CN203015198U - 基于单片机的智能路灯节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于单片机的智能路灯节能控制系统，包括串口连接的上位机和下位机，所述的上位机包括单片机U1，以及连接在单片机U1上的显示器、键盘和时钟芯片，所述的下位机包括单片机U2，以及分别连接在单片机U2上的传感器模块和输出模块，所述的传感器模块包括分别与单片机U2相连接的光学传感器和噪声传感器，所述的输出模块包括分别于单片机U2相连接的智能电抗器和电流过流保护电路，在智能电抗器上还连接有过零检测电路和路灯。本实用新型具有软启动功能，还能够对系统中的电压进行检测，将电压控制在额定电压内，对路灯进行保护，并且本实用新型还可以根据路面的状况对路灯的工作状态进行控制，极大地节约了电能。

Description

基于单片机的智能路灯节能控制系统

技术领域

本实用新型涉及照明控制系统，具体的说，是基于单片机的智能路灯节能控制系统。 

背景技术

近年来，随着经济的发展和汽车的逐渐普及，城市道路照明的重要性同益增大。研究表明，良好的道路照明可减少约30％的夜间交通事故。所以，保证道路照明设备的有效性与安全性，得到了越来越多的重视。此外，城市亮化工程也是城市现代化建设的重要内容，为营造优美舒适的投资环境，提升城市形象，我国城市照明工程发展迅猛，从而大大增加了城市的用电量，导致政府承担巨额的财政支出，同时也加剧了我国日趋紧张的能源供需矛盾。目前，我国大部分城市的路灯都采用“全夜灯恒照度"的方式进行照明，控制方式仍然是简单的光控、时控等传统方式，这类照明方式普遍存在以下几个不足：第一，系统难以反馈路灯运行状态信息、不能进行远程控制，只能采用传统的人工巡检。不仅增加了路灯管理部门的工作量，也增加了运行维护的费用。第二，采用“全夜灯恒照度"的方式浪费太大。后半夜车流量较小，但路灯依然保持前半夜车流量较大时的照度，浪费了大量能源，不利于环保。第三，后半夜行人稀少，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，路灯反而比白天时更亮，不仅造成能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于单片机的智能路灯节能系统，能够根据街道上的照度和噪音来判断是否需要开灯，并具有软启动功能。 

本实用新型通过下述技术方案实现：基于单片机的智能路灯节能控制系统，包括串口连接的上位机和下位机，所述的上位机包括单片机U1，以及连接在单片机U1上的显示器、键盘和时钟芯片，所述的下位机包括单片机U2，以及分别连接在单片机U2上的传感器模块和输出模块，所述的传感器模块包括分别与单片机U2相连接的光学传感器和噪声传感器，所述的输出模块包括分别与单片机U2相连接的智能电抗器和电流过流保护电路，在智能电抗器上还连接有过零检测电路和电灯。过零检测电路可对系统中的电压进行实时监测，防止超过额定电压。智能电抗器用以实现路灯的软启动，防止路灯因冲击电流而受到损伤，延长了路灯的寿命。所述的单片机U1为LP938单片机，所述的单片机U2为89S52单片机。 

还包括三相市电电源，过零检测电路和路灯分别与三相市电电源相连，所述的三相市电电源还设有一条旁路与智能电抗器相连接。三相市电电源为城市乡镇常用的电源。 

所述的过零检测电路由两个反向并联的光电耦合器组成 

所述的智能电抗器包括依次相连的电抗变换器和功率变换器，功率变换器一端与单片机U2相连接，电抗变换器包括一次绕组和二次绕组，二次绕组与功率变换器相连接，电抗变换器的一次绕组一端与路灯相连接。智能电抗器对传统的电抗变换器进行了改进，功能更为智能化。

所述的功率变换器包括依次相连的信号控制器和触发控制器，信号控制器一端与单片机U2相连接。信号控制器能够将信号识别，灵敏度较强，能够及时灵活地控制触发器。所述的触发器为KJ004触发器。 

所述的光学传感器为光敏二极管，所述的噪声传感器为声敏电阻，所述的光敏二极管和声敏电阻分别通过数模转换器与单片机U2相连接。光敏二极管和声敏电阻都是结构简单、敏感型强的器件，且价格低廉，节约了系统的制造成本。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： 

（1）本实用新型设有智能电抗器，具有软启动功能，能够让路灯逐渐进入工作状态，防止路灯受到冲击电流的影响而受到损伤，延长了路灯的实用寿命。

（2）本实用新型设有过零检测电路，能够对系统中的电压进行检测，将电压控制在额定电压内，对路灯进行保护。 

（3）本实用新型利用光学传感器和噪声传感器对路面进行检测，根据路面的状况对路灯的工作状态进行控制，极大地节约了电能。 

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。 

图2为过零检测电路的电路图。 

图3为智能电抗变换器的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。 

实施例： 

本实用新型结构如图1所示，基于单片机的智能路灯节能控制系统，包括串口连接的上位机和下位机，所述的上位机包括单片机U1，以及连接在单片机U1上的显示器、键盘和时钟芯片，所述的下位机包括单片机U2，以及分别连接在单片机U2上的传感器模块和输出模块，所述的传感器模块包括分别独立工作的光学传感器和噪声传感器，所述的输出模块包括分别与单片机U2相连接的智能电抗器和电流过流保护电路，在智能电抗器上还连接有过零检测电路和电灯。所述的过零检测电路如图2所示，由反向并联的光电耦合器组成。智能电抗变换器在传统的电抗变换器的结构上进行了改进，如图3所示，包括电抗变换器和与电抗变换器的二次绕组相连接的功率变换器，功率变换器一端与单片机U2相连接，电抗变换器的一次绕组一端与路灯相连接。

在系统开启后，工作人员可利用上位机与系统进行人机交互，对系统进行检测、设置和控制。下位机上的传感器模块对街道上的光照和噪声进行检测。光敏二极管对光线进行识别，声敏电阻对街道上的声音进行识别，当有行人或车辆通过时，声敏电阻则接受到信号，并将其转化为电信号。单片机接收到街道上的光照信号和噪音信号后，进行分析判断。别当光照足够强时，则保持关灯状态。当光照强度不够时，若街道上没有行人或车辆通过，则路灯保持关灯状态，若有行人或车辆通过时，则单片机发出信号，给智能电抗器，智能电抗器控制路灯开启，此开启过程为软启动，即路灯逐渐明亮，避免了冲击电流对路灯造成伤害，延长了路灯的使用寿命。 

在系统工作过程中，过零检测电路对电源电压进行检测，防止电压过高，对路灯造成伤害，于此同时，电流过流保护电路也在对系统中的电流进行检测和控制。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。 

Claims (6)

1.基于单片机的智能路灯节能控制系统，包括串口连接的上位机和下位机，所述的上位机包括单片机U1，以及连接在单片机U1上的显示器、键盘和时钟芯片，所述的下位机包括单片机U2，以及分别连接在单片机U2上的传感器模块和输出模块，其特征在于：所述的传感器模块包括分别与单片机U2相连接的光学传感器和噪声传感器，所述的输出模块包括分别与单片机U2相连接的智能电抗器和电流过流保护电路，在智能电抗器上还连接有过零检测电路和路灯。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的智能路灯节能控制系统，其特征在于：还包括三相市电电源，过零检测电路和路灯还分别与三相市电电源相连，所述的三相市电电源还设有一条旁路与智能电抗器相连接。

3.根据权利要求2所述的基于单片机的智能路灯节能控制系统，其特征在于：所述的过零检测电路由两个反向并联的光电耦合器组成。

4.根据权利要求1所述的基于单片机的智能路灯节能控制系统，其特征在于：所述的智能电抗器包括依次相连的电抗变换器和功率变换器，功率变换器一端与单片机U2相连接，电抗变换器包括一次绕组和二次绕组，二次绕组与功率变换器相连接，电抗变换器的一次绕组一端与路灯相连接。

5.根据权利要求4所述的基于单片机的智能路灯节能控制系统，其特征在于：所述的功率变换器包括依次相连的信号控制器和触发控制器，信号控制器一端与单片机U2相连接。

6.根据权利要求1所述的基于单片机的智能路灯节能控制系统，其特征在于：所述的光学传感器为光敏二极管，所述的噪声传感器为声敏电阻，所述的光敏二极管和声敏电阻分别通过数模转换器与单片机U2相连接。

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