MAX232 构成 其中 单片机为核心 DS1302 提供时钟用于定时 RS232 数据总线用于与上位机的通 讯 系统完成大的分布参数的采集 采用了单片机作为分布式系统的前端采集 模块 把外部反馈回来的信息进行处理 同时发出相应的控制信息 让路灯做 出相应状况 系统具有运行可靠 数据采集方便灵活 成本低 稳定性强等优 点 2 7 32 7 3 无线火灾烟雾传感器无线火灾烟雾传感器 无线火灾烟雾传感器采用一个光电式烟雾探测器件检测烟雾信号 将检测 到烟雾值与预先设置的阈值比较 超过所设阈值后将通过编码器产生 315 MHz 的高频信号 其识别原理与上述传感器相同 其报警原理框图如图 2 所示 2 7 42 7 4 编编 解码电路解码电路 采用 PT2262 2272 完成编解码功能 编码器 PT2262 发出的编码信号由地址码 数据码 同步码组成 解码器 PT2272 接收到信号后 其地址码经过两次比较 核对后输出高电平 同时相应的数据引脚输出高电平 当发射机有按键按下时 PT2262 工作 315 MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号 2 7 5DTMF2 7 5DTMF 收发电路收发电路 要实现电话远程报警 最重要的是 DTMF 收发电路 它将实现自动拨号 忙音 识别 铃声识别 远程按键数字信号识别等功能 选 用 MT8888 双音多频 DTMF 收发器 与单片机及音频放大电路组合 实现各 种信号音的组合 检测及 DTMF 信号的产生 并将 DTMF 信号输送到电话线 如图 3 所示 当需要拨打电话时 需发送的 DTMF 编码信号通过 MT8888 的数据总线传到 数据总线缓冲器 并且输入数据经发送数据寄存器 TDR 控制可编程行 列计 数器 D A 转换器 合成需要发送的 DTMF 信号 而电话机传来的 DTMF 信 号经拨号音抑制 分离带通滤波器 监频与确认 译成相应的 4 比特码 译码 的 DTMF 信号经接收数据寄存器 RDR 输送至数据总线 1 电话信号音格式 忙音 450 Hz 350 ms 有 350 ms 无 忙号音 450 Hz 持续 回铃音 450 Hz 1 s 有 4 s 无 2 信号音的判断方法将 MT8888 的 IRQ CP 引脚接 AT89S52 的 T0 引脚 电话呼叫过程中的各种信号音经 MT8888 滤波限幅后得到方波 由 MT8888 的 IRQ 引脚输出到 AT89C2051 的 T0 引脚 对 T0 引脚信号记数 5 s 该计数值则位于 2 175 2 357 范同内 为拨号音 计数值位于 1 041 1 212 范围内 为忙音 计数值位于 425 475 范围内 为回铃音 在 实际编程中 考虑到计数的误差 可将范围适当放宽 但不重叠 3 电话摘挂机电路 振铃检测电路 为实现系统与电话网络的连接和断开 当 系统需要外界远程通信时 电路能实现系统与电话网络的接通 当外界有电 话进入时 系统能接通电话接收远程控制信号 自动摘机是远程报警和接收 电话的前提 程控电话交换机判断电话线路是否摘机的根据是回路电流突然 增大约到 30 mA 则认为电话已经摘机 该电路就是据此而设计的 控制器 和家里电话并接在一条电话线上 并且电路报警和打电话共用一条线 振 铃检测电路是为了实现系统与普通的电话通信互不干扰而设计 当有电话打 入时 系统判断振铃的次数 达到预定的次数而电话仍没有摘机则系统将自 动摘机转入远程控制程序 如图 4 所示 自动 为了实现语音通信 采用 ISDl420 语音器件完成语音提示和报警功能 ISD1420 为单片语音处理集成电路 片内由时钟振荡器 128 KB E2PROM 电 可编程可擦除只读存储器 微音放大器 自动增益控制电路 抗干扰滤波器 差动功率放大器等组成 具有高品质语音录放系统所需的全部基本功能 第三章 系统软件设计 3 13 1 系统软件设计系统软件设计 按照系统要完成的功能 将系统的软件划分为初始化 异常检测与判断 电话报警等功能模块 其中关键的主程序和电话报警模块的程序流程分别如图 5 和图 6 所示 3 23 2 系统采用网络节点系统采用网络节点 在智能家居报警系统中 采用的是网络中心节点轮询和突出事件报告机制 中心节点每隔一定的时间向每一个网络节点