【基于单片机的智能路灯控制系统设计与实现11000字（论文）】

基于单片机的智能路灯控制系统设计与实现目录1绪论 11.1课题的研究背景 11.2课题的研究目的与意义 11.3国内外现状分析 22系统总体设计方案 32.1系统工作原理 32.2功能分解及设计思路 33系统硬件设计 43.1STC89C52 43.2DS1302介绍 5DS1302的引脚图如下图所示。 53.3报警模块设计 63.4显示模块 73.5光线检测 83.6按键模块 103.7时钟电路 113.8光电开关 124智能路灯系统软件设计 124.1DS1302时钟电路的软件设计 124.2显示电路软件设计 135系统软件设计 136安装与测试 146.1手动模式与自动模式选择 146.2按键模块 156.3时钟和定时开关路灯调试 156.4路灯明亮情况 166.5报警模块调试 176.6对射红外开关 186.7功能测试 197结论 20参考文献 22摘要：随着中国现代化的步伐的不断的加快，电子类产品在各类产品的消费总占比中也很高，路灯的建设也为城市的美丽夜景添砖加瓦，路灯的建设与应用中，也要注意在节能、智能方面的需。此次的论文主要设计的是为了解放人力、节约资源等而设计的智能路灯控制系统，不仅概括的描述了总体的模块，还叙述了各自的子模块。也讲述了设计中的主要器件的功能，还有硬件与软件的设计。该系统以STC89C52单片机为主控制器,利用光线和电压信号对系统开关进行控制,实现在定时模式下开、关灯时间的设置，以及能实现在自动模式下开、关灯模拟亮度的设置，实现各种状态的显示界面，该系统通过光线的明暗控制开关以及针对路灯故障进行报警,最终能够达到及时维护与准确掌握路灯使用情况的效果。关键词：STC89C52单片机;报警电路;时钟设计;定时开关绪论课题的研究背景在城镇中路灯是处处可见的基础设施之一，无论在人们的生活方式和生活习惯中、还是在城市化的进程中，路灯都扮演者极其重要的角色。随着科技水平的不断进步，市场中出现了形态各异的路灯，虽然人们的生活水平日渐有所提升，但随着城市的建设与发展，城市中的面貌随着科技的发展而也不断地发生着变化，对于城市的照明建设、对城市夜景的美化的需求，对在夜间车辆的行驶提供照明，需要新型的节能、高效路灯去取代了传统意义上的路灯。为了良好的路灯照明系统减少更多的在夜间的事故的发生，也为了能让能源的利用与现代化的科技融合在一起，所以，如何利用智能高科技的方式来搞定智能、绿色照明问题，在照明技术领域内处于核心问题。虽然我国在研究智能路灯控制系统方面的起步时间较晚，但整体的发展速度较快，尤其近些年我国很多城市已经在逐渐使用智能了路灯系统智能型路灯。除了使其能够有更好地节能环保的使用效果外，在后期维护与保养方面也能够做到更简便，促使公共照明工具的管理水平得到进一步提升。太阳能在路灯的照明系统中，也有着极为重要的应用，在当太阳出现的时候，太阳能会储存光能转化出的电能，为使其能够在黑暗的情况下提供电能，就作为蓄电器作用。但设计这类产品时，会因为使用的场所，需要考虑多方面的因素，如在高原、偏远地区、又或者是极为恶劣的黄静下，这些因素在设计方面也要多多注意，也要考虑到一件物体能够有多个方面应用。智能路灯照明系统可以实时监控照明和路灯运行情况，可以在各种天气条件下均可以高效工作，并节省能源，使用的寿命也较长。将智能控制系统用于城市照明系统是一种科学的解决方案，可以节省能源，解放人力的工作人员不需要时时监督，只要在出现故障时能够及时了解、及时补救，而且彰显现代化城市的风景。不同的城市运用的路灯类型大多都不太相同，无法统一维修，所以在维修方面有很大难度。课题的研究目的与意义在当今社会环境日益严重、能源不断减少的问题情况下，节能物品的设计的需求日益增加，但也不能因为节省能源等而减少设备数量。现如今无论在乡村的道路上，还是城市的道路上路灯都是必不可少一件基本设施，现在的路灯基本上都是通过人为控制，但是这样就大大的浪费了人力资源，而且许多情况，无法及时补救，这就对人们夜间出行而造成了巨大的困扰，也可能造成事故的发生。所以传统意义上的路灯已经逐渐无法跟上现代化建设的道路了，所以通过新科技、新技术来解决这一问题也在迫在眉睫了。只有智能化的管理，减少浪费每一度电，通过设计智能路灯控制系统，对于夜间路灯的开启，进行智能化管理，不仅满足人们日常生活的需要，还会更好的节省电力。传统意义上的路灯不能灵活操作，且不能根据实际情况而灵活操作，需要工作人员到现场了解情况，从而想出相应的方法，但是如果是新型的智能路灯系统，会大大的减少这方面的人力需求在这方面的设计中不仅要考虑其智能化、电能或者是人力，跟要考虑的成本问题，因为路灯的使用在全国，甚至在全球范围内都是广而多的，所以在设计时，需要考虑在这个方面需求。本论文就是设计的智能路灯控制系统。国内外现状分析照明系统的设计大约是在80年代的时候发展起来的，随着后来计算机的发展，路灯将计算机的容纳于其中，这将能使得智能路灯的设计与发展更加迅速。计算机的技术的使用，为智能路灯控制系统的发展提供技术上的支持。路灯的发展不能仅仅考虑照明，在设计中还要考虑更多方面的因素，如极其恶劣的天气下，路灯的照亮情况及运行。另外还要考虑要与城市发展相辅相成，让路灯能够一物多用，还能让其他的事物用同作用。在国外许多国家运用的高科技路灯，不仅可以对交通状况可以时时监测，还可以针对实际情况来进行相应的调整。国外在智能路灯系统的研究方面处于较于领先的地位。就目前而言，在2008年时，法国曾研发出了一种单灯远程控制系统，它可以不需要任何线的约束，可以使每一个照明的地方成为一个信息点，可以实行远程操纵，可以通过器件、程序来了解每个路灯的运行状况，能够及时观测到、并解决问题，同时也解放了工作人员，不必时时守在工作地点，一直检测着。在巴西，也有通过以HPS电磁镇流器为主而设计的路灯控制，这种设计也有其安全等其独特的优点。在洛杉矶路灯有了可以检测车辆发生碰撞，可以及时向警察、群众等广大群众通知现状，能够更快更好地处理，疏通道路障碍。二零一五年时在巴黎的在安装的，它不仅有着路灯的普通照明功能，还可以为人提供座位，让人们能够休息，还利用太阳能，能让人们休息的同时，可以为路人提供电源等多种功能。目前在国内主要用的是定时的打开或关闭路灯的模式，路灯的运行情况，需要工作人员的定期巡视，或者是路人发现问题上报，然后再进行维修。虽然现在已经放弃了传统上的钠汽灯转而使用LED灯，在一定程度上延长了路灯的使用时间，避免了频繁修补，造成资源浪费。每个城市使用的路灯类型可能各不相同，没有统一化的，导致在路灯的运营、管理、维修等方面有很大的难度。高科技的智能路灯控制系统可以使少量的人员来通过计算机进行远程操控完成更多的路灯控制任务，路灯的状态能够实时掌控。在近些年，在上海不断有新型的路灯的出现与应用，这几类路灯都有其他各自的特点，就好比如说16年的时候，所设计的路灯也可以充当做充电桩，也可以作为广播，及时通知相关事宜，17年的所设计的路灯可以监测PM2.5。当然，也有通过地理线路图来设计路灯系统的，但这些设计也都有各自的优势与不足。课题的研究内容本文主要是通过使用STC89C52、蜂鸣器、光敏电阻等一系列器件，来设计出在设定的固定时间内，当有人或者车辆时（不透明的事物），路灯会自动开启，等离开后路灯相隔一段时间自动熄灭，并具有故障报警功能的智能路灯系统。先通过设想的所想要达到的功能的内容，来开始构建出总的原理图，再根据原理图来焊接器件，然后设计每个子模块便能够画出流程图，然后再根据每个子模块能实现的功能来编写程序，然后再通过主程序来讲各个子模块来揉合到一起，完成整个器件的焊接和调试，再接着硬件、软件两者融合到一起的调试和程序的烧制。系统总体设计方案系统工作原理在智能路灯的设计之中，路灯控制系统的主要微控制器是以STC89C52为主，此系统的硬件设计的体积小却又便捷，可适用多个方面的照明，可以使人们的满足感达到最高点。此设计不仅能满足设计要求的需要，而且价格方面也很实惠，这样针对大的面积的广泛使用，可以极大的节省了成本问题。此系统主要是利用单片机来处理数据，通过设计中的四个按键来设置路灯工作的开始与结束时间，在显示屏中会显示当时时间、自动手动模式、路灯工作的开始与结束时间，led等来显示路灯亮与否的结果，当正常的情况下，路灯却无法正常运行时，即为路灯出现故障，则蜂鸣器（接收到低电平）会响起。功能分解及设计思路根据此次论文题目而设计的系统，其可以实现的功能如下:(1)能通过按键进行手动的开灯和关灯，也可通过按键来选择手动和自动这两种模式;(2)可以自由设置开灯、光灯的时间段，液晶显示屏也可以显示实时时间;(3)在自动模式下当处于黑暗环境下而打开路灯，明亮的情况下关闭路灯;(4)当检测到让人或车辆经过时，路灯打开，当无人或车辆时，自动关闭；(5)挡路等故障时，蜂鸣器会发出报警声。(7)此论文中的路灯控制系统，以STC89C52而展开而设计的，此设计方案集合了蜂鸣器报警模块、光电开关、按键设计、液晶显示、始终检测等模块。它还有一个方便灵活的对接控制电路，可以开关上述功能。[4]此设计系统的总设计框图如下图所示。图SEQ图\*ARABIC1总体方案框图此次的设计思路主要是在原有的路灯系统的基础上所设计，原有的路灯通过人为的操作让路灯在固定的时间打开，在所设的关闭时间之前路灯一直长亮，所以在此论文中设计的是当有人或车辆经过时则路灯亮，其他时间均处于熄灭状态，这样就大大减少了能源的不必要的浪费。单片机的选择为了能够实现智能路灯控制系统的设计，通过多方面考虑（如操作便捷、操作速度、低功耗、价格便宜）最终选择了以STC89C52为核心而延展开来设计的整个系统。在下载烧录程序时用串口，操作简单，且调试起来十分方便。系统硬件设计STC89C52STC89C52单片机该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。其用途广泛，可用于多种设计之中。STC89C52主要有以下功能，比如它可以通过软件来设置休眠状态也可以设置唤醒功能，也可以变成穿行通道，她也可以兼容MCS51系列的指令等。其单片机中的内部存在复位操作，这就好比是单片机能够初始化，除了在运行的最初的程序时先将系统初始化，也可以在运行程序时程序出现错误时可以使芯片初始化，即按复位键来重新启动程序（即从RST的引脚处输入高电平时才可复位）。复位操作有上电自动复位，要使系统能够复位初始化，必须在电源的上升时间不超过1ms（此工作的原理是通过外部的复位电路中的电容的工作，来使之完成初始化），还有一种是通过按键来手动进行复位，虽然是按键，但也是分电平（通过其部分的电阻和电源而工作的）、脉冲两种类型。一般单片机的最小系统框图基本上包括有复位电路、时钟电路、输入输出设备等如下图所示。因此单片机会很适合应用于此系统的设计，符合此设计的需求。图SEQ图\*ARABIC2单片机最小系统框图晶振模块在此次设计中采用了无源晶振，需要将两个引脚均接入到STC89C52中，而如果应用到有源的晶振时，只需要将连接一根线，即只需连接输入端口，输出端空闲。在此设计的具体连线设计如下图所示。图SEQ图\*ARABIC3晶振模块DS1302介绍DS1302的引脚图如下图所示。在一般的设计之中，五端口处一般都设为高电平，许多指令等才能工作就好比说保护设置等。DS1302的2、3端口与晶振模块相连接。6引脚处的I/O端口是将数据写书DS1302或从DS1302读出数据，只有在遇到上升沿或下降沿时进行读写。7引脚：SCLK为串行时钟，输入。DS1302的所有的功能中最有特色的就是它的时钟计数功能。图SEQ图\*ARABIC4DS1302引脚图报警模块设计蜂鸣器的电路设计如下图所示，此系统采用了8550蜂鸣器设计，则蜂鸣器的一端必须与地相连接，三极管采用了8550三极管，其主要功能是放大电流和电平特性，因为单片机电路的电路非常小，无法提供蜂鸣器所需的电流，经过三极管放大效应之后，电流放大200倍，才能使蜂鸣器产生报警效果。S8550在日常的许多的电子产品中其实处处可见，流经过三极管的电流被产生放大的作用，从而来促使蜂鸣器的正常工作。之所以选择S8550而不选择S8050，是因为S8050采用的是高电平导通，但S8550却是与前者恰恰相反，符合此系统设计的应用。如果当电路电流流入蜂鸣器时能够使其正常工作，需要经过三极管放大电流促使蜂鸣器工作。只有我们想让三极管进行操作的时候才会给蜂鸣器一个低电平这样蜂鸣器才会进行报警。几乎提的设计如下图所示。图SEQ图\*ARABIC5蜂鸣器报警电路显示模块此设计之中选用的是LCD1602液晶器，此显示屏可以显示两行数据，可以满足此次设计所需要的要求。它是一款实用、高效、功能强大的显示器件。此液晶显示屏的正反面的外观如下两个图所示。图SEQ图\*ARABIC6显示屏1602正反面LCD1602工作在3.5V~5V的工作电压下，其显示的亮度可以调节，但在此设计中没有用到，它的内部有自带的存储器，有单独的存储空间，可以储存我们想要的数据，其连接方式与其他的方式相比，还比较简单，因为它可以直接与单片机相连，从而进行工作。LCD1602有16个引脚，它的引脚介绍如下表所示：表SEQ表\*ARABIC1LCD1602引脚介绍本路灯控制系统需要显示的界面有：三种工作模式的显示；当前时间、当前模拟亮度的显示；在定时模式下，修改路灯开、关灯时间的界面显示；在自动模式下，修改路灯开、关灯模拟亮度的界面显示灯。具体连线设计如下图所示。图SEQ图\*ARABIC7LCD1602下显示屏光线检测LM393是双电压比较器集成电路。其输出部分是集电极开路，输出负载电阻能够连接在任何电源电压上（在所允许的范围内），它可以不受Vcc端的电压的约束。在这个比较器中，所有没有用连接器件的引脚都必须要与地相连接，通常电源不需要加旁路电容。图SEQ图\*ARABIC8LM393引脚图LM393电压比较器电路，接10k是为了上拉，3为外接器件用来进行采集电路为输出电平。LM393只会输出两种电平，一种是高电平一种是低电平，即为1和0，当电压大于2.5V就会输出高电平，低于2.5V时就输出低电平。在这个LM393电路中，3引脚外接的无论是光敏或还是其他器件，这个引脚只是采集电压进行比较最后输出是的都是高低电平0和1。图SEQ图\*ARABIC9LM393电压比较器电路在我们的日常生活之中，光敏电阻器的应用广泛而又普遍，在众多场所都有它的身影。它是一种可以随着有无暗亮的光线的变化而使电阻值也随之变化，这种效果的产生是因为其内部的光电效应的作用。光敏电阻主要分为两大类，一类随光线越强，阻值也越高，另一类则与之恰恰相反。通常光敏电阻器的材质大多都以硫化镉为主的材料而制成的。这一类型的材料，都有一种独特的特性，就是在光的照射下，它的会随之变化。光敏的结构如下图所示。图SEQ图\*ARABIC10光敏结构图光敏传感电路在设计中的使用中，能够使这光敏电阻的阻值能够发生变化是只要通过光线的强弱变化来判断光线能够是否达到了使光敏电阻阻值变化的程度。光敏电阻器的应用较为广泛，在众多领域，各个行业都有所应用。在人们能感受的光线的强弱的变化的程度，跟光敏电组对光线变化的反应程度的极为相似，会产生反应。在大多有运用到光敏电路的设计时，其电阻随光而变化的特点就成了一大特点，就好比在此设计中通过LM393比较器，通过2端口和3端口处的电压比较，然后从1端口处输出高电平或低电平。2端口处的两个电阻一个为上拉电阻，另一个为分压电阻，3端口处连接的外来部件光敏电阻，光线越强，其产生的阻值越大，当光线弱的时候，其阻值很大，那么3端口处的电压将大于2.5伏，此时的LM393比较器输出端口将会输出高电平，即为1（在大多数编程中会默认高电平为1，低电平为0），反之输出低电平，即为0。[1]光线检测部分的设计如下图所示。图SEQ图\*ARABIC11光线电路按键模块采用了独立按键作为系统输入，本控制系统按键所实现的功能如下：完成工作模式切换；完成定时模式下的开、关灯时间设置；调整时间时对时间的增加或是相减；完成自动模式下开、关灯模拟亮度的设置等操作。 图SEQ图\*ARABIC12按键模块电路图SEQ图\*ARABIC13按键实物1、2和3、4引脚是内部导通的在设计的时候只需要1、2或者是3、4连接单片机或者是GND就可以了，当按键按下后，输出低电平，松开是高电平。当按键按下后程序就执行当前按键所执行的条件，单片机接收到按键输出的低电平后就开始进行处理。按键工作原理就是按下则输出低电平，松开高电平。时钟电路时钟芯片是用来对当前时间更加精确的一款时间，它具有掉电时自动保存功能，当给电路断电的时候时钟电路有一个电子，通过二极管单向导通可以使时钟行走。可以显示年月日、时分秒。时钟电路可以分为内时钟和外时钟电路。[7]32768晶振：晶振的发展主要是从二十世纪八十年带式在国内发展起来的，而且此芯片最初是在日本开始大量发展的，伴随着技术的快速发展，晶振的精密度越来越高，数据的转换也越来的方便，体积也不断地在浓缩，使之不断地优化，在电路设计部分，应用了32768晶振，也能够使电路更加的简化，而且能使成本不断地降低。32768晶振在时钟电路的模块也起着至关重要的作用。设计程序时：在日常的状态下让SCLK保持低电平，在时钟变动前设置数据，在时钟变动后读取数据，即数据操作总是在SCLK保持为低电平的时候，在每个相邻的操作之间间隔有一个上升沿和一个下降沿。振荡器停止工作的时候，芯片会处于低功耗状态，反之，则芯片会处于正常工作。时钟部分的设计如下图所示。图SEQ图\*ARABIC14时钟模块光电开关光电开关就3根线、、口,口只会输出2中电平特性，高低电平，即0与1，当处于黑暗环境时，此时的输出的电平为低电平，处于光亮环境下，此时输出的电平为高电平。当有障碍物（即人或者车辆经过）时，此时红外开关背后的灯会亮起。可表明对射光电开关处于正常工作状态，同时也会传送相应信息给电路。图SEQ图\*ARABIC15光电开关智能路灯系统软件设计此智能路灯控制系统的软件部分主要由主程序、显示模块、时钟模块等组成。虽看似是一个个单独的模块，但却通过主程序通过调用这些子程序来实现完整的程序设置。[9]这些模块分别相互协作，共同创造出此次设计所需要的功能。DS1302时钟电路的软件设计首先将变量初始化，打开DS1302的写入功能，然后将复位关闭，若需将数据放入到DS1302（需要将RST的输入端口置于1，来使数据能够传送，输入数据后只有再次遇到的SCLK时钟的上升沿时，数据可在此写入，数据输入是从低位开始填写，在下一个SCLK脉冲的下降沿时读出数据时与输入时相同均是从低位开始。）。主程序运行到DS1302模块时，会跳转到DS1302模块，将DS1302的地址中填入要填写的数据，再从中读取出数据。往DS1302中以多字节方式填写入时钟数据（此时时钟数据中数据有8Byte，与7个字节的数据和一个字节数据组合而成的），然后再读出，依次在填入读取DS1302寄存器中的数据。图SEQ图\*ARABIC16DS1302时钟流程图显示电路软件设计显示电路中主要通过LCD1602器件而实现，多个模块的协作与调试等的最终的显示将都会在液晶显示屏上显示出操作结果。设置此模块，首先需将LCD1602初始化，紧接着检测信号（现实中的情况即是人、车辆或环境处于黑暗状态下等信号），检测到信号，即可获得现实RAM地址，从而写入数据，然后返回，到此，此模块就结束了。图SEQ图\*ARABIC17LCD1602程序流程图蜂鸣器报警在进入报警模块时，检测是否符合了报警条件（如故障检测光敏处于黑暗状态下，蜂鸣器发出声音，以示报警），则当检测到单片机传给蜂鸣器一个低信号时，蜂鸣器发出声音，然后返回。若检测到不符合报警模块，则自动回到报警程序入口。图SEQ图\*ARABIC18蜂鸣器报警流程图系统软件设计图SEQ图\*ARABIC19总系统流程图此智能路灯控制系统的软件设计的大致功能流程如下：首先先打开开关，接受光线检测，令DS1302时钟初始化，LD1602液晶显示屏显示当前信息、通过按键去设置路灯能够工作的时间，来通过显示屏显示时间，自动、手动模式的选择，在设置的路灯工作的时间内，此时当光敏电阻检测到处于黑暗环境下时，且有人或车辆（不透明物）经过时，路灯则会自动打开，若在正常情况下，但路灯却无法打开时，那么此时路灯即视为故障，这时会传送给蜂鸣器一个低电平，蜂鸣器报警。此系统则主要由光电开关、蜂鸣器报警、按键设置、时钟设计等几个模块。这几个子模块通过一定的逻辑关系来关联调用进而可组成智能路灯控制的设计的软件部分的设计。此系统通过选择路灯的手动或自动的控制方式，感应外界信息，进而转换成此系统能处理的信号，从而来控制路灯的明亮。安装与测试手动模式与自动模式选择在接通电源后，按下电源的开关，最初默认为手动状态，在此时，在显示屏上的第一行就可以显示当前的时间，第二行显示当前处于手动模式，按下K2键，状态转换为自动模式，则可以根据按键情况选择自动模式(出现MODE:TIME)或手动模式（出现MODE:KEY）。图SEQ图\*ARABIC20自动模式图SEQ图\*ARABIC21手动模式按键模块K1键功能：出现SETTIME即可设置时间；出现SETONTIME时即可设置路灯工作的起始时间；出现SETOFFTIME时即可设置路等工作的结束时间；出现MODE:TIME则可通过K2键更换手动或自动模式。K2键功能：可选择路灯的工作模式手动和自动模式。K3键功能：在设置开始或截至时间时，实现更改时间时的加。K4键功能：在设置开始或截至时间时，实现更改时间时的减。时钟和定时开关路灯调试该系统采用的是独立的按键方式来调节并且设定路灯的开灯与关灯的时间，并将开关灯时间通过显示屏来显示。显示屏第一行显示的时间（所有时间的显示），下图其中显示屏第一行的时间就是定时开灯与关灯的时间,设定的方法是:通过按K1键来切换是要设置当时间，还是开始的时间或是结束时间，当显示屏第二行出现SETONTIME的时候，此时可以通过按增加或者减小键来调时，此次设置的为路灯的开灯时间，如图22所示;当显示屏第二行出现SETOFFTIME的时候，可以重复上面的方法来设定关灯的时间，如图23所示，当显示屏出现SETTIME时可以依照前面情况来设置当前时间。但是在手动或自动状态下不能调整时间。经过调试，在遮挡光敏电阻时，路灯能够在设定的工作时间内，该系统可以在此时间内能够正常的工作，超出此时间内，路灯停止运行。图SEQ图\*ARABIC22设置定时起始时间图SEQ图\*ARABIC23设置定时关闭时间路灯明亮情况在自动模式情况下，将光敏电阻处于黑暗状态下时，当无人或车辆（不透明物）经过光电开关时（指示灯未亮时），路灯不亮，如图24所示；但是当指示灯亮起时（有人或车辆经过，或不透明物遮挡时），此时路灯亮起，如图25所示。这中类型的设计减少了不必要的能源的浪费。图SEQ图\*ARABIC24无遮挡物时，路灯不亮状态图SEQ图\*ARABIC25有遮挡物，指示灯亮时，路灯亮报警模块调试当设备处于正常情况下时，某一路灯无论是在自动模式，还是在手动模式情况下，当检测到人或车辆（非透明物质经过时）经过时（自动模式下）或在手动的情况下，路灯却无法正常明亮或熄灭时，此情况下则可以判断路灯出现了故障，比如说可以通过检测路灯两端的电压，当某盏灯两端的电压值为零时就表示发生了故障（也可能线路断开），可能是故障的一种。在现实情况，出现故障的因素会有许多，这只是其中一部分。在此电路中，正常情况下遮挡光敏电阻则路灯会亮起，当故障检测光敏（如图26所示）电阻处于黑暗状态时，则蜂鸣器会发出警报声，来警示工作人员，表明故障的发生。这次采用CR2032纽扣电池与蜂鸣器组合使用。蜂鸣器是一种可以发出声音的一种发声元件，输入低电平就可以发出声音。故障检测光敏蜂鸣器故障检测光敏蜂鸣器图SEQ图\*ARABIC26故障报警对射红外开关对射式红外开关，当遇到了不透明的实物时，就比如说此设计中在现实情况下的人或车辆等，就会使其中的光电开关产生作用。当对射红外开关（可以辨认出不透明的反光事物）在现实情况下当人或车辆路过时，其后的指示灯会亮起（这时即表示有遮挡物遮挡，如图28所示），从而会使对应的路灯会亮起。如果无遮挡物时，指示灯不亮（如图27所示）但是运用对射红外开关时，周围环境的光线越强时，越能使其正常工作，但是它的传感器光轴不能直接直射光线强烈的光源，所以，要对这部分进行遮光保护。在现实运用中此红外开关不可以使其光轴垂直于经过的事物。这种器件大多都用于检测事物。相较于其他类型开关，它也有其优点，就好比说它的检测距离长，比较稳定，不易于受外界其他因素的干扰。图SEQ图\*ARABIC27无遮挡物，指示灯不亮图SEQ图\*ARABIC28有遮挡物时，指示灯亮起功能测试通过调试判断此次设计是否能够满足最初设想的功能，让其能够具有定时开始与结束的时间，通过设置目前时间（让这时间处于在能让路灯处于工作状态的时间内），环境处于黑暗时，路灯则会亮起，当有行人或者车辆时，路灯也会亮，但相隔3秒时间会自动熄灭，在遇到在日常状态下，路灯无法如常亮起（路灯出现故障），此时系统传递信息（传递给蜂鸣器一个低电平）给蜂鸣器，则蜂鸣器会发出声音，能够来及时告知相关工作人员来及时做出措施补救。总的设计图和主程序图如下两个图所示。图29主程序图30总电路图结论智能路灯控制系统的设计的研究，无论在国内还是国外一直从未止步。路灯在全球范围内的基数处于居高不下的地步，节能、绿色、高效的智能路灯控制系统，不仅能够高效的节省时间，也能节省人力、物理资源，也为其他发展创造了基础条件。这次设计的基础在原有的功能下，使路灯能够更加节能、更方便管理，在通过此单片机而设计的系统，可以通过环境的明暗来决定路灯的明亮，也可以通过人为来手动的决定路灯的明与暗，人为手动的方式甚至可以在明亮的环境下，打开路灯，在这篇文章中的路灯设计，通过硬件与软件部分的相结合来共同组建而成的。这个系统成本低，适合大面积的应用，[8]在有人或者车辆经过的道路上都可以应用路灯。能够减少在电能或者人的利用率，在不同的季节，日出与日落的时间相差甚多，通过人为去控制太过麻烦，但设计固定的时间，可能会出现在为天黑的时候打开路灯，从而会造成电能的白白浪费，此次的设计目的之一就是为了解决这一资源浪费的问题。在保留其原始的功能基础上，尽可能达到更多功能的合一，这是多次针对这一各方面而不断地研究，创新的目的与意义。智能路灯控制系统的设计与实现是这次设计的目的与意义，将设计好的电路图搬到模拟软件上，发现原先设计的参数在模拟时会有失败，所以需要不断的调整原先设计的参数。然后经过多次的调试和修改终于找到了每个元件合适的参数。然后在运行过程中也发现有很多要改进的地方，也有一定的局限性，模拟路灯在黑暗或者是在明亮的环境下，路灯的运行情况，，且更换手动或者是自动模式的情况下，路灯运行的多次运行的操作结果，来验证硬器件部分是否能够正常运行。在经过多次的修改和调整使整个系统正常运行。通过对智能路灯控制系统的设计的不断优化，能够使得照明系统能够进行科学有效的管理，且其精细的控制系统的设计，使得在人力、物力、资源等方面上能够有所节约，路灯的寿命也相应的有所延长，减少这方面的开支，可以应用到更多领域，造福人类更多。参考文献[1]王麒铭,王笑飞,袁成,徐志伟.基于单片机的太阳能路灯控制系统设计[J].信息技术与信息化,2020(02):146-148.[2]高亮度LED太阳能路灯照明系统[J].陈尚伍,陈敏,钱照明.电力电子技术.2006(06)[3]太阳电池及其应用[M].科学出版社,(日)桑野幸德著,1990[4]HengyuWu,MinliTangandGuoHuang,2010The2ndInternationalConferenceonIndustrialMechatronicsandAutomation,Wuhan,China,2010,pp.134-137,doi:10.1109/ICINDMA.2010.5538068.[5]丁正祁.智能路灯控制系统的设计[J].福建电脑,2020,36(06):14-17.[6]一种多功能智能路灯控制系统方案设计[J].钱宏,张华.

数字技术与应用.2013(05)[7]张苑，秦敏.基于ZigBee的智能路灯控制系统的应用研究[J].江西建材，2016(19):110,112.[8]毛兴武，毛涵月，王佳宁，等.LED照明驱动电源与灯具设计[M].北京：人民邮电出版社，2015.[9]沈旭东，徐意，宋兴洋.基于Zigbee的无线智能照明控制系统的设计[J].数字技术与应用，2016(2):161-163.[10]张晟昱,段金英.智能路灯控制系统设计[J].电子测试,2019(Z1):27-28+33.[11]InternationalCoreJournalofEngineeringVolume5,Issue8.2019.[12]Y.Wu,C.Shi,X.ZhangandW.Yang,"Designofnewintelligentstreetlightcontrolsystem,"IEEEICCA2010,Xiamen,China,2010,pp.1423-1427,doi:10.1109/ICCA.2010.5524348.[13]]蔡振江.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2011.[14]陈敏.基于51单片机路灯控制系统的仿真实现[J].轻工科技,2020,36(09):96-97.[15]杨东,轩克辉,董雪峰.光敏电阻的特性及应用研究.山东轻工业学院学报,2013,27(2):49-52[16]姚德法,张洪林.串行时钟芯片DS1302的原理与使用.信息技术与信息化,2006(1):92-94[17]莫庆.我国城市路灯照明智能控制系统的应用[J].信息系统工程,2018(07):27.[18]何枫,周雪芹,何文德,罗石爱.基于STM32的智能路灯控制系统设计[J].科技与创新,2018(06):137-139.[19]余博.浅析LED智能调光路灯在道路照明中的应用[J].中国战略新兴产业,2017(40):61.[20]王彩峰,高善坤.基于单片机的太阳能LED智能路灯照明系统[J].电子世界,2017(19):77-78.[21]RajeshwarraoArabelli,ArabelliRajeshwarrao,Anuradh