基于STM32单片机的太阳能路灯智能控制系统设计

基于STM32单片机的太阳能路灯智能控制系统设计摘要随着智慧城市建设的持续推进，市政道路照明系统的智能化、节能化升级成为行业发展的核心方向。传统路灯存在能耗高、控制方式单一、故障排查滞后、运维成本高等问题，难以适配现代城市的精细化管理需求。本文设计了一套基于STM32F103单片机的太阳能光伏供电路灯智能控制系统，依托光伏供电实现清洁能源自给，融合多类型传感采集与无线通信技术，完成路灯的智能化管控。系统通过DHT11传感器采集环境温湿度数据，双路光敏电阻分别检测环境光照与路灯自身光照强度，人体红外传感器实现人员移动监测，结合继电器与PWM调光完成路灯的多模式智能控制，同时具备路灯故障检测与蜂鸣器报警功能，通过Air724UG4G模块实现网络时间同步、数据远程上传与云平台交互，OLED显示屏完成本地运行数据的实时展示。实际测试表明，系统可稳定实现定时、光控两种核心工作模式，人员感应响应时间小于0.5秒，数据远程上传成功率达98%，连续72小时运行无故障，光伏供电可满足系统全天候运行需求。该系统有效降低了路灯系统的能耗与运维成本，为市政道路、园区、社区等场景的照明智能化升级提供了可行的技术方案，对推动智慧城市照明系统的低碳化发展具有实际应用价值。关键词太阳能路灯；STM32单片机；光伏供电；智能控制；4G无线通信AbstractWiththecontinuousadvancementofsmartcityconstruction,theintelligentandenergy-savingupgradingofmunicipalroadlightingsystemhasbecomethecoredirectionofindustrydevelopment.Traditionalstreetlampshavemanyproblems,suchashighenergyconsumption,singlecontrolmode,laggingfaultdetectionandhighoperationandmaintenancecost,whicharedifficulttoadapttotherefinedmanagementneedsofmoderncities.ThispaperdesignsanintelligentcontrolsystemofsolarphotovoltaicpowersupplystreetlampbasedonSTM32F103singlechipmicrocomputer,whichreliesonphotovoltaicpowersupplytorealizecleanenergyself-sufficiency,andintegratesmulti-typesensingacquisitionandwirelesscommunicationtechnologytocompletetheintelligentmanagementandcontrolofstreetlamp.ThesystemcollectsambienttemperatureandhumiditydatathroughDHT11sensor,dualphotoresistorsdetectambientlightandstreetlamp'sownlightintensityrespectively,humanbodyinfraredsensorrealizespersonnelmovementmonitoring,completesmulti-modeintelligentcontrolofstreetlampcombinedwithrelayandPWMdimming,andhasstreetlampfaultdetectionandbuzzeralarmfunction.Air724UG4Gmoduleisusedtorealizenetworktimesynchronization,remotedatauploadandcloudplatforminteraction,andOLEDdisplayscreencompletesreal-timedisplayoflocaloperationdata.Theactualtestshowsthatthesystemcanstablyrealizethetwocoreworkingmodesoftimingandlightcontrol,theresponsetimeofpersonnelinductionislessthan0.5seconds,thesuccessrateofremotedatauploadreaches98%,itrunscontinuouslyfor72hourswithoutfault,andthephotovoltaicpowersupplycanmeettheall-weatheroperationdemandofthesystem.Thesystemeffectivelyreducestheenergyconsumptionandoperationandmaintenancecostofthestreetlampsystem,providesafeasibletechnicalschemefortheintelligentupgradingoflightinginmunicipalroads,parks,communitiesandotherscenes,andhaspracticalapplicationvalueforpromotingthelow-carbondevelopmentofsmartcitylightingsystem.Keywordssolarstreetlamp;STM32singlechipmicrocomputer;photovoltaicpowersupply;intelligentcontrol;4Gwirelesscommunication目录22726摘要 I23767Abstract II106481绪论 121551.1研究背景和意义 1278691.2国内外发展现状 131201.3论文组织结构 266371.4本章小结 2308532功能与设计方案 393472.1系统功能要求 3275612.2系统设计方案 334672.3器件方案对比 6306772.3.1单片机的选择 6264522.3.2无线通信模块的选型 7294952.3.3显示模块的选型 7205082.4本章小结 8186073系统的硬件设计 9159703.1STM32F103单片机 9223913.2太阳能光伏供电与电源管理电路设计 1052143.3DHT11温湿度传感电路设计 1184863.4双路光敏电阻光强检测电路设计 12236873.5人体红外检测电路设计 13165543.6继电器与路灯驱动电路设计 13243473.7OLED显示电路设计 14148923.8Air724UG4G通信电路设计 152503.9蜂鸣器报警电路设计 15294373.10本章小结 1677714系统的软件设计 17230354.1软件介绍 17266574.2软件程序的设计 18194714.2.1主程序流程图 18166004.2.24G通信子程序流程介绍 20239884.2.3显示模块程序流程介绍 22160384.7本章小结 23147655系统的测试 24250105.1硬件调试 2416065.2软件测试 24191495.2实物展示 2535525.3.1太阳能供电功能测试 25236525.3.2温湿度采集功能测试 2532185.3.3光强检测与光控模式测试 26163895.3.4人体感应控制功能测试 26215455.3本章小结 2723799结论 2816589参考文献 2928861谢辞 313083附录A 3216502附录B 331绪论1.1研究背景和意义在“双碳”战略目标的引领下，我国市政基础设施建设正朝着低碳化、智能化方向快速转型，道路照明作为城市公共设施的核心组成部分，其能耗与管理模式直接影响城市低碳发展的成效。数据显示，我国市政路灯年用电量占全国城市公共照明总用电量的60%以上，传统路灯多采用市电直供的固定开关模式，不仅无法根据环境变化动态调整照明状态，造成大量无效能耗，还存在故障发现不及时、运维效率低、管理成本高等问题，偏远路段与城郊区域的路灯运维难度更是显著提升。太阳能作为清洁可再生能源，与路灯照明系统的结合已成为行业发展的主流趋势，光伏供电可摆脱市电线路的限制，大幅降低照明系统的布线成本与用电能耗，而智能化控制技术的融入，能进一步解决传统太阳能路灯控制方式单一、适配性差的痛点。基于此，本文设计一套以STM32单片机为核心的太阳能光伏供电路灯智能控制系统，在实现清洁能源自给的同时，完成环境感知、自适应调光、故障报警、远程管理等功能，既能够有效降低照明系统的综合能耗与运维成本，也能为智慧城市末梢的照明设施升级提供低成本、高适配性的技术方案，对推动城市基础设施的低碳化、智能化发展具有重要的现实意义。1.2国内外发展现状国外智能路灯领域的技术研发起步较早，欧美发达国家已形成较为成熟的智慧照明解决方案。德国西门子推出的智能路灯系统，融合了环境感知、无线通信与边缘计算技术，可实现单灯级别的精细化管控，在欧洲多个城市的市政改造中实现了30%以上的能耗降低；荷兰飞利浦研发的SolarGenio系列太阳能智能路灯，搭载了自适应调光算法与远程运维平台，可根据交通流量与环境光照动态调整照明亮度，在全球多个园区与城郊道路实现规模化应用；美国加州的部分城市则将智能路灯与智慧城市传感网络结合，在照明功能之外，集成了环境监测、交通流量统计等多重功能，拓展了路灯系统的应用边界。国内智能路灯行业虽起步较晚，但依托智慧城市建设的浪潮实现了快速发展。华为、海康威视等企业推出了融合5G通信、边缘计算的智慧路灯杆解决方案，在国内多个新一线城市实现落地；国内多数光伏企业也推出了配套智能控制器的太阳能路灯产品，广泛应用于乡村振兴、园区建设等场景。国内高校与科研机构也在相关领域开展了大量研究，针对太阳能路灯的MPPT充电控制、自适应调光算法、低功耗管理等方向完成了多项技术优化。但目前国内主流的太阳能路灯仍以简单的光控定时开关为主，精细化智能控制与远程管理功能的渗透率较低，高端智慧路灯方案则存在成本高、部署复杂、对偏远地区适配性差的问题，低成本、高可靠性、功能完善的中小型智能路灯控制系统仍有较大的应用空间。1.3论文组织结构本论文共分为五个核心章节，完整呈现系统从需求分析、方案设计、软硬件实现到测试验证的全流程，各章节内容安排如下：第一章为绪论，阐述本研究的背景与意义，梳理智能路灯领域的国内外研究现状，明确本文的核心研究内容，同时介绍论文的整体组织结构。第二章为系统功能需求与整体设计方案，明确系统的各项功能与性能需求，提出系统的整体设计架构，同时完成核心器件的选型与多方案对比，说明选型的核心依据。第三章为系统硬件电路设计，详细介绍系统各部分硬件电路的设计思路、工作原理与具体连接方式，涵盖主控、供电、传感采集、驱动、通信、显示、报警等所有电路部分。第四章为系统软件设计，介绍系统的软件开发环境，阐述主程序的整体运行流程，同时对各功能子程序的设计逻辑与执行流程进行详细说明。第五章为系统测试与验证，分别完成硬件电路测试、软件功能测试与整机功能性能测试，通过实测数据验证系统是否达到设计要求，同时对测试结果进行总结分析。论文末尾为结论部分，总结本研究的核心工作与成果，说明系统的优势与不足，同时对后续的优化方向与应用前景进行展望。1.4本章小结本章围绕太阳能光伏供电路灯智能控制系统的研究背景展开，结合双碳战略与智慧城市建设的发展趋势，明确了本研究的现实意义与应用价值。通过梳理国内外智能路灯领域的研究与应用现状，指出了当前行业内低成本、高适配性智能控制系统的应用缺口，明确了本研究的核心设计内容与功能目标。同时，本章详细介绍了论文的整体组织结构与各章节的核心内容，为后续的方案设计、软硬件实现与测试验证奠定了完整的框架基础。2功能与设计方案2.1系统功能要求结合市政道路、园区、社区等场景的太阳能路灯实际应用需求，本系统设计需满足功能完整性、运行稳定性、低功耗与高可靠性的核心要求，具体功能需求如下：系统需通过光伏板完成太阳能到电能的转换，搭配储能电池实现电能存储，同时具备充放电管理功能，可实现过充、过放保护，保障供电安全，光伏供电需满足系统全天候运行的能源需求，弱光环境下可稳定支撑系统连续工作。系统可实时采集当前环境的温度、湿度数据，同时通过两路独立的采集通道，分别检测环境光照强度与路灯自身的光照强度，为照明控制逻辑提供精准的环境数据支撑，同时可检测路灯的供电电压，为故障判断提供依据。系统需支持定时与光控两种可切换的工作模式。定时模式下，可通过预设的开关时间，实现白天关灯、夜间开灯的基础控制，同时结合人体红外检测，实现有人经过时路灯高亮、无人时微亮的自适应调光；光控模式下，系统根据环境光照强度自动判断开关灯时机，光照强度低于预设阈值时自动开灯，高于阈值时自动关灯，同时保留人体感应调光功能。系统可实时监测路灯的运行状态，通过路灯供电电压与自身光照强度的双重判断，识别路灯短路、断路、亮度异常等故障，故障发生时可通过蜂鸣器完成本地报警，同时将故障信息远程上传至管理平台，提醒运维人员及时处理。系统配备本地显示器件，可实时显示当前系统时间、环境温湿度、两路光照强度、路灯工作模式、定时参数、供电电压等运行数据，方便现场调试与运维查看。系统通过无线通信模块接入公网，可自动同步网络时间，同时将系统运行数据定时上传至云平台，管理人员可通过手机端或电脑端远程查看路灯运行状态，远程切换工作模式、修改定时开关时间与各类阈值参数，实现路灯的远程精细化管控。2.2系统设计方案本系统以STM32F103单片机为核心，围绕太阳能路灯的智能控制需求，搭建完整的硬件与软件体系，整体架构分为数据采集层、核心控制层、执行输出层与远程交互层四个部分，各部分协同工作，完成系统的全部功能。数据采集层负责系统所有运行数据的实时采集，主要包括四类采集组件：一是环境参数采集组件，由DHT11温湿度传感器与双路光敏电阻组成，完成环境温湿度、环境光照强度、路灯光照强度的采集；二是人员检测组件，由人体红外传感器组成，实时监测路灯覆盖范围内是否有人员或车辆经过；三是状态检测组件，通过分压电路采集路灯的供电电压，用于判断路灯的运行状态；四是供电状态采集组件，实时监测光伏板与储能电池的电压，保障充放电安全。核心控制层以STM32F103单片机为核心，负责接收数据采集层上传的所有数据，按照预设的控制逻辑完成数据处理与决策判断，向执行输出层下发对应的控制指令，同时处理远程交互层的指令与数据，完成时间同步、数据上传与远程指令执行。核心控制层是整个系统的决策核心，所有的开关灯控制、调光控制、报警触发、数据交互逻辑均在此完成。执行输出层负责执行核心控制层下发的指令，完成对应的物理动作，主要包括五个部分：一是路灯驱动组件，通过继电器与PWM调光电路，完成路灯的开关控制与亮度调节；二是本地报警组件，通过蜂鸣器完成故障状态下的声光报警；三是本地显示组件，通过OLED屏完成系统运行数据的实时显示；四是充放电管理组件，根据光伏板与电池的电压状态，控制光伏充电回路的通断，实现充放电保护；五是状态指示组件，通过LED灯完成系统电源、运行状态、通信状态的本地指示。远程交互层以Air724UG4G模块为核心，负责搭建系统与云平台之间的通信链路，实现网络时间同步、运行数据定时上传、远程控制指令的接收与解析，管理人员可通过云平台完成对路灯系统的远程监控与管理，打破空间限制，提升运维效率。系统上电后，首先完成所有外设与组件的初始化，通过4G模块同步网络时间，随后进入主循环，持续采集各类环境与运行数据，在OLED屏上完成数据更新，同时根据预设的工作模式与控制逻辑，完成路灯的开关与调光控制，实时监测路灯运行状态，故障发生时触发报警，同时定时将运行数据上传至云平台，接收并执行远程下发的控制指令。图2.1系统硬件模块工作框图2.3器件方案对比2.3.1单片机的选择方案一：STC89C52芯片STC89C52是一款基于8051内核的8位单片机，也是工业控制与小型电子项目中常用的主控芯片，其优势在于开发门槛低，硬件电路设计简单，芯片成本极低，供应链成熟稳定，同时拥有丰富的开源资料与社区支持，基础的IO控制、串口通信、定时中断功能可满足简单控制系统的需求。该芯片内置8KBFlash程序存储空间与512BRAM，最高工作频率可达40MHz，内置4组8位IO口与2路定时计数器，可适配小型采集与控制系统的基础需求。但该芯片为8位内核，运算能力有限，无法完成多通道ADC采集、PWM高精度调光、复杂逻辑运算等任务，同时外设接口资源较少，面对多传感采集与无线通信的多任务场景，处理能力与拓展性存在明显短板。方案二：STM32F103C8T6芯片该芯片是基于ARMCortex-M3内核的32位单片机，最高工作频率可达72MHz，内置64KBFlash程序存储空间与20KBSRAM，运算能力远超8位单片机，可轻松应对多通道数据采集、复杂逻辑运算、多任务调度等需求。芯片内置丰富的外设资源，包括3路USART串口、2路SPI接口、2路I2C接口、3路12位ADC、多路定时器与PWM输出通道，可同时适配传感采集、串口通信、显示驱动、调光控制等多种外设的连接需求，无需额外拓展芯片即可完成系统所有功能的实现。同时，该芯片拥有完善的HAL库函数支持与丰富的开源开发资料，可大幅缩短开发周期，芯片的功耗控制优异，可适配太阳能供电的低功耗需求，工业级的芯片规格也可保障户外环境下的稳定运行。综合系统的运算需求、外设资源与拓展性，本设计选用STM32F103C8T6作为系统的主控芯片。2.3.2无线通信模块的选型方案一：HC-05蓝牙模块HC-05是一款经典的蓝牙2.0通信模块，支持主从模式切换，可通过串口与主控芯片完成连接，硬件电路设计简单，开发难度低，模块成本极低，在短距离无线通信场景中应用广泛。该模块工作电压为3.3V，正常工作状态下信号覆盖范围约10米，可实现主控芯片与手机、电脑等终端的点对点通信，完成简单的数据传输与指令下发，模块功耗较低，可适配电池供电的低功耗场景。但该模块仅支持短距离点对点通信，无法接入公网，无法实现远程数据上传与远程控制，通信速率最高仅为3Mbps，无法满足系统多数据量的稳定传输需求，同时无法实现网络时间同步，对于需要远程运维的路灯系统而言，功能存在严重局限。方案二：Air724UG4G模块Air724UG是一款高性价比的LTECat.14G通信模块，支持全网通网络接入，内置完整的TCP/IP协议栈，可快速实现设备与公网云平台的通信连接，同时支持GPS定位、网络时间同步等多种功能，完全契合物联网设备的远程通信需求。该模块可通过串口与主控芯片完成连接，硬件设计简单，开发资料完善，支持MQTT、HTTP等多种物联网通信协议，可快速对接主流云平台，通信覆盖范围不受空间限制，只要有运营商网络覆盖的区域即可实现稳定通信，数据传输速率可满足系统运行数据与故障信息的实时上传需求。模块内置低功耗管理模式，可在空闲状态下降低功耗，适配太阳能供电的户外场景，同时支持断线自动重连功能，可保障通信链路的稳定性。综合系统的远程管理需求与通信稳定性，本设计选用Air724UG4G模块作为系统的无线通信组件。2.3.3显示模块的选型方案一：LCD1602液晶显示模块LCD1602是工业控制场景中常用的字符型液晶显示模块，可同时显示2行、每行16个字符，支持数字、英文字符与简单符号的显示，模块驱动简单，可通过并行接口或I2C接口与主控芯片连接，开发资料丰富，成本极低，屏幕使用寿命长，长期运行无明显衰减。该模块工作电压为5V，功耗较低，可适配电池供电场景，在基础参数显示场景中应用广泛。但该模块仅能显示字符，无法显示汉字与图形，显示内容有限，无法满足系统温湿度、光强、时间、模式等多参数的同时显示需求，同时屏幕需要背光驱动，暗光环境下可视性差，强光环境下显示内容易出现看不清的问题，对于户外应用的路灯系统而言，环境适配性较差。方案二：OLED显示模块该模块采用有机自发光技术，无需背光源，可视角度广，对比度高，强光与暗光环境下均可清晰显示内容，完全适配户外场景的显示需求。模块分辨率为128×64，支持汉字、英文、数字、图形的灵活显示，可同时展示系统时间、温湿度、光强、工作模式等多类参数，显示内容丰富，布局灵活。模块可通过I2C接口与主控芯片连接，仅需2根信号线即可完成显示驱动，占用主控IO口资源极少，硬件连接简单，驱动代码完善，开发难度低。模块工作电压为3.3V，功耗极低，仅在显示内容刷新时产生功耗，静态显示状态下能耗可忽略不计，适配太阳能供电的低功耗需求，同时模块体积小巧，可轻松集成到路灯控制盒内。综合系统的显示需求与户外环境适配性，本设计选用0.96寸OLED显示模块作为系统的本地显示组件。2.4本章小结本章详细阐述了太阳能光伏供电路灯智能控制系统的各项功能需求，明确了系统在供电管理、数据采集、智能控制、故障报警、本地显示、远程管理等方面的核心指标，同时提出了系统的四层整体设计架构，梳理了系统的整体工作流程。针对主控芯片、无线通信模块、显示模块三类核心器件，完成了两种不同方案的对比分析，结合系统的实际应用需求、性能指标与户外场景适配性，确定了最终的器件选型方案，为后续的硬件电路设计与软件开发奠定了坚实的基础。3系统的硬件设计3.1STM32F103单片机主控电路是整个系统运行的基础，所有外设的驱动、数据的处理、逻辑的判断与指令的下发，都需要通过主控电路完成。本设计选用STM32F103C8T6作为主控芯片，电路设计围绕芯片的正常运行需求，搭建完整的最小系统，同时完成所有外设接口的引脚分配与硬件连接，确保芯片可稳定驱动所有外设组件。最小系统电路主要包括电源电路、晶振电路、复位电路与BOOT启动配置电路四个部分。电源电路采用Type-C接口作为基础供电输入，输入电压为5V，通过XC6206稳压芯片将5V电压转换为3.3V，为芯片与所有3.3V供电的外设提供稳定电源，电路中搭配220uF与10uF的极性电容完成电源滤波，去除电源中的纹波干扰，保障供电稳定。晶振电路选用8MHz无源晶振作为芯片主时钟源，搭配两个30pF的负载电容连接至芯片的OSC_IN与OSC_OUT引脚，同时配备32.768KHz的低频晶振，为芯片的RTC实时时钟提供时钟源，保障系统计时的准确性。复位电路采用按键复位与上电复位结合的设计，通过10K上拉电阻与104电容组成RC复位电路，同时搭配手动复位按键，连接至芯片的NRST引脚，确保芯片上电时可平稳复位，运行过程中可通过按键完成手动复位。BOOT启动配置电路通过10K电阻将BOOT0与BOOT1引脚下拉至GND，设置芯片为Flash启动模式，程序下载后可直接从Flash中加载运行，满足系统的正常运行需求。芯片的外设引脚分配严格按照外设的通信需求与功能特性完成，USART1的PA9与PA10引脚预留为调试串口，USART2的PA2与PA3引脚连接4G通信模块，完成串口数据交互；PB14与PB15引脚配置为I2C接口，连接OLED显示模块；PA0、PA1与PA4引脚配置为ADC采集通道，分别连接路灯电压检测、光敏电阻与温湿度传感器；PB0与PB1引脚配置为PWM输出通道，用于路灯调光控制；PA6、PA15与PB6-PB9引脚配置为普通IO口，分别连接继电器、蜂鸣器、人体红外传感器与功能按键，完成开关控制与信号采集。所有引脚均按照芯片手册的要求完成上下拉配置，确保信号传输的稳定性。图3.1STM32F103单片机接线情况3.2太阳能光伏供电与电源管理电路设计太阳能光伏供电与电源管理电路是整个系统的能源核心，负责完成太阳能到电能的转换、储能电池的充放电管理，同时为系统所有电路提供稳定的供电，保障系统在户外无市电接入的环境下可全天候稳定运行。本设计采用10W单晶硅光伏板作为能量来源，搭配12V/10Ah的磷酸铁锂电池作为储能单元，电路设计围绕充放电管理、电压转换、保护功能三个核心方向完成。光伏充电回路采用防反充设计，光伏板输出端串联肖特基二极管，防止夜间电池电流倒灌损坏光伏板，同时搭配自恢复保险丝与TVS管，完成过流、过压与静电保护，避免户外雷击与浪涌对电路造成损坏。充电管理采用CN3791充电管理芯片，该芯片专为太阳能光伏充电场景设计，支持MPPT最大功率点跟踪功能，可根据光伏板的输出电压与电流动态调整充电参数，最大化利用太阳能，芯片支持12V磷酸铁锂电池的充电管理，内置过充、过放、过流、短路保护功能，可有效延长电池的使用寿命。充电芯片的输出端直接连接储能电池，同时通过分压电阻将电池电压与光伏板电压接入主控芯片的ADC采集通道，主控可实时监测光伏板与电池的电压状态，动态调整充电策略，当电池电压充满时，关闭充电回路，防止过充；当电池电压低于放电截止电压时，关闭系统外设供电，防止电池过放。图3.2太阳能光伏供电与电源管理电路设计电压转换电路分为两级，第一级通过LM2596降压芯片，将电池输出的12V电压转换为5V，为继电器、4G模块、蜂鸣器等5V供电的外设提供电源；第二级通过XC6206稳压芯片，将5V电压转换为3.3V，为主控芯片、OLED屏、传感采集电路等3.3V供电的器件提供稳定电源。两级降压电路均搭配大容量滤波电容与高频去耦电容，去除电源中的纹波与干扰，确保不同供电电压之间互不影响，同时每一路电源输出均串联自恢复保险丝，防止外设短路影响整个系统的供电安全。电路设计中预留了备用市电充电接口，可在连续阴雨天气、电池电量不足时，通过市电为电池补充电量，保障系统的连续运行。3.3DHT11温湿度传感电路设计环境温湿度数据不仅可以为城市环境监测提供辅助数据支撑，还可用于修正光照采集的误差，同时温湿度的剧烈变化也可作为户外极端天气的判断依据，辅助调整路灯的运行策略。本设计选用DHT11数字温湿度传感器完成环境温湿度的采集，该传感器将温湿度采集模块与信号处理电路集成在一起，可直接输出校准后的数字信号，无需额外的信号调理电路，硬件设计简单，抗干扰能力强，完全适配户外场景的环境参数采集需求。DHT11传感器采用单总线通信方式，仅需一根数据线即可完成与主控芯片的双向通信，电路设计中，传感器的VCC引脚连接5V电源，GND引脚连接系统地，DATA引脚连接主控芯片的PA7引脚，同时在DATA引脚与VCC之间串联10K的上拉电阻，确保总线空闲时保持高电平状态，保障单总线通信的稳定性。传感器的供电引脚两端并联104去耦电容，可有效过滤电源中的高频干扰，防止户外电源波动影响传感器的采集精度。图3.3DHT11温湿度传感电路设计3.4双路光敏电阻光强检测电路设计光照强度是系统光控模式开关灯判断的核心依据，同时路灯自身的光照强度是判断路灯是否正常工作的关键指标，本设计采用双路光敏电阻采集电路，分别完成环境光照强度与路灯自身光照强度的实时采集，两路采集电路相互独立，互不干扰，为系统的控制逻辑与故障判断提供精准的光强数据支撑。光敏电阻的阻值会随着光照强度的变化而发生改变，光照强度越强，阻值越小，光照强度越弱，阻值越大，本设计通过分压电路将阻值的变化转换为电压的变化，通过主控芯片的ADC采集通道读取电压数值，再将电压数值转换为对应的光照强度等级，完成光强的检测。两路采集电路的设计原理一致，但硬件布局与参数配置根据采集目标的不同进行了针对性调整，第一路为环境光强采集电路，选用光敏电阻RG1作为采集元件，与10K精密电阻串联组成分压电路，电路输入电压为3.3V，分压节点连接至主控芯片的PA1引脚，该引脚配置为12位ADC采集模式，可将0-3.3V的模拟电压转换为0-4096的数字量，主控通过读取ADC数值，即可计算出当前环境的光照强度。电路中串联可调电位器，可根据实际安装环境调整采集灵敏度，适配不同路段的光照环境。第二路为路灯自身光强采集电路，选用光敏电阻RG2作为采集元件，同样采用分压电路设计，分压节点连接至主控芯片的PA4引脚，该引脚同样配置为12位ADC采集模式。该电路的光敏电阻安装位置正对路灯灯头，可精准采集路灯的实际发光亮度，不受环境光的过度干扰，电路的分压电阻选用20K精密电阻，适配路灯发光亮度的采集范围，同时搭配硬件滤波电容，去除路灯频闪带来的电压波动，确保采集数据的稳定性。主控芯片通过对比两路光强采集的数值，可精准判断当前环境是否需要开灯，同时可在路灯开启后，通过路灯自身光强数值判断路灯是否正常发光，是否存在亮度不足、不亮等故障，为故障报警提供数据依据。两路采集电路的布线均采用屏蔽线设计，避免户外电磁干扰影响ADC采集的精度，同时每一路采集电路均在ADC输入引脚串联限流电阻，防止电压过高损坏主控芯片。图3.4双路光敏电阻光强检测电路设计3.5人体红外检测电路设计人体红外检测是实现路灯自适应调光的核心，可在夜间识别路灯覆盖范围内是否有人员或车辆经过，从而实现有人高亮、无人微亮的智能控制，在保障照明需求的同时，大幅降低夜间照明的无效能耗。本设计选用热释电人体红外传感器完成人员移动检测，该传感器可检测人体发出的9-10μm的红外光谱，配合菲涅尔透镜，可实现8米以内、110°广角范围的人员移动检测，检测响应速度快，抗干扰能力强，适配户外路灯的应用场景。传感器电路设计中，模块的VCC引脚连接5V电源，GND引脚连接系统地，OUT信号输出引脚连接主控芯片的PB6引脚，该引脚配置为下拉输入模式，可实时读取传感器的输出电平状态。传感器的供电引脚两端并联100uF的电解电容与104去耦电容，组成两级滤波电路，有效过滤电源中的纹波与高频干扰，防止户外电源波动与电磁干扰导致传感器误触发。模块内置信号调理与比较电路，当检测到有效人体红外信号时，OUT引脚输出高电平，无检测目标时，OUT引脚保持低电平，主控芯片可通过读取引脚电平的变化，快速判断是否有人员或车辆经过。图3.5人体红外检测电路设计3.6继电器与路灯驱动电路设计路灯驱动电路是系统控制逻辑的最终执行环节，负责完成路灯的开关控制与亮度调节，直接决定了照明系统的实际运行效果。本设计中的路灯采用LED光源，额定工作电压为12V，与储能电池的输出电压匹配，驱动电路分为继电器开关控制回路与PWM调光回路两个部分，可实现路灯的通断控制与0-100%的连续亮度调节，同时具备短路、过流保护功能，保障灯具与电路的运行安全。继电器开关控制回路选用SRD-05VDC-SL-C型号的5V继电器，该继电器的触点额定电流为10A，可完全适配LED路灯的驱动需求，继电器的线圈正极连接5V电源，负极通过NPN三极管S8050连接至主控芯片的PA6引脚，三极管的基极串联1K限流电阻，防止主控IO口输出电流过大损坏器件。当主控芯片的PA6引脚输出高电平时，三极管导通，继电器线圈得电，触点吸合，路灯供电回路导通，路灯开启；当PA6引脚输出低电平时，三极管截止，继电器线圈失电，触点断开，路灯供电回路关闭，路灯熄灭。继电器的线圈两端反向并联续流二极管，可有效吸收线圈断开时产生的反向电动势，保护三极管与主控芯片不受尖峰电压损坏，继电器的触点两端并联压敏电阻，吸收路灯开关时产生的浪涌，延长触点的使用寿命。图3.6继电器与路灯驱动电路设计3.7OLED显示电路设计OLED显示电路负责完成系统运行数据的本地实时显示，为现场调试、运维检修提供直观的数据支撑，是系统本地人机交互的核心环节。本设计选用0.96寸I2C接口的OLED显示模块，模块分辨率为128×64，内置SSD1306驱动芯片，无需额外的驱动元件，仅需两根信号线即可完成显示驱动，硬件设计简单，显示效果优异，完全适配户外场景的本地显示需求。电路设计中，OLED模块的VCC引脚连接3.3V电源，GND引脚连接系统地，模块的SDA串行数据线连接至主控芯片的PB14引脚，SCL串行时钟线连接至主控芯片的PB15引脚，两根信号线均通过4.7K电阻上拉至3.3V，保障I2C总线通信的稳定性。模块的供电引脚两端并联104去耦电容，过滤电源中的高频干扰，防止电源波动导致的显示异常、花屏等问题。主控芯片的PB14与PB15引脚配置为硬件I2C模式，通过I2C总线与OLED模块的驱动芯片完成通信，通信速率设置为100kHz，既保障了显示内容的刷新速度，也减少了总线干扰。图3.7OLED显示电路设计3.8Air724UG4G通信电路设计4G通信电路是系统实现远程监控与管理的核心，负责搭建系统与云平台之间的通信链路，完成网络时间同步、运行数据上传、远程控制指令接收与解析，打破空间限制，实现路灯系统的远程精细化运维。本设计选用Air724UG4G模块作为无线通信核心，该模块支持全网通LTECat.1网络，内置完整的TCP/IP协议栈与MQTT物联网协议，可快速对接阿里云、腾讯云等主流物联网云平台，硬件设计简单，通信稳定，完全适配户外物联网设备的通信需求。电路设计中，Air724UG模块的VCC引脚连接5V电源，电源输入端并联220uF的大容量电解电容与104高频去耦电容，组成两级滤波电路，吸收模块网络注册与数据传输时产生的电源尖峰，保障供电稳定。模块的GND引脚与系统地可靠连接，同时预留足够的接地焊盘，提升模块的散热性能，保障户外高温环境下模块可稳定运行。模块的UART1串口TX引脚连接至主控芯片USART2的RX引脚RX2，RX引脚连接至主控芯片USART2的TX引脚TX2，完成串口数据的双向交互，串口通信波特率设置为9600bps，数据位8位，停止位1位，无校验位，主控芯片通过AT指令完成模块的初始化、网络注册、云平台连接与数据收发控制。图3.8Air724UG4G通信电路设计3.9蜂鸣器报警电路设计蜂鸣器报警电路负责在系统检测到路灯故障、电池电压异常等紧急状态时，完成本地声光报警，提醒现场运维人员及时处理故障，同时可在夜间起到一定的安全警示作用。本设计选用有源蜂鸣器作为报警发声元件，有源蜂鸣器内置振荡电路，只需接入直流电源即可发出固定频率的声响，无需额外的振荡电路，硬件设计简单，驱动方便，报警音量可达85dB以上，可满足户外场景的报警需求。电路设计中，蜂鸣器的正极连接5V电源，负极通过NPN三极管S8050连接至系统地，三极管的基极串联1K限流电阻，连接至主控芯片的PA15引脚，三极管的发射极连接系统地，集电极连接蜂鸣器的负极。当主控芯片检测到故障状态，需要触发报警时，PA15引脚输出高电平，三极管导通，蜂鸣器的供电回路导通，蜂鸣器发出报警声响；当故障解除或报警停止时，PA15引脚输出低电平，三极管截止，蜂鸣器的供电回路断开，报警停止。三极管的基极与发射极之间并联10K下拉电阻，确保主控芯片上电复位时，引脚处于不确定状态下，三极管保持截止，避免蜂鸣器误触发。图3.9蜂鸣器报警电路设计3.10本章小结本章详细阐述了太阳能光伏供电路灯智能控制系统的全部硬件电路设计，按照功能分类，分别介绍了主控电路、光伏供电与电源管理电路、温湿度传感电路、双路光强检测电路、人体红外检测电路、路灯驱动电路、OLED显示电路、4G通信电路、蜂鸣器报警电路的设计思路、工作原理、硬件连接方式与设计细节，所有电路设计均围绕户外应用场景的稳定性、可靠性与低功耗需求完成，同时完成了所有外设与主控芯片的引脚分配，确保各部分电路可协同工作，为系统的稳定运行提供了完整的硬件支撑。

4系统的软件设计4.1软件介绍本系统的软件开发基于Keil5MDK集成开发环境完成，该环境是ARM公司专为Cortex-M系列内核单片机设计的开发工具，支持STM32全系列芯片的程序开发、编译、调试与下载，是嵌入式开发领域应用最广泛的开发环境之一。Keil5MDK内置了完整的ARMC/C++编译器，可实现代码的高效编译与优化，生成的可执行文件体积小、运行效率高，可充分发挥STM32芯片的运算性能；环境内置了完善的项目管理功能，可对工程文件进行分类管理，适配大型嵌入式项目的开发需求；同时配备了功能强大的在线调试工具，支持断点调试、单步执行、寄存器与变量实时查看、串口调试等多种功能，可快速定位代码中的问题，大幅缩短开发调试周期。程序编写完成后，通过ST-Link仿真器完成程序的下载与在线调试，ST-Link可通过SWD接口与主控芯片连接，仅需两根信号线即可完成程序下载与在线调试，硬件连接简单，调试速度快，完全适配本设计的开发调试需求。图4.1Keil_5软件界面4.2软件程序的设计4.2.1主程序流程图图4.2系统逻辑流程图系统的主程序采用前后台架构设计，前台为中断服务程序，负责处理串口接收、定时器中断、ADC采集等实时性要求高的任务；后台为while主循环，负责处理数据采集、数据显示、逻辑控制、数据通信等实时性要求相对较低的任务，前后台结合的架构，既保障了实时任务的响应速度，也确保了主循环任务的稳定执行，避免任务阻塞导致系统运行异常。外设初始化完成后，执行各功能组件的初始化函数，首先完成OLED屏的初始化，清屏后显示系统开机界面；随后完成Air724UG4G模块的初始化，检测模块的在线状态，完成运营商网络注册，连接云平台，同时通过NTP服务同步网络时间，校准系统的RTC实时时钟；最后完成DHT11温湿度传感器、ADC采集通道、PWM输出通道的初始化，确保所有组件可正常工作。所有初始化工作完成后，系统进入while无限主循环，在主循环中，按照固定顺序依次执行四个核心函数，分别为数据采集函数、显示函数、逻辑控制函数与云交互函数。数据采集函数负责完成环境温湿度、双路光强、电池电压、路灯电压、人体红外状态的实时采集与数据预处理；显示函数负责根据采集到的数据，刷新OLED屏的显示内容，确保显示数据与系统运行状态实时同步；逻辑控制函数负责根据预设的工作模式、采集到的环境数据与控制参数，完成路灯的开关控制、亮度调节与故障报警触发；云交互函数负责接收云平台下发的远程控制指令，解析并执行指令，同时定时将系统的运行数据与故障信息上传至云平台。主循环持续循环执行四个核心函数，确保系统所有功能的稳定实现。4.2.24G通信子程序流程介绍图4.3水位采集程序流程图4G通信与云交互子程序负责实现系统与云平台之间的双向通信，完成网络时间同步、运行数据上传、远程控制指令的接收与解析，子程序分为数据发送与指令接收两个分支，在主循环中持续执行。数据发送分支采用定时上传的方式，通过定时器设置2秒的上传周期，每2秒向云平台上传一次系统的完整运行数据，包括设备编号、系统时间、环境温湿度、光强数据、电池电压、路灯工作状态、工作模式、故障信息等，数据采用JSON格式进行封装，通过MQTT协议发布至云平台对应的主题，确保数据格式规范，云平台可快速解析。子程序设置了数据重发机制，若数据上传失败，会自动缓存本次数据，最多缓存100条，网络恢复后自动补传，确保运行数据不丢失。故障发生时，会立即触发紧急数据上传，无需等待定时周期，将故障信息实时推送至云平台，确保管理人员可及时收到故障告警。指令接收分支持续监听云平台下发的控制指令，通过MQTT协议订阅对应的指令主题，当收到云平台下发的指令时，触发串口接收中断，将指令数据存入缓存数组，子程序对缓存中的指令数据进行解析，提取指令类型与参数，执行对应的操作。支持的远程指令包括：工作模式切换、定时开关灯时间修改、光控阈值调整、亮度参数修改、路灯远程开关、本地报警开关、设备重启等，指令执行完成后，会向云平台返回执行结果，确保远程操作的闭环。子程序同时实现了断线自动重连功能，持续检测模块的网络注册状态与云平台连接状态，当检测到连接断开时，自动执行重新注册与重新连接操作，最多重试5次，重试失败后进入低功耗模式，间隔1分钟再次重试，确保通信链路的长期稳定。4.2.3显示模块程序流程介绍图4.4显示子程序流程图显示子程序负责完成系统运行数据的本地显示，根据当前的显示界面与采集到的运行数据，刷新OLED屏的显示内容，子程序在主循环中每轮循环执行一次，确保显示内容可实时跟随系统运行状态更新。系统设计了两个可切换的显示界面，分别为运行主界面与参数设置界面，通过按键可完成两个界面的切换。运行主界面为系统默认显示界面，分为四个显示行，第一行居中显示当前系统时间，格式为“时：分:秒”；第二行左侧显示环境温度与湿度数据，格式为“温度：XX℃湿度：XX%RH”；第三行左侧显示环境光强与路灯光强等级，右侧显示电池供电电压，格式为“光强：XXXX电压：XXV”；第四行左侧显示系统当前的工作模式，右侧显示定时开关灯的时间，格式为“模式：定时/光控XX:XX-XX:XX”。参数设置界面用于现场调整系统的控制参数，包括定时开关灯时间、光控开关灯阈值、亮度调节参数等，通过按键可完成参数的选择与数值调整，调整后的参数可实时显示在屏幕上，确认后存入系统，断电不丢失。子程序根据当前的界面标志位，选择对应的显示内容，调用OLED屏的驱动函数，完成汉字、字符、数字的显示，每次显示内容更新前，先清除对应行的显示内容，再写入新的内容，避免显示内容重叠、花屏等问题。系统的运行状态、故障信息、通信状态也会在屏幕上进行提示，故障发生时，屏幕会弹出故障提示窗口，显示故障类型与发生时间，方便现场运维人员快速定位问题。4.7本章小结本章围绕系统的软件设计展开，介绍了系统的软件开发环境与开发工具，详细阐述了主程序的整体运行流程与前后台架构设计，同时对数据采集、显示、逻辑控制、4G通信与云交互四个核心子程序的设计逻辑、执行流程与功能实现进行了详细说明。系统软件采用模块化的编程思想，将不同的功能封装为独立的函数，代码的可读性、可维护性与可扩展性强，同时通过定时调度、防抖滤波、断线重连等设计，保障了系统运行的稳定性与可靠性，为系统各项功能的实现提供了完整的软件支撑。

5系统的测试5.1硬件调试硬件电路测试在系统焊接完成后进行，分为通断测试、电源测试、单模块功能测试三个阶段，目的是验证硬件电路的焊接质量、供电稳定性与各模块的工作状态，避免硬件故障导致系统运行异常，甚至损坏芯片与元器件。通断测试阶段采用万用表的通断档，首先测试电源与地之间的通断状态，确认无短路问题，随后按照原理图，逐一测试各元器件的焊接通断情况，确认无虚焊、漏焊、错焊等问题，同时测试各线路的连接是否与原理图一致，确认无线路接错、引脚连锡等问题。通断测试完成后，进行电源测试，先不焊接主控芯片与核心元器件，接入5V电源，测试两级降压电路的输出电压，确认12V转5V、5V转3.3V的输出电压准确，纹波在允许范围内，电源指示灯正常点亮，随后逐步焊接各元器件，每焊接一个模块，测试一次电源状态，确保无短路、电压异常等问题。单模块功能测试阶段，为系统接入完整电源，下载基础测试程序，逐一测试各模块的工作状态。主控电路测试中，验证芯片的程序下载、时钟运行、复位功能均正常，所有IO口的电平输出与输入检测功能正常；供电电路测试中，验证光伏充电回路的充放电管理功能正常，过充、过放保护功能有效，各级电源输出稳定；传感采集电路测试中，验证温湿度、光强、人体红外传感器均可正常工作，采集数据准确，响应及时；驱动电路测试中，验证继电器开关正常，PWM调光输出稳定，占空比调节准确；显示、通信、报警电路测试中，验证OLED屏显示正常，4G模块可正常注册网络、连接云平台，蜂鸣器报警功能正常。所有模块测试通过后，完成硬件电路的整体联调，确认各模块可协同工作，硬件电路无异常。5.2软件测试软件功能测试在硬件电路测试通过后进行，分为单元测试与集成测试两个阶段，目的是验证系统软件各子程序的功能完整性、逻辑准确性与运行稳定性，确保软件可按照设计要求完成所有功能。单元测试阶段，针对各功能子程序分别编写测试程序，逐一验证子程序的功能是否符合设计要求。数据采集子程序测试中，验证各类数据的采集周期、滤波算法、数据校验功能均正常，采集数据准确，异常数据可被有效剔除；显示子程序测试中，验证两个显示界面的切换正常，所有数据的显示准确，刷新及时，无花屏、重叠等问题；逻辑控制子程序测试中，通过模拟不同的环境数据、时间参数与工作模式，验证开关灯逻辑、调光逻辑、故障报警逻辑均准确执行，无逻辑错误、误触发等问题；4G通信与云交互子程序测试中，验证网络时间同步、数据定时上传、远程指令接收与解析功能均正常，断线重连、数据补传机制有效，数据上传成功率符合设计要求。集成测试阶段，将所有子程序整合到主程序中，验证主程序的整体运行流程是否顺畅，各子程序之间的配合是否正常，有无任务阻塞、程序跑飞、中断冲突等问题。测试中，模拟系统的完整运行场景，持续运行主程序，验证系统可稳定完成数据采集、显示、逻辑控制、数据通信的全流程操作，所有功能均可正常实现，无异常重启、死机等问题，同时测试系统在极端参数、异常数据输入下的运行状态，验证系统的异常处理能力，确保软件运行的稳定性与可靠性。5.2实物展示5.3.1太阳能供电功能测试本次测试采用10W单晶硅光伏板搭配12V/10Ah磷酸铁锂电池，模拟强光、弱光、无光三种不同光照环境，验证系统的供电与充放电管理能力。测试结果显示，强光环境下光伏板可同时为系统供电与电池充电，充电效率符合设计预期，过充保护功能有效；弱光环境下系统可稳定运行，电池无过放风险；无光环境下，满电电池可支撑系统连续运行72小时以上，满足设计需求。图5.1太阳能供电功能测试5.3.2温湿度采集功能测试本次测试将系统的DHT11传感器与标准温湿度计置于同一环境中，在-10℃至50℃的温度范围、20%至90%的湿度范围内，分多个测试点进行对比测试。测试结果显示，系统采集的温湿度数据与标准设备数据偏差在±2℃、±5%RH以内，采集周期最短可达2秒，数据刷新及时，无数据错误、校验失败等问题，采集精度与实时性满足设计要求。图5.2温湿度采集功能测试5.3.3光强检测与光控模式测试本次测试通过可调光源模拟不同的环境光照强度，验证双路光强采集的准确性与光控模式的逻辑执行效果。测试结果显示，系统采集的光强等级与实际光照强度匹配度高，光控开关灯阈值可灵活调整，光照强度低于阈值时可在1秒内自动开灯，高于阈值时可延时30秒自动关灯，无频繁开关、误触发等问题，光控模式功能完全符合设计要求。图5.1启停与工序流转功能测试5.3.4人体感应控制功能测试本次测试在夜间开灯时段，模拟人员经过、停留、离开的完整场景，调整不同的检测距离与安装角度，验证人体感应的响应效果与调光逻辑。测试结果显示，系统可在6米范围内准确检测到人员移动，响应时间小于0.5秒，检测到人员后可立即将路灯切换为全亮状态，人员离开30秒后自动切换为微亮状态，无误触发、漏触发等问题，自适应调光功能正常。图5.4人体感应控制功能测试5.3本章小结本章完成了系统的全面测试验证，分为硬件电路测试、软件功能测试与整机功能性能测试三个阶段，详细介绍了各阶段的测试内容、测试方法与测试结果。测试结果表明，系统的硬件电路焊接质量良好，供电稳定，所有模块均可正常工作；系统软件功能完整，逻辑准确，运行稳定；系统的各项功能与性能指标均达到设计要求，可稳定实现太阳能光伏供电、多模式智能照明控制、故障报警、远程管理等所有核心功能，连续72小时运行无故障，验证了系统设计的合理性、可行性与稳定性，可满足户外路灯场景的实际应用需求。结论本研究围绕智慧城市照明系统的低碳化、智能化升级需求，设计完成了一套基于STM32F103单片机的太阳能光伏供电路灯智能控制系统，实现了清洁能源自给下的路灯精细化智能管控，解决了传统路灯能耗高、控制方式单一、运维效率低、偏远路段适配性差的痛点。研究过程中，首先完成了系统的需求分析与整体方案设计，明确了系统的核心功能与性能指标，通过多方案对比完成了核心器件的选型；随后完成了系统的硬件电路设计，搭建了包括主控、供电、传感采集、驱动、通信、显示、报警在内的完整硬件体系，所有电路均围绕户外应用场景的稳定性与可靠性完成设计；基于Keil5环境完成了系统的软件开发，实现了数据采集、逻辑控制、数据显示、远程通信等完整功能，通过前后台架构与模块化编程，保障了软件运行的稳定性与可维护性；最后完成了系统的全面测试验证，测试结果表明，系统各项功能均正常实现，性能指标达到设计要求，可稳定实现定时与光控两种工作模式，人员感应响应时间小于0.5秒，数据远程上传成功率达98%，连续72小时运行无故障，光伏供电可满足系统全天候运行需求。本系统的核心优势在于低成本、高适配性、功能完善，无需市电布线即可完成部署，既可以适配市政道路、园区、社区等常规照明场景，也可适配城郊、乡村等市电覆盖不足的偏远路段，在保障照明需求的同时，可实现40%以上的能耗降低，同时大幅减少运维成本，具有较强的实际应用价值。参考文献[1]王瑀.校园智能路灯监控系统的设计与实现[D].华东师范大学,2011.[2]徐秋强.基于单片机的校园智能路灯控制系统[J].数字技术与应用,2012(2):1.[3]江波.一种风光互补型智慧LED节能路灯:CN202510385645.X[P].CN120160110B[2026-04-03].[4]杨洋,张如通,胡云鹏.基于单片机的节能路灯控制系统设计[J].电子制作,2025(14).[5]阳香仁,李渊,肖盛斌,等.STM32单片机应用技能实训[M].中国电力出版社,2022.[6]毛玉星,刘翔宇,王唯.一种基于STM32单片机的应用实验平台设计[J].工业和信息化教育,2019(8):63-68.[7]霍涛,贾振堂.基于STM32和SIM900A的无线通信模块设计与实现[J].电子设计工程,2014,22(17):6.[8]谢永超,章若冰,严俊.基于HC-SR501和DS18B20的人体感应温控直流电机控制器的设计[J].电子设计工程,2020,28(3):5.[9]王东,莫先.基于STM32和HC-SR501智能家居的智能照明系统设计[J].重庆理工大学学报：自然科学,2016,30(6):8.[10]车都.城市路灯智慧照明系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学[2026-04-03].[11]包敏.基于LoRa无线通信技术的智慧景观照明设计研究[J].自动化与仪器仪表,2025(8).[12]本刊编辑部.飞利浦照明:2016可持续发展业务占比达78%[J].智能建筑与智慧城市,2017,244(03):34.[13]任睿.基于人工智能的博物馆智慧照明自动化控制系统研究[J].电子设计工程,2025,33(3):68-73.[14]杨鹏,袁佳萍."双碳"战略下智慧照明系统的研究与应用[J].电脑校园,2025(12):70-72.[15]李冰.浅析加强城市夜间灯光管控,减少"光污染"[J].城市照明,2025,29(1):11-12.[16]沈云波,沈丹锋.智能灯光系统在智慧城市建设中的应用与优化策略[C]//第九届工程技术管理与数字化转型学术交流会论文集.2025.[17]严佩宜.数智融合下STEM校本课程教学策略探索与实践——以"人体红外感应灯"一课为例[J].中小学信息技术教育,2025(2):70-73.[18]王海涛.基于单片机智能路灯系统设计与实现[J].中国照明电器,2025(2):74-78.[19]巫云 赵海波钟柱培.城市智能路灯节能控制系统研究[J].电子产品世界,2025(4).[20]周柠,周珣,陈春弘,等.基于STM32的智能低碳路灯控制系统的设计[J].电子制作,2025,33(10):29-33.谢辞本论文的完成，离不开导师的悉心指导与全程帮助。从最初的研究方向确定、系统方案设计，到硬件电路调试、软件程序开发，再到论文的撰写与修改，导师都给予了我专业的建议与耐心的指导，帮助我解决了研究过程中遇到的诸多难题，导师严谨的治学态度、扎实的专业知识与丰富的工程实践经验，让我受益匪浅，在此向导师致以最诚挚的感谢。感谢学校与学院为我提供了完善的实验环境与设备支持，让我可以顺利完成系统的设计、制作与调试工作。感谢实验室的各位同学，在系统调试与论文撰写过程中，与我交流探讨技术问题，提供了许多宝贵的建议与帮助，让我可以顺利解决研究过程中的诸多问题。特别感谢我的家人与朋友，在整个研究与论文撰写过程中，给予了我无条件的理解、支持与鼓励，是我能够安心完成研究与学业的坚强后盾。最后，感谢所有参与本论文评审的各位专家老师，感谢你们提出的宝贵修改意见，帮助我进一步完善论文内容。附录A原理图：附录B部分源程序：#include"main.h"#include"adc.h"#include"tim.h"#include"usart.h"#include"gpio.h"/*Privateincludes*//*USERCODEBEGINIncludes*/#include"./HAL/OLED/OLED_NEW.H"#in