CN203206532U - 一种基于msp430单片机的led路灯节能控制装置 - Google Patents

一种基于msp430单片机的led路灯节能控制装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，包括MSP430单片机模块和电源模块，以及与MSP430单片机模块相接的晶振电路模块、复位电路模块和3G通信模块，MSP430单片机模块的输入端接有键盘电路模块、时钟电路模块、GPS模块、红外微波双鉴探测器、声音传感器、光照度传感器和温度传感器，MSP430单片机模块的输出端接有液晶显示电路模块、声光报警器和固态继电器，固态继电器串联在LED路灯的供电回路中。本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且成本低，既保证了街道上的照明，保证了行人及车辆的安全，又降低了能耗，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置
技术领域
本实用新型涉及路灯节能控制技术领域，尤其是涉及一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置。
背景技术
路灯是城市照明工程的主要组成部分，在夜晚，路灯的照明起到非常重要的作用。但是路灯在起着重要作用的同时，也在消耗着大量的能源。在一个城市中，除了主干道外，还有很多次干道和小的路段，这些街道在夜晚的人流量和车流量都比较小。特别是一些郊区和比较偏僻的路段，在半夜1点钟以后，人流量和车流量一般非常少。但是即使没有人或车经过，这些路灯也是长期点亮的，这时电能就被白白浪费掉了。很多路段真正有效的照明时间只占到整个照明时间的20%－30%，也就是说大部分电能被浪费掉了。
如果有效照明时间是30%，那么一条街道浪费的电能就有17.52×0.7＝12万度。一个中等规模的城市这样的街道可能就有100个以上，一个大城市往往有数百个这样的街道，那么就是说一个城市每年在路灯上浪费的电能就有数百到数千万度以上。考虑到全国有数百个大型城市，中小规模的城市更多，总的浪费电能是非常巨大的。
目前路灯的主要节能技术有LED路灯、太阳能LED路灯等。LED照明是一种较新的技术，它具有效率高、使用寿命长等优点。一个LED路灯，如果要达到和普通的高压钠灯和高压水银灯那样的亮度，大约需要消耗的40W以上功耗，只有传统路灯的25%－40%。太阳能LED路灯，它在白天利用太阳能给蓄电池进行充电，晚上利用电池驱动LED照明。这种方式虽然不需要交流供电，但是它的缺点很多，存在着成本高、功率小（亮度低）、维护量大、电池寿命短、可靠性差等缺点。完全使用太阳能，会造成一些情况下路灯无法使用的问题。所以太阳能路灯目前并没有得到广泛应用。
而现有技术中的LED路灯和太阳能LED路灯，在夜间都是一直照明的，电能浪费情况依然存在，虽然有些城市采用隔灯亮灭的形式来节省电能，但这样也会造成路面的照度不均，也会造成安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其结构简单，设计合理，实现方便且成本低，既保证了街道上的照明，保证了行人及车辆的安全，又降低了能耗，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：包括MSP430单片机模块和为装置中各用电模块供电的电源模块，以及与所述MSP430单片机模块相接的晶振电路模块、复位电路模块和用于通过3G网络和Internet网络与监控中心计算机无线连接并通信的3G通信模块，所述MSP430单片机模块的输入端接有用于设置控制参数的键盘电路模块、用于为装置提供实时时钟信号的时钟电路模块、用于LED路灯定位的GPS模块、用于探测靠近LED路灯的行人与车辆的红外微波双鉴探测器、用于检测车辆喇叭声的声音传感器、用于检测LED路灯光照度的光照度传感器和用于检测LED路灯温度的温度传感器，所述MSP430单片机模块的输出端接有液晶显示电路模块、用于在LED路灯发生故障时发出声光报警信号的声光报警器和用于接通或断开LED路灯供电回路的固态继电器，所述固态继电器串联在所述LED路灯的供电回路中。
上述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述MSP430单片机模块为单片机MSP430F149。
上述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述时钟电路模块主要由芯片DS1302构成。
上述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述声音传感器为BR-ZS1模块。
上述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述温度传感器为芯片DS18B20。
上述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述液晶显示电路模块为128x96点阵式LCD液晶显示屏LM9033A。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型采用了模块化的设计，结构简单，设计合理，实现方便。
2、本实用新型由于采用了3G通信模块与监控中心计算机进行无线通信并通信，因此无需连接复杂的通信线路，而且一次安装好后能够长期使用，使用操作便捷。
3、本实用新型采用MSP430单片机模块作为主控制器对LED路灯进行节能控制，MSP430单片机模块的自身功耗低，因此节能效果好。
4、本实用新型实现了行人或车辆来时LED路灯自动打开，延时一定时间，车辆或行人离开时LED路灯自动关闭的效果，智能化程度高，且工作可靠性高，在能源日益紧张的今天，特别是很多城市存在电力不足的矛盾，这无疑是非常有意义的。
5、本实用新型既保证了街道上的照明，保证了行人及车辆的安全，又降低了能耗，满足社会低碳发展的需求。
6、本实用新型的实现成本低，实用性强，使用效果好，便于推广使用到各种需要安装LED路灯的场所中。
综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且成本低，既保证了街道上的照明，保证了行人及车辆的安全，又降低了能耗，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
附图标记说明:
1—MSP430单片机模块；    2—电源模块；   3—晶振电路模块；
4—复位电路模块；        5—3G网络；     6—Internet网络；
7—监控中心计算机；      8—3G通信模块； 9—键盘电路模块；
10—时钟电路模块；       11—GPS模块；
12—红外微波双鉴探测器； 13—声音传感器；
14—光照度传感器；       15—温度传感器；
16—液晶显示电路模块；   17—声光报警器；
18—固态继电器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括MSP430单片机模块1和为装置中各用电模块供电的电源模块2，以及与所述MSP430单片机模块1相接的晶振电路模块3、复位电路模块4和用于通过3G网络5和Internet网络6与监控中心计算机7无线连接并通信的3G通信模块8，所述MSP430单片机模块1的输入端接有用于设置控制参数的键盘电路模块9、用于为装置提供实时时钟信号的时钟电路模块10、用于LED路灯定位的GPS模块11、用于探测靠近LED路灯的行人与车辆的红外微波双鉴探测器12、用于检测车辆喇叭声的声音传感器13、用于检测LED路灯光照度的光照度传感器14和用于检测LED路灯温度的温度传感器15，所述MSP430单片机模块1的输出端接有液晶显示电路模块16、用于在LED路灯发生故障时发出声光报警信号的声光报警器17和用于接通或断开LED路灯供电回路的固态继电器18，所述固态继电器18串联在所述LED路灯的供电回路中。
本实施例中，所述MSP430单片机模块1为单片机MSP430F149。所述时钟电路模块10主要由芯片DS1302构成。所述声音传感器13为BR-ZS1模块。所述温度传感器15为芯片DS18B20。所述液晶显示电路模块16为128x96点阵式LCD液晶显示屏LM9033A。
本实用新型的工作原理及工作过程是：通过操作键盘电路模块9设置控制参数，包括LED路灯的光照度最低值、LED路灯的温度最高值和LED路灯点亮延时时间，MSP430单片机模块1对设置的控制参数进行存储并控制液晶显示电路模块16进行显示；当有行人或车辆在街道上行走并靠近LED路灯时，红外微波双鉴探测器12探测到行人或车辆到来的信号并输出高电平，MSP430单片机模块1检测到红外微波双鉴探测器12输出的高电平后，判断为有行人或车辆到来；到有车辆在街道上行走并靠近LED路灯时，如果司机按下车辆喇叭，声音传感器13检测到车辆喇叭声并将检测到的信号输出给MSP430单片机模块1，MSP430单片机模块1判断为有车辆到来并发出了喇叭声；当MSP430单片机模块1判断为有行人或车辆到来，或者有车辆到来并发出了喇叭声时，MSP430单片机模块1控制固态继电器18接通LED路灯的供电回路，LED路灯点亮，达到设定的LED路灯点亮延时时间（如3～10分钟）后，MSP430单片机模块1控制固态继电器18断开LED路灯的供电回路，LED路灯熄灭，这样就既保证了街道上的照明，保证了行人及车辆的安全，又降低了能耗。另外，GPS模块11对LED路灯进行定位并将定位信息输出给MSP430单片机模块1，MSP430单片机模块1将LED路灯的点亮时间和LED路灯的定位信息通过3G通信模块8发送出去，监控中心计算机7通过Internet网络6和3G网络5接收到通信模块8发送的LED路灯的点亮时间和LED路灯的定位信息并进行显示，供工作人员查看并了解该LED路灯所在街道上的行人及车辆通行情况。
以上工作过程中，光照度传感器14对LED路灯的光照度进行实时检测并将所检测到的信号输出给MSP430单片机模块1，温度传感器15对LED路灯的温度进行实时检测并将所检测到的信号输出给MSP430单片机模块1，MSP430单片机模块1将检测到的光照度值与设定的光照度最低值进行比较，并将检测到的温度值与设定的温度最高值进行比较，当检测到的光照度值小于设定的光照度最低值时，或检测到的温度值大于设定的温度最高值时，MSP430单片机模块1判断为LED路灯发生了故障，MSP430单片机模块1控制声光报警器17发出声光报警信号，同时，MSP430单片机模块1将报警信息通过3G通信模块8发送出去，监控中心计算机7通过Internet网络6和3G网络5接收到通信模块8发送的报警信息并进行显示，供工作人员查看并检修LED路灯。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：包括MSP430单片机模块（1）和为装置中各用电模块供电的电源模块（2），以及与所述MSP430单片机模块（1）相接的晶振电路模块（3）、复位电路模块（4）和用于通过3G网络（5）和Internet网络（6）与监控中心计算机（7）无线连接并通信的3G通信模块（8），所述MSP430单片机模块（1）的输入端接有用于设置控制参数的键盘电路模块（9）、用于为装置提供实时时钟信号的时钟电路模块（10）、用于LED路灯定位的GPS模块（11）、用于探测靠近LED路灯的行人与车辆的红外微波双鉴探测器（12）、用于检测车辆喇叭声的声音传感器（13）、用于检测LED路灯光照度的光照度传感器（14）和用于检测LED路灯温度的温度传感器（15），所述MSP430单片机模块（1）的输出端接有液晶显示电路模块（16）、用于在LED路灯发生故障时发出声光报警信号的声光报警器（17）和用于接通或断开LED路灯供电回路的固态继电器（18），所述固态继电器（18）串联在所述LED路灯的供电回路中。
2.按照权利要求1所述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述MSP430单片机模块（1）为单片机MSP430F149。
3.按照权利要求1所述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述时钟电路模块（10）主要由芯片DS1302构成。
4.按照权利要求1所述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述声音传感器（13）为BR-ZS1模块。
5.按照权利要求1所述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述温度传感器（15）为芯片DS18B20。
6.按照权利要求1所述的一种基于MSP430单片机的LED路灯节能控制装置，其特征在于：所述液晶显示电路模块（16）为128x96点阵式LCD液晶显示屏LM9033A。
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