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一种基于单片机的路灯照明控制系统技术方案

技术编号:13508878 阅读:70 留言:0更新日期:2016-08-10 20:33
本发明专利技术公开了一种基于单片机的路灯照明控制系统及方法,包括光敏传感器、红外传感器、单片机;所述光敏传感器用于检测环境光的强度;所述红外传感器用于检测有无行人;所述单片机一方面根据光敏传感器检测的光强信息控制路灯的开闭,另一方面结合定时器和计数器记录一个周期内的行人数量,并根据行人数量控制路灯的照明亮度。进一步,在单片机与路灯之间设置步进电机,步进电机一端通过驱动电路与单片机相连,另一端依次通过联轴器、旋转轴与路灯相连;所述单片机通过驱动电路控制步进电机转动实现灯头向上翻转。本发明专利技术根据人流量大小选择性开启照明路灯中的灯珠组,达到节约能源的目的,避免LED灯的频繁开断;并且能够给人以安详,和谐的气氛。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了,包括光敏传感器、红外传感器、单片机;所述光敏传感器用于检测环境光的强度;所述红外传感器用于检测有无行人;所述单片机一方面根据光敏传感器检测的光强信息控制路灯的开闭,另一方面结合定时器和计数器记录一个周期内的行人数量,并根据行人数量控制路灯的照明亮度。进一步,在单片机与路灯之间设置步进电机,步进电机一端通过驱动电路与单片机相连,另一端依次通过联轴器、旋转轴与路灯相连;所述单片机通过驱动电路控制步进电机转动实现灯头向上翻转。本专利技术根据人流量大小选择性开启照明路灯中的灯珠组,达到节约能源的目的,避免LED灯的频繁开断;并且能够给人以安详,和谐的气氛。【专利说明】
本专利技术属于路灯智慧照明
,具体涉及一种基于单片机的路灯照明控制。
技术介绍
目前,城市公共照明在人们生活中的占比不小,人们在生活提高了的同时,不仅仅满足于温饱,还追求更高质量的生活品质。夜晚的照明增加了人们在夜晚出行的概率,公共照明已经不仅仅只局限于它的功能照明,部分还担起了美化城市的任务。所以在当前,公共照明不仅需要足够亮度的功能照明,也需要人性化的设计。深夜鲜有人出行,如果继续保持高亮度的照明,尤其是靠近居民楼的区域保持高亮度的照明,会影响居民的休息。因此,靠近居民楼的路灯,如果能保持一种适当柔和的亮度照明,居民也能得到比较安稳的夜间生活。另一方面,在夜间时间段内,公共照明设施在无人时也会保持着在人流量大的时候的亮度,这样不仅浪费了电能,也会形成光污染。如果是靠近居民楼的照明灯在深夜时分还保持着高亮度,还会对居民的睡眠质量产生影响。这样的系统设计不仅浪费了能源,加剧了供电紧张,也影响了居民的夜间生活。根据周志敏、纪爱华编著的《LED照明与工程设计》上的描述,直接照明:光源的全部或90%以上的光直接投射到被照物体上,亮度高,给人以明亮,紧凑的感觉,设计容易,使用方便,但容易产生眩光以及配光的均匀度差。间接照明:光源间接照到被照物体上,光量少,光线柔和,无眩光和明显阴影,可形成安详,平和的气氛。目前,国内外对智慧照明的这个课题的研究也非常多,采用的方式多样,有隔一亮一,有采用PWM调光,有车来灯亮,车走灯灭等等方式。尽管这些方式有各自的优点,但是,亮一隔一这种方式容易在道路上产生一段路亮一段路暗的情况,不利于行车安全。车来灯亮,车走灯灭的方式,为了行车安全,对行车间距,行车速度的控制要求比较高。PWM调光,即脉冲宽度调光,不断的使LED灯处于一种高频的开断中,开启时间的占空比不同来进行调光,如果频率不够高,则会产生频闪。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提出了一种基于单片机的照明控制系统及方法,在周围光强较暗时才开启路灯,然后根据人流量的大小,利用单片机对照明路灯进行实时调控,达到节约能源、和谐环境的目的。实现本专利技术的技术方案如下:—种基于单片机的路灯照明控制系统,包括光敏传感器、红外传感器、单片机;所述光敏传感器用于检测环境光的强度;所述红外传感器用于检测有无行人;所述单片机一方面根据光敏传感器检测的光强信息控制路灯的开闭,另一方面结合定时器和计数器记录一个周期内的行人数量,并根据行人数量控制路灯的照明亮度。进一步地,还包括路灯灯头旋转装置,所述灯头旋转装置位于灯头顶端的筒状灯架内部,包括步进电机、联轴器、旋转轴;所述步进电机通过第三螺钉固定在灯架上,所述步进电机的伸出轴与位于灯架内部的所述联轴器的一端通过键连接,所述联轴器的另一端与所述旋转轴通过键连接,所述旋转轴与所述灯架外部的灯头用第一螺钉连接;所述的联轴器由两个半联轴器合在一起组成的,两个半联轴器通过第二螺钉连接;所述旋转轴与所述灯架的末端之间设有端盖,所述端盖与所述灯架之间过盈配合,所述旋转轴与所述端盖之间设有深沟球轴承,所述旋转轴与所述深沟球轴承之间过盈配合,所述深沟球轴承与所述端盖之间过盈配合;所述旋转轴靠近灯头的一端套有轴承端盖,并且轴承端盖与所述端盖的外侧用螺钉固定连接;所述单片机通过驱动电路控制步进电机转动,步进电机转动带动灯头向上翻转。进一步地,所述单片机采用AT89C51;所述红外传感器采用LHI878型号,所述红外传感器的输出信号经放大滤波电路处理后送给单片机的INTl端;所述光敏传感器采用SPlKL的光敏二极管,连接单片机的Pl.7端口;所述定时器采用DS12887时钟芯片,用于实时计时并输出定时中断给单片机的INTO端;所述驱动电路采用ULN2003,连接单片机的Pl.0和Pl.1端口;所述步进电机采用85H2P8042A4;进一步地,所述路灯包括若干个LED灯珠。进一步地,所述LED灯珠的数量为28个,布置为均匀平行的4排,第一排和第四排设置为第一组灯珠,第二排设置为第二组灯珠,第三排设置为第三组灯珠。进一步地,所述路灯的灯罩采用PVC。进一步地,所述红外传感器安装在灯杆距离地面1.2米处,所述照明控制系统安装在灯杆距离地面1.2米处的电器门内。基于上述控制系统,本专利技术还提出了一种基于单片机的路灯照明控制方法,包括如下步骤:步骤1:初始化单片机,利用光敏传感器检测外界光强信息,如果外界光线较暗需要开启路灯照明时,进入步骤2;步骤2:开启三组LED路灯,进入步骤3 ;步骤3:开启定时器,进入步骤4;步骤4:判断红外传感器是否检测到行人,如果检测到行人,计数器加I,进入步骤5,否则,直接进入步骤5;步骤5:判断定时器定时周期T是否结束,如果结束,进入步骤6;如果未结束,返回步骤4;步骤6:判断计数器中的行人计数值位于哪个流量段,若是小流量,则进入步骤7,若是中流量,则进入步骤8,若是大流量,则进入步骤9;步骤7:只开启第一组LED路灯,另外2组LED灯关闭,进入步骤10;步骤8:开启第一组和第二组LED路灯,第三组LED灯关闭,进入步骤10;步骤9:开启三组LED路灯,进入步骤10;步骤10:定时器定时结束,返回步骤3。进一步,所述步骤I还包括:设定行人数量限定值L,在行人数量少于L时,单片机控制步进电机转动180度实现灯头向上翻转180度。本专利技术的有益效果:本专利技术从人性化的角度考虑,一方面根据人流量大小选择性开启照明路灯中的灯珠组,达到节约能源的目的,避免LED灯的频繁开断;另一方面能够在深夜中人流量较小时由直接照明变为间接照明,光线变的柔和,无眩光,给人以安详,和谐的气氛。【附图说明】图1是本专利技术照明控制系统的原理框图;图2步进电机与路灯的连接结构示意图;图3是LED路灯的灯珠排列方式;图4是系统电路图;图5是控制系统的安装位置示意图;图6是本专利技术控制系统的工作原理流程图。其中:1-步进电机;2-联轴器;3-键;4-灯架;5-旋转轴;6_深沟球轴承;7_轴承端盖;8-灯头;9-第一螺钉;I O-端盖,11_第—■螺钉,12-第二螺钉。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示,本专利技术路灯照明控制系统包括光敏传感器、红外传感器、单片机、定时器、以及灯头旋转装置。所述光敏传感器用于检测环境光的强度,根据光强选择路灯的开启还是关闭;所述红外传感器用于检测有无行人,有行人时向单片机输入中断信号,每个行人对应一次中断;所述单片机一方面根据光敏传感器检测的光强信息控制路灯的开闭,另一方面结合定本文档来自技高网
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一种基于单片机的路灯照明控制系统

【技术保护点】
一种基于单片机的路灯照明控制系统,其特征在于,包括光敏传感器、红外传感器、单片机;所述光敏传感器用于检测环境光的强度;所述红外传感器用于检测有无行人;所述单片机一方面根据光敏传感器检测的光强信息控制路灯的开闭,另一方面结合定时器和计数器记录一个周期内的行人数量,并根据行人数量控制路灯的照明亮度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王权王雯王颖峰柳国民李子龙
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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