计算机毕业论文,毕业论文,毕业设计 毕业论文免费检测 知网论文检测

基于单片机的路灯控制系统

时间:2011-03-11 20:18来源: 骆驼毕业论文网 作者:admin
 随着城市路灯规模的增加,靠人工对路灯的控制、维护及工作状态的监测,在控制、检测的实时性等方面的矛盾日益突出。对路灯实现智能化和节能控制,对于解决人工控制存在的问题是非常有利的,同时对于节约电能和美化城市夜景也是非常重要的。随着现代科

QQ交谈计算机毕业设计,毕业设计,毕业论文,计算机毕业论文

l     

随着城市路灯规模的增加,靠人工对路灯的控制、维护及工作状态的监测,在控制、检测的实时性等方面的矛盾日益突出。对路灯实现智能化和节能控制,对于解决人工控制存在的问题是非常有利的,同时对于节约电能和美化城市夜景也是非常重要的。随着现代科学技术的进步和国家对节能要求的不断提高,开发许多新的路灯节能控制系统,为建设节约型社会主义社会具有广泛的实际意义。

本课题设计的主要内容是:(1)利用传感器对太阳光光照强度进行参数采集,并将其做为输入电信号,送传输到单片机中作为控制路灯开启的依据。(2)设计单片机控制电路、传输电路等装置,使路灯开启达到自动控制的目的。系统主要由硬件和软件组成。系统的硬件电路设计:路灯控制系统的硬件部分由控制器和键盘、显示单元组成。键盘主要是实现人机对话的工作,实现操作人员对路灯的设定控制。由数码管组成的显示单元实现对光强度信号采集数据的显示,实现对控制系统的更好更节能的控制。系统软件:路灯控制系统软件分成数据采集模块、数据处理模块和LED显示。

路灯是我国经济发展和国家建设中必需的用电设备,它在我国的整体用电量中所占比例巨大,如果通过节能装置对其进行有效控制,就能够降低电力损耗,达到节约能源,降低生产安装成本,有助于我国经济的快速发展。

基于单片机的路灯控制系统将在我国的未来城市发展中发挥更加广泛的作用。

课题概述

 

1.1.1        课题的题目

 

课题的题目::基于单片机的路灯控制系统

 

1.1.2        课题的研究背景

 

   随着社会的发展,能源问题己经成为全球最为关注的问题之一,能源危机己经成为全人类所面临的主要危机,特别是我国的电力能源近年来显得十分吃紧,电力紧张阻碍着我们的日常生产、生活,甚至严重影响到我国经济的发展与社会文明的进步。

    而在我国的整体用电中,照明用电又占有很大的比例。城市路灯是现代城市建设中重要的组成部分,它服务于交通安全和人们的生产、生话,美化了城市容貌,为创造良好的投资环境起着举足轻重的作用。随着我国经济的快速发展,照明路灯的数量越来越多,其用电量占城市的总用量的比例也在不断增加。据统计显示,我国在路灯照明方面每年消耗超过 1000亿元的电费,其发展速度十分惊人。在城市亮化、美化大潮的趋势下,城市景观照明耗电也吞噬着我们的电力资源。而发电企业投资和建设需要一个较长的周期,快速的经济发展需要更多更充足的电力供应和消耗,电力的供求之间矛盾重重。电力供应缺口很难在短期内得以缓解,发展与节约并重,己经成为经济建设的必然选择。此时,灯光照明行业节电也成为了我们的必然选择。

目前,路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简便等优点,被广泛使用,但同时也存在着诸如:功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。

我国大部分城市路灯都采用“全夜灯”的方式进行照明,普遍存在的问题有两点:一方面,后半夜行人稀少,采用全夜灯的方式浪费太大,因此,有的地方采取前半夜全亮,后半夜全灭的“半夜灯”照明方式;有的地方在后半夜采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的节电措施,此种方式虽然节约了电费支出,却带来了社会治安和交通安全问题,不利于城市形象。

另一方面,在后半夜因行人稀少,而应该降低路灯的照度,以避免光源污染,影响居民的晚间休息。但是,由于后半夜是用电低谷期,电力系统电压升高,路灯反而比白天更亮了。这不仅造成能源浪费,还大大影响了设备和灯具的使用寿命。目前,路灯照明广泛使用高压钠灯,其设计寿命在12000小时以上,在正常情况下至少可用3年,但是由于超压使用,现在路灯灯泡的实际寿命只有1年左右,有的甚至只有几个月,造成维护和材料的浪费极大。较高的电压不仅不能让负载设备更有效地工作,而且会引起发热及过早损坏,还会产生不必要的电费开支。基于以上原因,很有必要适当降低用电设备的电压。

此外,在电力供电输送过程中,为了避免送电过程中供电线路的损耗,要以较高的电压传送以确保用电设备达到额定电压。因此,路灯系统实际的承受电压通常会高于本身的额定电压。在电网电压高于设备额定电压时,电源向设备供应的电能完全消耗在设备上。设备所需要的能量只是电源供应的电能量一部分,另一部分则以发热等形式消耗掉了,这部分不仅造成浪费,也减损了设备的使用寿命。一般情况下,电网电压高于设备额定电压,如果不装路灯节电器,则电源向设备供应的电能完全消耗在设备上。设备真正发挥作用的能量只有有效电能,另一部分无效电能则以发热等形式消耗掉,以发热等形式消耗的能量减损设备寿命,同时浪费用户金钱。

随着城市市政建设的发展,传统的路灯控制与维护手段己远远不能适应城市现代化发展的速度。城市市政建设日新月异,宽阔的街道,各种各样的路灯给城市带来了光明的同时也增添了城市的夜间魅力。但是由于道路,路灯众多,传统的人工管理模式已经和快速,现代化的城市建设不相适应。现代计算机集控技术的发展给城市市政管理带来了福音。城市路灯控制系统是现代计算机技术运用于城市市政建设中有效且必然的产物,实现了城市路灯系统的计算机集中控制、监测与管理。操控人员只需通过计算机即可了解整个系统路灯的工作状态,并可通过单片机实现人工或自动控制所有路灯的开关。即便是在全无人过问的情况下,系统也将严谨有序的工作。在各种管理自动化的大潮下,加上我国各个城市的大规模城建,基于单片机的路灯控制系统必然有着广阔的市场空间!不过,由于原系统当时技术含量不太高,并且有些功能还不具备,特别的还没有实现应有的信息管理功能,因此高性能的路灯控制系统就可提上了日程。

 

1.1.3        课题研究的目的及意义

 

 路灯照明建设不仅仅存在电能消耗过度的问题,路灯直接全压起动时所产生的大电流及冲击力也会对路灯、电网及电网中的其它设备都会造成影响,因此,路灯的节能、环保控制技术己成为热门的研究课题。

路灯是我国经济发展和国家建设中必需的用电设备,它在我国的整体用电量中所占比例巨大,如果通过基于单片机的路灯控制系统装置对其进行有效控制,就能够降低电力损耗,达到节约能源,降低生产安装成本,有助于我国经济的快速发展。

本文研究的路灯控制系统是基于单片机的控制系统,通过光敏传感器件采集光照数据,并将其做为电信号,传输到单片机中作为控制路灯开启的依据。设计单片机控制电路、传输电路等装置,使路灯开启达到自动控制的目的。控制路灯从而改变了路灯在不同时段的耗电量,改善了功率因素,达到了节约电能的目的。

 

1.2  课题的国内外研究现状

 

1.2.1  国外研究现状

 

近年来,国际节电研究界提出了一种叫“在保证照明效果一下点着灯节电”的新概念,这样的概念才是科学的,合理的,这是发达国家道路照明系统的重要设计思想。

     20年来,美国和日本照明节能集中在使用紧凑型荧光灯(CFL)和荧光灯采用镇流器两个方面,两个国家中用新技术替换老产品的过程有点不同:2001年美国销售的镇流器中电子的占53%,而日本只有36%。而两个国家在销售CFL灯占白炽灯的比例中,美国只占3%,日本占了15%。两个国家的国家、省和地方都在立法,鼓励和普及活动这三方面做文章,旨在推动节能产品的广泛使用。

     一个国家的民众、经济和能源情况均有所区别,所以在节能的措施上也有所差异。电费的高低是决定能效因素的首要考虑内容。日本电费在发达国家中最贵,约美国的2.5倍,因此,在日本推进节能工作既早又容易,只要提供相应产品的信息就可以使他们购置节能产品,当然像税收上的一些鼓励政策也会起点作用,但远没有电费价格的驱动力。倘若有些消费者在推进采用节能产品时不那么积极的话,那么使用立法和宣传活动就能鼓励消费者购买节能产品,这就取决于采用的方式方法了。总之电费是起到推动该国家节能产品使用的有力杠杆。

    国外路灯控制系统技术的发展具有以下特点:

    (1)大力推动绿色照明,在光源的材料,使用规范上加以有效管理,出台

了一系列的标准和管理要求,将照明节能推广到全民范围;

(2)不断提高功率器件性能要求,主要体现在镇流装置上技术提高。通过

对镇流器技术改进来提高照明设备的功率因素。

(3)积极推广节能奖励政策,鼓励民众节能,节电,建立了完善有效的奖

励机制。

 

1.2.2 国内研究现状

 

随着全国逐步进入小康社会和城市化建设的发展,中小城镇将越来越多。路灯控制和管理将是一个普遍问题。由于中小城镇街道数量较少,一般只有数十条街道,路灯的控制和管理问题比较简单。但是,当前路灯的控制和管理还存在有待改进和提高的地方。目前,大多数城市道路、街道路灯控制,是在每条街道的路灯控制点设一个开关,进行人工控制。这种方法浪费人力、操作繁琐且每天早晚路灯开闭时间不准,人为因素影响太大。

有的城镇设置光电控制电路,利用控制器件光电阻的变化,控制路灯在晚上天黑之后自动点亮、早上天亮之后自动关闭。这种方法存在可靠性较低、易受干扰、后半夜路灯照明太亮和浪费电能等问题。

单片机产品种类繁多、性能多样,可根据具体使用要求选用。基于单片机的路灯控制系统使用大规模集成电路,功耗极微,可用电池供电。单片机一般均可进行编程,编程设置十分方便。可以在每条街道路灯的控制点安装一个单片机的路灯控系统,对该条街道的路灯进行控制。根据需要,街道路灯可连接为多组。若连接为多组,则可以分别进行控制。

 

1.3 论文的主要研究内容

 

本文结合国内外研究成果,比较几种常用的路灯控制方法。讨论了基于单片机的路灯控制系统。详细描述了基于单片机的路灯控制系统的硬件结构、电路设计,并通过系统软件运行,最后对系统进行调试,并对调试结果进行分析。

论文研究的主要内容:

1)基于单片机的路灯控制系统结构设计;

2)路灯控制系统的硬件设计;

3)路灯控制系统的软件设计;

4)路灯控制系统的调试。

 

本文内容只是论文部分简介,如需了解更多详情请咨询本站客服! QQ交谈计算机毕业设计,毕业设计,工程硕士论文,计算机毕业论文
毕业论文搜集整理:毕业论文网 计算机毕业设计 计算机毕业论文 毕业设计


顶一下
(1)
50%
踩一下
(1)
50%
------分隔线----------------------------
计算机毕业设计
计算机毕业论文
论文发表