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隨著經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展,，我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，城鎮(zhèn)照明,、夜景照明作為城鎮(zhèn)建設(shè)的重要組成部分,，直接關(guān)系到人民群眾的生產(chǎn)生活和城鎮(zhèn)形象。城鎮(zhèn)路燈的使用數(shù)量大幅增加,，但是,，當(dāng)我...

　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期,，城鎮(zhèn)照明,、夜景照明作為城鎮(zhèn)建設(shè)的重要組成部分，直接關(guān)系到人民群眾的生產(chǎn)生活和城鎮(zhèn)形象,。城鎮(zhèn)路燈的使用數(shù)量大幅增加,，但是，當(dāng)我們把重點(diǎn)放在路燈照明美化城鎮(zhèn)的時(shí)候,，卻忽略了現(xiàn)有路燈在實(shí)際中存在的嚴(yán)重浪費(fèi)電能的缺陷,。這里從實(shí)際情況出發(fā)，充分考慮時(shí)間和路段人流量情況,，設(shè)計(jì)出智能型 LED 路燈控制器,，實(shí)現(xiàn)分時(shí)段對(duì)路燈亮度自由調(diào)節(jié)，真正做到從細(xì)節(jié)杜絕浪費(fèi),，節(jié)約能源,，保護(hù)環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排"的中國(guó)夢(mèng)做努力,。

　　研究意義

　　建國(guó)以來(lái),，我國(guó)的路燈經(jīng)歷了人工控制、時(shí)控方式,、光控方式三個(gè)階段,，到現(xiàn)在已經(jīng)*實(shí)現(xiàn)了路燈的智能控制。智能路燈已經(jīng)成為城鎮(zhèn)建設(shè)*的公共設(shè)施，同時(shí)智能路燈的嚴(yán)重浪費(fèi)電能的缺陷也變得日趨明顯,。浪費(fèi)電能主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

　　(1)整個(gè)晚上路燈的亮度不可調(diào),，始終保持在 100%亮度，沒有根據(jù)具體時(shí)間,、地點(diǎn)和人流量情況定義燈的亮度,，沒有充分利用化整體為部分的思想，即把晚上分成幾個(gè)階段,，分別設(shè)置每個(gè)階段燈的亮度,。

　　(2)高壓鈉燈功耗大，電源效率低,。例如通常標(biāo)準(zhǔn) 250w 的高壓鈉燈,，其整體功率消耗一般在 307w 左右，電源效率在 66.8%;功率大,，鋪設(shè)成本高,。由于功率大，采用的鋪設(shè)銅的直徑較粗,，使成本加大;亮度可控性差,，對(duì)于高壓鈉燈有的升壓電源給其供電才能點(diǎn)亮，其亮度不能瞬態(tài)快速改變,，在夜晚路燈節(jié)能一般只能采用隔二亮一的方式降低功率消耗,，但是隔二亮一的方式會(huì)使路面存在陰影區(qū)，產(chǎn)生忽明忽亮的現(xiàn)象,，人的肉眼對(duì)某一種亮度的光線具有相對(duì)穩(wěn)定的適應(yīng)性，所以忽明忽暗的亮燈模式會(huì)產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)性,，而且也不能滿足城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,。

　　伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速、穩(wěn)定發(fā)展,，我國(guó)的城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)日新月異,、蓬勃發(fā)展的時(shí)期。城鎮(zhèn)照明,、夜景照明作為城鎮(zhèn)建設(shè)的重要組成部分,，直接關(guān)系到人民群眾的生產(chǎn)生活和城鎮(zhèn)形象，直接反映了一個(gè)城鎮(zhèn)的建設(shè)水平和城鎮(zhèn)風(fēng)貌,。

　　近年來(lái),，特別是黨的“十八大"提出加快“城鎮(zhèn)化建設(shè)"的政策之后，城鎮(zhèn)建設(shè)的規(guī)模更是,，城鎮(zhèn)路燈的使用數(shù)量大幅增加,，路燈控制水平的高低更是反映了一個(gè)城鎮(zhèn)的現(xiàn)代化程度。但是，當(dāng)我們把重心放在路燈照明美化城鎮(zhèn)的時(shí)候,，卻忽略了現(xiàn)有路燈在實(shí)際中存在的嚴(yán)重浪費(fèi)電能的缺陷,。是的，我們現(xiàn)在的路燈的確做到了智能控制,，的確做到了路燈開,、關(guān)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，但是,，我們卻未能做到節(jié)能,。而且路燈在我國(guó)電能消耗比例中占有相當(dāng)大的比重，所以節(jié)能 LED 路燈的使用,，無(wú)疑會(huì)對(duì)我國(guó)的大氣環(huán)境,、霧霾天氣等的改善起到重大作用。

　　設(shè)計(jì)方案與思路

　　1,、設(shè)計(jì)方案

　　本方案克服現(xiàn)有路燈的非節(jié)能等缺點(diǎn),，實(shí)現(xiàn)一種新型的智能節(jié)能路燈控制，通過單片機(jī)與時(shí)鐘芯片的控制,，用可調(diào)的 PWM 波分時(shí)分段的控制燈的亮度,，實(shí)現(xiàn) 360 度*的杜絕電能浪費(fèi)，通過日出日落實(shí)現(xiàn)燈的亮滅,，達(dá)到無(wú)人值守的自動(dòng)控制目的,。真正做到無(wú)縫控亮，從細(xì)節(jié)杜絕電能的浪費(fèi),，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,、方便實(shí)用的目的。具體設(shè)計(jì)方案見圖 1,。

　　2,、基本思路

　　Stc89c52 主控模塊通過采集 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)間，的控制各時(shí)段的定時(shí),，然后通過采集 ad 轉(zhuǎn)化模塊的光感電壓來(lái)控制燈的開和關(guān),，PWM 波的值 4~9 六檔均可通過鍵盤自由調(diào)節(jié)，數(shù)碼管顯示模塊通過與單片機(jī)的連接,，讀出時(shí)鐘芯片的時(shí)間和 PWM 波四段的各檔調(diào)節(jié)值,。把各模塊的軟件部分綜合起來(lái)調(diào)試完成，zui后由驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)弱電和強(qiáng)電的連接,，包裝成成品投入實(shí)用,。

　　3、各模塊功能

　　(1)Stc89c52：主控模塊,，整個(gè)控制器的大腦,。2)DS1302：實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片,，產(chǎn)生時(shí)間，由 Stc89c52 讀取并且存儲(chǔ),。 3)按鍵：本模塊和主控模塊連接,，調(diào)節(jié)時(shí)間和 PWM 波的值。(4)PWM 模塊：本模塊主要用來(lái)調(diào)節(jié)燈的亮度,，PWM 波是通過定時(shí)器產(chǎn)生,，然后送給主控模塊，主控模塊再送給與其連接的 LED 燈,。(5)數(shù)碼管：數(shù)碼管的目的是用來(lái)顯示,，以上模塊中的所有進(jìn)程都是在主控模塊的內(nèi)部進(jìn)行，我們?nèi)瞬荒軌蚋兄?，但是通過數(shù)碼管的顯示之后就可以清楚整個(gè)控制器的進(jìn)程,，可以說(shuō)它是控制器的窗口。數(shù)碼管顯示的內(nèi)容是：小時(shí),、分鐘,，四個(gè)階段的 PWM 波的值。只要我們通過按鍵調(diào)節(jié)其中任意一個(gè)內(nèi)容,，其都會(huì)在數(shù)碼管上顯示,，比如時(shí)間、PWM波值,。(6)光敏：實(shí)時(shí)采集外部光線,，采集的信息通過 AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊送給主控芯片。(7)AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換(pcf8591p)：把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào),，送給主控芯片,。 8)驅(qū)動(dòng)電路：本模塊作用是把產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)階段變成實(shí)用階段，通過接到 220V 來(lái)驅(qū)動(dòng)大電流,，實(shí)現(xiàn)大量的 LED 燈正常工作,。

　　4、LED 路燈控制器電路原理圖(圖 2)

　　5,、燈的選用比較本

　　本方案采用LED燈，器亮度高,、功率低,、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染,，與傳統(tǒng)高壓鈉燈相比,，具體優(yōu)勢(shì)見表1。

　　6,、經(jīng)濟(jì)分析

　　假定我們把晚上分成五個(gè)階段：(1)天黑(光感判斷)燈自動(dòng)亮到20: 00時(shí);(2) 20: 00時(shí)到22:00時(shí)(2小時(shí));(3) 22:00時(shí)到00:00時(shí)(2小時(shí));(4) 00: 00時(shí)到凌晨05:00時(shí)(5小時(shí)); (5)凌晨05:00時(shí)到天亮(光感判斷),。這五個(gè)階段燈的亮度分別為100%, 90% , 80% , 60% , 100%。經(jīng)濟(jì)節(jié)約計(jì)算如下:

　　每盞燈正常工作0.5度/小時(shí)，每盞燈每天節(jié)約電量(度)W:

　　W=1*0.5* C1-90%) +1*0.5* (1-80%)+5*0.5* (1-60%) -1.15(度)

　　每年(365天)1萬(wàn)支路燈共節(jié)約電量(度)R:

　　R=365*100000*W=41975000(度)

　　這樣算下來(lái)一個(gè)城市每年可以節(jié)約近4.2千萬(wàn)度電,，具體見表

　　表1

　　表2

　　結(jié)束語(yǔ)

　　1,、與現(xiàn)代路燈比較的優(yōu)勢(shì)

　　現(xiàn)在的路燈的亮度始終保持在 100%，存在嚴(yán)重浪費(fèi),。其采用的節(jié)能方式通常有兩種：1)采用隔二亮一的方式,，但是隔二亮一的方式會(huì)使路面存在陰影區(qū)，產(chǎn)生忽明忽亮的現(xiàn)象,，人的肉眼對(duì)某一種亮度的光線具有相對(duì)穩(wěn)定的適應(yīng)性,，所以忽明忽暗的亮燈模式會(huì)產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)性，而且也不能滿足道路照明環(huán)境比 SR 所提出的要求,。(2)選時(shí)段關(guān)閉,，比如在后半夜人流量少的時(shí)候關(guān)閉 1 到 2 個(gè)小時(shí)。缺點(diǎn)是不利于本時(shí)間段行駛的車輛的安全,。

　　而本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的作品恰好填補(bǔ)這一缺點(diǎn),，利用燈的亮度可調(diào)節(jié)性優(yōu)勢(shì)，充分利用各時(shí)段人流量的情況來(lái)安排燈的亮度,，功能更細(xì)化,，更人性化，實(shí)用性更強(qiáng),，且節(jié)約電能明顯,。

　　2、 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

　　本路燈控制器把夜晚分成 5 個(gè)時(shí)間段(時(shí)間段可以根據(jù)實(shí)際安裝路燈路段人流量狀況設(shè)定),，且每個(gè)時(shí)間段燈的亮度均可實(shí)現(xiàn)40%,、50%、60%,、70%,、80%、90%,、100%七個(gè)值的自由設(shè)定,，這是本方案的zui突出特點(diǎn)，也是區(qū)別于現(xiàn)代路燈整個(gè)晚上都是100%亮度的zui顯著特征,，并且路燈安裝有紅外感應(yīng)熱釋器,，防止人為設(shè)置路燈亮度過低而影響行人正常通行，實(shí)現(xiàn)分時(shí)段對(duì)路燈亮度自由調(diào)節(jié),，所以本路燈控制器真正做到了從細(xì)節(jié)杜絕浪費(fèi),，節(jié)能、,、環(huán)保,、人性化,。

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