车载式道路照明照度检测系统设计方案

1、PAGE PAGE 5车载式道路照明照度检测系统的设计秦大为 (盐城市丰登电子仪器有限公司，江苏 盐城 224002）摘要：本文介绍一种车载式道路照明照度检测系统，与传统的测量方法相比测量效率大大提高，并且在对已通车的道路进行测量时可降低交通安全隐患，保证了测量人员的人身安全。本系统的硬件部分是以AT89S52单片机为核心，通过传感器采集的信号，先经过放大处理，再通过A/D转换，将数字信号传输给单片机，再通过RS-232接口，将采集的数据传输给计算机软件，通过软件处理数据，可以迅速得到道路路面的平均照度、照度均匀度，实时照度曲线、平均照度曲线。软件还配备了数据存储和历史数据调出功能，操作简单、

2、使用方便。关键词：车载式、单片机、平均照度、照度均匀度Vehicle-mounted detection systems for road lightingAbstract: Design the road lighting of a kind of car carry type shines on one degree examination system and compare with traditional diagraph method the diagraph efficiency consumedly raise, and can lower traffic safety whi

3、le carrying on measure to the road which has already be open to traffic concealed suffer from, promised to measure the personnels Human body safety. The hardware part of this design with the AT89 S52 single slice machine for core, pass to spread the signal that the feeling machine collect, pass by f

4、irst to enlarge a processing, pass an A/D conversion again, deliver the numerical signal to a single slice machine, again connect through a RS-232, deliver the data for collect to the calculator software, pass a software processing data, can quickly get the road equally shine on of the noodles a deg

5、ree and shine on an one degree even degree, solid hour shine on one degree curve and equally shine on one degree curve. The software still provided with a data saving with the history data adjust a function, operation simple, usage convenience.Keywords：vehicular single chip average illumination unif

6、ormity ratio of illumination0 引言目前，在国内的道路照明行业中，均使用照度计采用传统的人工逐点测量的方法来测量路灯照明系统的照度和照度均匀度等数据。但是，此方法存在被测点数多、数据记录、处理工作量大的缺点，而且对已通车的道路来说进行测量还存在交通安全隐患。同时，随着城建事业的迅速发展，照明线路的不断延伸，继续采用传统的人工逐点检测的方法来评估道路照明的质量已不适应形势的发展。为此本文在常规的道路照明的照度测量方法的基础上提出了一种新型的照度测量方法，设计了车载式道路照明照度检测系统，经实践证明是切实可行的（该系统已经获得国家实用新型专利）。1 测量原理检测系统基于

7、51单片机为核心，采用11.0592M晶振，方便串口通信编程；由两个信号放大模块、A/D转换模块、单片机控制模块、RS-232通信模块和电源模块组成。检测系统的原理方框图如图1所示图1 检测系统的原理方框图图中1为两只照度传感器，2为运算放大模块，3为A/D转换模块，4为单片机控制模块，5为RS-232通讯模块。两只照度传感器采集外界的照度信号将其转换为电信号，传输给运算放大模块，将信号放大到合适的范围，并传输至A/D转换模块，可将模拟信号转换为数字信号，然后将数据传输到单片机控制模块，最后传输到RS-232通讯模块，将数据传输到计算机。检测时将两只照度传感器通过强力磁铁安装于汽车引擎盖的两端

8、，相距1m，车载式道路照明照度检测系统的主机和笔记本电脑放在汽车内部，汽车以1830km/h的速度匀速行驶，通过计算机软件就可以显示道路路面的平均照度、照度均匀度，实时照度曲线和平均照度曲线。2 硬件电路的设计2.1 电路整体介绍车载式道路照明照度检测系统的电路图，如图2所示如图所示，照度传感器采集的照度信号从“L1”和“L2”输入，信号通过LF353运算放大器将信号线性放大，再将信号传输到ADC0809的模拟量输入端IN-0和IN-1上，进行A/D转换。通过51单片机控制ADC0809的ADD-A,ADD-B,ADD-C位选、ALE锁存、START开始、ENABLE输出使能和EOC转换结束标

9、志端口。ADC0809的时钟CLK信号是通过单片机的ALE/P端口提供的时钟信号经过CD4024分频后得到的。ADC0809将转换后的数字信号，传输给AT89S52单片机，单片机将数字信通过MAX232传输给计算机软件进行数据最后的处理。C11和R18组成了CD4024的复位电路，C10、R7、R8和S1构成了单片机的复位电路，AT89S52单片机采用11.0592M的晶振，消除了通信编程时可能产生的误差。2.2 电源设计考虑到是车载仪器的特点电源模块采用12V铅酸电池和DC/DC电源模块组成，将直流12V转变为5V，以供电路板使用。电源模块性能稳定，电压波动较小，抗干扰性能好。电源模块输入端

10、1脚接+12V电压，2脚接地，输出端3脚输出+5V电压，5脚输出-5V电压，4脚为COM与GND并接，其接线图如图3所示。图3 电源模块接线图2.3 单片机程序设计程序按照设计要求和流程图进行编写，最后产生可写入单片机芯片的BIN文件或HEX文件。本设计最后产生的是czsdlzm.hex文件。源程序说明：源程序主要包含以下几个模块：初始化模块：init()、A/D转化模块：ad()、发送数据模块：send()、延时模块：delay()和串口中断模块：retr() interrupt 4 。程序的流程图如图4所示。图2 检测系统的整体电路图从程序流程图可以看出，系统进行初始化之后，就处于判断是否

11、得到了开始通信的中断，当得到了开始通信的中断时，通信开始。先进行A/D转换函数，将模拟量转化为数字量，再经过延时函数，最后将数据发送到计算机软件。程序清晰，简单明了。由于篇幅所限，此处仅给出A/D转化部分的程序。void ad() /ad转换uchar m;uchar s=0 xc0;P2=s;for(m=0;m2;m+)ALE=0;_nop_();_nop_();ALE=1;_nop_();_nop_();START=1;_nop_();_nop_();ALE=0;_nop_();START=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(EOC=0);OE=

12、1;shuju=P0;_nop_();_nop_();OE=0;addatam=shuju;s+;P2=s;_nop_();_nop_();P2=0 xc0;3 软件的设计3.1 软件功能简介车载式道路照明检测系统软件是在VB环境下自主开发的应用软件。软件可实现将两只照度传感器采集的照度值进行求平均值，并在不停的计算出当前测量的路面的照度平均值和照度均匀度。软件还可以绘制出当前测量的路面的适时照度和平均照度的曲线，方便、实用。此外，软件加上了数据库功能，可将每次测量的数据值保持计算机中，可方便随时调看，也可将一条道路的多个车道的数据全部叠加起来，计算出一个总的平均照度和照度均匀度。3.2 软件

13、界面软件测量时的界面如图5所示测量设定的参数在页面的左边，从界面上可清楚看到平均照度照度、照度均匀度、实时照度曲线和平均照度曲线。在此界面上，还配备了调整传感器参数和室内演示功能，方便以后传感器系数的校正和在室内演示时方便看到曲线。由于篇幅所限，此处不再给出软件部分的VB源程序。3.3 系统误差校正车载式道路照明照度检测系统的误差校正可以分为两部分，一是静态校正，是用标准的照度计对车载式道路照明照度检测系统的两个照度传感器信号进行标定。二是动态校正，到一条道路上，用手工测量的数据对用车载式道路照明照度检测系统的数据进行校正，最大限度的减小系统的误差。4 系统的主要技术参数1. 照度测量的精度：

14、5%2. 照度的测量范围：2250Lx3. 照度均匀度的测量范围：013. 取样速度：10次/秒4. RS-232传输速率：9600bps5. 汽车的行驶速度：1536km/h系统的外观图如图6所示：图4 程序的流程图图5 软件测量界面图6 检测系统外观图参 考 文 献：1.北京照明学会照明设计专业委员会 照明设计手册 M 中国电力出版社1998.9第一版 2 郭志坚 HYPERLINK javascript:EnterDetail(697605,18,-KeyWord_C=道路照明-Title_C=道路照明,U,TU,97377X,城市道路照明设计浅谈,29056848); 城市道路照明设计浅谈J 中国科技信息-2009年1期3 中国市政工程协会城市道路照明专业委员会城市照明工程施工手册M 中国电力出版社2007.8第一版4胡汉才 单片机原理及其接口技术M. 清华大学出版社, 2004. 5余永权 ATMEL89系列单片机应用技术M . 北京航空航天大学出版社，2002.6钟富昭8051单片机典型