基本信息
- 项目名称：
- 基于单片机的新型LED路灯控制系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 针对LED路灯的结构与电控的整合这一问题，本作品提出了以光控模块为一级控制系统，以单片机为控制核心LED路灯控制系统。四个光控模块通过总线与单片机相连，根据输入光信号强弱执行不同命令：光控、时控、全光照明、半光照明，完成智能化控制。本LED路灯控制系统灵活、智能、方便、快捷，本系统的使用有利于促进LED路灯的普及，未来市场前景极为广阔。
- 详细介绍：
- 从发展趋势看LED将成为未来主要的照明光源，但是，对于LED进入通用照明市场还面临着诸如发光效率低、散热性不好、成本过高等问题，其中结构与电控的整合是亟待解决的问题之一。针对这一问题，本文提出了以光控模块为一级控制系统，以单片机为控制核心LED路灯控制系统。四个光控模块通过总线与单片机相连，在不同的光照强度下光控模块输出不同的电平，由单片机根据输入的电信号来操控LED的亮灭和数量。 LED路灯控制系统以光控模块为一级控制系统，以STC89S52单片机为控制核心，四个光控模块通过总线与单片机相连。 根据输入光信号强弱执行不同命令：光控、时控、全光照明、半光照明，完成智能化控制。当有三个或三个以上光控模块处于黑暗条件时，对应的比较器输出高电平，通过总线将电信号传送给单片机。单片机首先控制LED路灯进行2h的半光照明；2h后，自动切换进入全光照明，这一阶段持续6h；此后，系统又进入半光照明阶段，4h后，外界光照增强，灯头系统停止工作。若光控模块输出高电平的数量达不到三个，则可判断为外界环境不需要路灯照明，路灯不进入工作状态。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、总体目标 针对越来越流行的LED路灯，设计一个智能化、人性化的路灯控制系统，能够灵活、方便地控制路灯的亮灭及数量。 2、基本思路 该LED路灯控制系统主要由两部分组成：光控部分和时控部分。光控部分作为一级控制，当光控进入工作状态后其后的时控部分立即工作。 光控部分由四个光敏电阻作为光电转换器件，每个光明电阻与比较器连接，当大于等于三个光敏电阻出于黑暗中时，比较器工作（即输出电压为高电平），门电路将信号传送给时控部分的单片机，单片机工作。 时控部分的核心是单片机，通过引脚与光控部分的门电路相连。根据输入的程序实现对LED路灯的时间控制及半光照明。 创新之处： 3、结构方面：本项目以单片机为核心，并用比较器路触发单片机中断，提高系统的安全稳定性，其次本电路仅用了单片机的五个引脚，单片机具有可扩展性。 功能方面： （1）可以方便地根据所处环境的光照强弱自动进行开关调节；能实现“全光照明”和“半光照明”的定时装换； （2）在“半光照明”阶段能实现LED定时交替照明，从而保证各个LED的寿命均衡并最大限度节约用电。 4、技术关键 1）如何在天气突变是实现路灯的开关？解决方案：用光控部分作为一级控制，当光线变暗时及触发单片机工作。 2）如何避免杂物对控制系统的干扰？解决方案：采用四个光敏电阻，分别安装在路灯的不同部位，只有当大于等于三个光控部分都处于黑暗中时控制系。统才进入工作状态。
科学性、先进性
- 科学性： 本控制系统以单片机为核心，光敏电阻作为光电转换器件，并用比较器控制信号，实现了LED路灯的控制。 先进性： 1）可以方便地根据所处环境的光照强弱自动进行开关调节； 2）能实现“全光照明”和“半光照明”的定时装换； 3）在“半光照明”阶段能实现LED定时交替照明，从而保证各个LED的寿命均衡并最大限度节约用电；
获奖情况及鉴定结果
- 2011年4月，该作品通过曲阜师范大学大学生科技立项评审，并获资助。 2011年3月，该作品参加全国大学生挑战杯竞赛。
作品所处阶段
- 本作品以制作出事物，进行实验及调试后，本作品能够正常工作，最后根据电路及实验完成论文写作。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 本作品已制作成实物，并完成论文的写作，同时拍摄照片进行展示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本LED控制系统以光敏电阻为光电转换器件，通过比较器，将光照强弱转换为高低电平，再通过总线将电信号传送至单片机，从而实现对LED路灯的智能化控制。此控制系统不仅能在天气突变情况下灵活、快捷地控制路灯亮灭，而且在人流低峰期实现半光照明，且实体现了人性化设置，符合我国节能减排、低碳环保的宗旨。 据2OO6年国家路灯行业统计，我国城市道路照明共有1 500万只以上的路灯，近几年的增长率在 20%以上。如果将 LED路灯改造推广到全国范围，粗算每年可节电 20亿度以上，大大减少政府财政支出，节省大量能源。实验显示，此LED路灯控制系统具有灵活、智能的特点，具有很高的商业应用价值和市场竞争力。本作品适用于所有LED路灯系统，具有兼容性。
同类课题研究水平概述
- 今后随着LED照明系统在不同性质公路的广泛应用，对LED的智能化控制的要求也会越来越多样化，越来越为人们所重视。 当前LED照明技术的发展方向，主要是以其功率的增加，效率的提高成本下降为主。然而，对 LED照明系统的智能控制方面的研究良莠不齐，有很大的发展潜力。
