详解单片机在LED智能路灯控制系统设计方案

发布时间：2015-04-22 阅读量：910 来源: 我爱方案网作者:

【导读】随着数字技术和网络技术的发展，路灯数字化和网络化已经成为一种必然趋势。节约能源、保证灯具寿命、提高照明管理水平、美化城市夜晚和保证城市夜间出行安全等，已经成为对照明系统的一项基本要求。我爱方案网小编为大家详解单片机在LED智能路灯控制系统设计方案。

0 引言

社会文明的不断发展、城市规模的急剧膨胀，城市照明已不仅局限于道路的照明，社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性、路灯的节能要求也不断增高。城市的扩大，路灯数量的迅速增长，人工控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能适合城市的发展。因此对于路灯所采取的智能控制和节能措施已经非常有意义。

本文设计的LED智能路灯控制系统以STC89C58RD单片机作为主导控制芯片，可实现时钟定时开关灯，根据环境明暗变化实现开关灯，根据交通情况自动调节亮灯状况，路灯出现故障实施声光报警等一系列智能化行为。

1 系统总体设计方案

系统采用光敏二极管检测环境明暗变化，用红外接发器作为根据交通情况自动调节亮灯的器件，将红外发射器安装在路灯杆上，红外接收器安装在路灯支架上面，当光敏二极管检测不到光源，且红外接收器检测到红外信号时，路灯会点亮，相反则不亮。采用编程来实现定时，设计路灯开灯关灯时间，选用LCD12864作显示器件，并作相应显示。系统结构框图如图l所示。

图1系统结构框图

2 单元模块设计

2.1时钟定时部分

我们选择的STC89C58RD芯片，本身有可编程的定时/计数器，可以通过软件编程实现定时/计数。当到达设定的时间，就执行相应的定时设定任务。

2.2光敏二极管部分

该电路采用光敏二极管作为主控元件（见图2），当没有光照时，反向电阻很大，反向电流很小；当有光照时，光子打在PN结附近，于是在PN结附近产生电子一空穴对，它们在PN结内部电场作用下作定向运动，形成光电流。光照越强，光电流越大。所以根据环境的明暗输出不同的电压信号。

图2 光敏电路

2.3红外接收发射部分（检测交通情况路灯亮灭）

按要求分别在道路两旁路灯杆上安装红外接收器（见图3），信号的接收端连到单片机，当车辆或者行人经过时，接收器检测到红外，信号端检测到高电平输入，从而控制路灯的亮灭。

图3 红外发射传感器

2.4声光报警部分

路灯故障时，LED0点亮，蜂鸣器响起，达到声光报警功能（见图4）。单片机P0.7-个脚给高电频时，LED0点亮，并且三极管导通，蜂鸣器也发出声响。

图4声光报警

2.5显示部分

该部分用LCD128*64作为显示（见图5），采用该显示器的主要原因是，可以显示图片和字符，功能十分强大，通过显示提示控制整个电路的控制。

图5 显示电路

2.6恒流源部分

该电路提供一个恒定不变的电流（见图6），Q3端接负载，使负载稳定工作。负载加大也不会影响电流的变化。

这样所接的路灯能稳定工作。通过调节输入端电压可以相应改变电流的输出。而TIP122达林顿管的集电极C的基准电压可以是l2-20 v.

图6 恒流源电路

2.7路灯好坏检测部分

该电路运用了一个LM358搭建的两个电压比较器，分别可以检测P1、P2端的两个路灯的好坏。当路灯导通工作时，比较器的2脚、6脚会有电压，而比较器的3脚、5脚通过滑动电阻调节电压，并且3脚、5脚的调节电压要分别比2脚和6脚的工作电压小，但不能调至0 V.所以路灯正常工作时，单片机P0.5脚和P0.6脚输出低电平，路灯有故障时，P0.5脚和P0.6脚就会输出高电平。

3 系统软件设计

系统软件框图如图7所示。

图7 系统软件框图

4 系统测试结果

LED路灯驱动电流输出端电压、电流的测试结果（见表1和表2）。

表1负载一（一个灯）

表2 负载二（两个灯）

本文提出了一种基于单片机的路灯智能控制系统的设计方案，并完成了硬件和软件的设计。智能控制装置能根据交通情况自动调节亮灯状态：当车辆或行人靠近路灯时，路灯逐渐变亮；当车辆或行人远离时，路灯自动变暗并且最后熄灭。控制器还能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。该系统总体性价比高，维护成本低，功耗低，工艺环保，符合绿色经济和节约型社会的要求。

相关文章

基于Zigbee控制器的智能路灯照明控制系统方案

TI ZigBee智能路灯控制系统设计方案

抗干扰强、无需布线的智能路灯控制解决方案

相关资讯

低空经济崛起：2025无人机市场的关键应用与增长引擎解析

无人机系统（Unmanned Aerial Systems, UAS）作为“低空经济”的核心载体，正以前所未有的深度和广度渗透至众多产业领域，驱动效率变革与模式创新。其核心价值在于提供高灵活性、低成本和高精度的空中解决方案，显著提升了传统作业方式的效能。

柔性AMOLED强势登顶！2025年Q1智能手机面板份额突破63%，中国供应链强势助攻

市场研究权威机构Omdia最新报告揭示，智能手机显示技术格局已发生根本性转变。2025年第一季度，采用AMOLED面板的智能手机出货量在全球总市场中占比高达63%，较去年同期的57%实现大幅跨越，标志着AMOLED已成为无可争议的主流标准。与此同时，LCD面板的份额被压缩至37%，延续了长期的萎缩态势。

英伟达H20芯片获批对华销售黄仁勋链博会宣布近期供货

7月16日，第三届中国国际供应链促进博览会（链博会）在京开幕。美国科技企业英伟达公司首席执行官黄仁勋身着唐装亮相开幕式，并在现场透露重要业务进展：该公司专为中国市场设计的H20人工智能芯片已获得美国商务部出口许可，即将启动批量供货。

LPDDR6进程加速：Cadence推出性能达14.4Gbps的完整IP解决方案

近日，楷登电子（Cadence Design Systems, Inc., NASDAQ: CDNS）宣布其业界领先的LPDDR6/5X内存IP系统解决方案已成功完成流片验证。该集成化子系统通过技术优化，实现了高达14.4Gbps的运行速率，相较上一代LPDDR标准内存接口，性能提升幅度达到50%。此套先进解决方案被视为扩展人工智能（AI）基础架构的关键驱动技术之一。它旨在满足日益增长的新一代AI大语言模型（LLM）、代理型AI（Agent AI）以及众多垂直应用领域对超高内存带宽和容量的迫切需求，以高效支持这些计算密集型工作负载。楷登电子当前已与AI、高性能计算（HPC）及数据中心领域的多家头部客户展开紧密合作，共同推进该技术的应用落地。

贸泽电子持续强化TI产品矩阵，赋能全球硬件创新

作为全球授权电子元器件代理商，贸泽电子（Mouser Electronics）持续深化与德州仪器（TI）的战略合作，确保69,000余款TI器件的高效供应，其中45,000余款保持常态库存，可实现全球快速交付。通过整合TI在电源管理、数据处理及控制系统的完整技术生态，贸泽为工业自动化、汽车电子、通信基建、企业级设备等核心领域提供端到端解决方案支持。