一种基于单片机控制的智能路灯制造技术

本实用新型专利技术涉及路灯控制技术领域，公开了一种基于单片机控制的智能路灯。所述智能路灯包括单片机、时钟单元、卫星定位通信单元、ZigBee无线收发单元、光强感应电路单元、红外摄像头、第一电控开关、第二电控开关、路灯供电线缆和路灯，其中，所述红外摄像头和所述路灯分别对准同一照明区域。所述智能路灯具有自动化控制程度高、实时性强、节能效果好、结构简单、易于实现和成本低廉等优点，便于实际应用和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机控制的智能路灯
本技术涉及路灯设备领域，具体地，涉及一种基于单片机控制的智能路灯。
技术介绍
随着时代的不断进步，人们对生活环境质量的要求越来越高，用于道路照明的路灯已经成为城市建设的重要组成部分。传统路灯的开关控制通常采用定时控制或者人工控制，但是对于前者，由于没有考虑到节能的问题，当深夜道路上没有车辆时路灯仍然点亮，将浪费大量的电力资源，而对于后者，又会带来维护人员的不足和维护费用的大量增加等问题。此外，在遇见沙尘暴、暴雨或雾霾等特殊天气情况时则还会出现开灯不及时、光照不够等问题。前述两种控制方式都存在实时性差和能源消耗多等问题。
技术实现思路
针对前述现有两种路灯控制方式存在的实时性差和能源消耗多等问题，本技术提供了一种基于单片机控制的智能路灯。本技术采用的技术方案,提供了一种基于单片机控制的智能路灯，包括单片机、时钟单元、卫星定位通信单元、ZigBee无线收发单元、光强感应电路单元、红外摄像头、第一电控开关、第二电控开关、路灯供电线缆和路灯，其中，所述红外摄像头和所述路灯分别对准同一照明区域；所述光强感应电路单元包括光敏电阻、第一电阻、运算放大器和第二电阻，其中，所述光敏电阻布置在路灯杆的且不被所述路灯照射到的外表面上，所述光敏电阻的一端电连接第一直流电源，所述光敏电阻的另一端分别电连接所述第一电阻的一端和所述运算放大器的第一输入端，所述第一电阻的另一端接地，所述运算放大器的第二输入端电连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端分别电连接所述运算放大器的输出端和所述单片机的输入端；所述红外摄像头的供电输入端、所述第一电控开关和第二直流电源依次电性串联，所述路灯、第二电控开关和所述路灯供电线缆依次电性串联；所述单片机分别通信连接所述时钟单元、所述卫星定位通信单元、所述ZigBee无线收发单元和所述红外摄像头，所述单片机还分别通信连接所述第一电控开关和所述第二电控开关的受控端。优化的，在所述第二电控开关的两端还分别电性串联有第一浪涌保护器和第二浪涌保护器。优化的，在所述第一电阻的两端并联有第一电容。优化的，所述单片机采用型号为MSP430系列的单片机芯片。优化的，所述卫星定位通信单元采用型号为UM220-III的北斗/GPS双系统无线定位模块。综上，采用本技术所提供的基于单片机控制的智能路灯，具有如下有益效果：(1)通过配置光强感应电路单元，可以使智能路灯实时感知环境光线强度，并可在环境光线强度过低时及时进入准备照明工作模式，而在环境光线强度正常时，又恢复为不照明工作模式，实现两种工作模式的自动切换；(2)通过配置红外摄像头，还可以使处于准备照明工作模式的智能路灯，能够周期性地根据人体识别技术来判断在对应照明区域内是否存在人体活动的情况，并在判定存在人体活动时，及时导通路灯供电支路，以便点亮路灯，提供照明；(3)通过配置卫星定位通信模块和ZigBee无线收发单元，可以在判定存在人体活动时，无线唤醒邻近的且处于准备照明工作模式的智能路灯，使它们提前点亮，进一步满足人体行走所要的照明需求；(4)由于光敏电阻是布置在路灯杆的且不被所述路灯照射到的外表面上，可以起到防止积灰、方便雨水冲刷和避免光强判断自扰的效果，确保工作模式切换的准确性；(5)所述智能路灯还具有自动化程度高、实时性强、节能效果好、结构简单、易于实现和成本低廉等优点，便于实际应用和推广。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术提供的基于单片机控制的智能路灯的内部电路结构示意图。具体实施方式以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本技术提供的基于单片机控制的智能路灯。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。实施例一图1示出了本技术提供的基于单片机控制的智能路灯的内部电路结构示意图。本实施例提供的所述基于单片机控制的智能路灯，包括单片机、时钟单元、卫星定位通信单元、ZigBee无线收发单元、光强感应电路单元、红外摄像头、第一电控开关、第二电控开关、路灯供电线缆和路灯，其中，所述红外摄像头和所述路灯分别对准同一照明区域；所述光强感应电路单元包括光敏电阻RPT1、第一电阻R1、运算放大器U1和第二电阻R2，其中，所述光敏电阻RPT1布置在路灯杆的且不被所述路灯照射到的外表面上，所述光敏电阻RPT1的一端电连接第一直流电源VCC1，所述光敏电阻RPT1的另一端分别电连接所述第一电阻R1的一端和所述运算放大器U1的第一输入端IN+，所述第一电阻R1的另一端接地，所述运算放大器U1的第二输入端IN-电连接所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端分别电连接所述运算放大器U1的输出端OUT和所述单片机的输入端；所述红外摄像头的供电输入端、所述第一电控开关和第二直流电源VCC2依次电性串联，所述路灯、第二电控开关和所述路灯供电线缆依次电性串联；所述单片机分别通信连接所述时钟单元、所述卫星定位通信单元、所述ZigBee无线收发单元和所述红外摄像头，所述单片机还分别通信连接所述第一电控开关和所述第二电控开关的受控端。如图1所示，在所述智能路灯的内部电路结构中，由于所述光敏电阻会随着环境光线强度的减弱而导致电阻大幅度增加，如此假定所述运算放大器U1为理想的运算放大器，则所述运算放大器U1的输出端电平为：式中，AVD为运算放大器U1的增益，R1为第一电阻R1的阻值，RRPT1为光敏电阻RPT1的即时阻值。由此随着RRPT1值的增加(此时环境光线强度也必然减弱)，所述单片机的输入端电平会从低电平变换为高电平，从而可以使所述单片机能够实时感知环境光线强度，以便在环境光线强度过低时及时进入准备照明工作模式：即先闭合所述第一电控开关，启动所述红外摄像头，然后周期性地采集包含对应照明区域内容的红外图像，并对所述红外图像进行图像处理，根据现有人体识别技术来判断在对应照明区域内是否存在人体活动的情况，并在判定存在人体活动时，及时闭合第二电控开关，导通路灯供电支路，以便点亮路灯，提供照明；而在环境光线强度正常时，又恢复为不照明工作模式：即断开所述第一电控开关，停止人体活动判断，无论怎样都不提供照明。所述卫星定位通信模块用于与定位卫星通信，并获取路灯所处位置的地理信息和卫星授时信息，以便根据所述卫星授时信息校正本地RTC时间(Real-TimeClock，实时时钟)。所述ZigBee无线收发单元用于在判定存在人体活动时，向周围无线广播包含地理信息和发送本指令时间戳的亮灯指令，周围处于准备照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机控制的智能路灯，其特征在于，包括单片机、时钟单元、卫星定位通信单元、ZigBee无线收发单元、光强感应电路单元、红外摄像头、第一电控开关、第二电控开关、路灯供电线缆和路灯，其中，所述红外摄像头和所述路灯分别对准同一照明区域；所述光强感应电路单元包括光敏电阻(RPT1)、第一电阻(R1)、运算放大器(U1)和第二电阻(R2)，其中，所述光敏电阻(RPT1)布置在路灯杆的且不被所述路灯照射到的外表面上，所述光敏电阻(RPT1)的一端电连接第一直流电源(VCC1)，所述光敏电阻(RPT1)的另一端分别电连接所述第一电阻(R1)的一端和所述运算放大器(U1)的第一输入端(IN+)，所述第一电阻(R1)的另一端接地，所述运算放大器(U1)的第二输入端(IN‑)电连接所述第二电阻(R2)的一端，所述第二电阻(R2)的另一端分别电连接所述运算放大器(U1)的输出端(OUT)和所述单片机的输入端；所述红外摄像头的供电输入端、所述第一电控开关和第二直流电源(VCC2)依次电性串联，所述路灯、第二电控开关和所述路灯供电线缆依次电性串联；所述单片机分别通信连接所述时钟单元、所述卫星定位通信单元、所述ZigBee无线收发单元和所述红外摄像头，所述单片机还分别通信连接所述第一电控开关和所述第二电控开关的受控端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机控制的智能路灯，其特征在于，包括单片机、时钟单元、卫星定位通信单元、ZigBee无线收发单元、光强感应电路单元、红外摄像头、第一电控开关、第二电控开关、路灯供电线缆和路灯，其中，所述红外摄像头和所述路灯分别对准同一照明区域；所述光强感应电路单元包括光敏电阻(RPT1)、第一电阻(R1)、运算放大器(U1)和第二电阻(R2)，其中，所述光敏电阻(RPT1)布置在路灯杆的且不被所述路灯照射到的外表面上，所述光敏电阻(RPT1)的一端电连接第一直流电源(VCC1)，所述光敏电阻(RPT1)的另一端分别电连接所述第一电阻(R1)的一端和所述运算放大器(U1)的第一输入端(IN+)，所述第一电阻(R1)的另一端接地，所述运算放大器(U1)的第二输入端(IN-)电连接所述第二电阻(R2)的一端，所述第二电阻(R2)的另一端分别电连接所述运算放大器(U1)的输出端(OUT)和所述单片机的输入端；所述红...

【专利技术属性】
技术研发人员：王薿杨，
申请(专利权)人：王薿杨，
类型：新型
国别省市：四川,51