基本信息
- 項目名稱：
- 基于單片機的新型LED路燈控制系統(tǒng)
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 針對LED路燈的結(jié)構(gòu)與電控的整合這一問題，本作品提出了以光控模塊為一級控制系統(tǒng)，以單片機為控制核心LED路燈控制系統(tǒng)。四個光控模塊通過總線與單片機相連，根據(jù)輸入光信號強弱執(zhí)行不同命令：光控、時控、全光照明、半光照明，完成智能化控制。本LED路燈控制系統(tǒng)靈活、智能、方便、快捷，本系統(tǒng)的使用有利于促進LED路燈的普及，未來市場前景極為廣闊。
- 詳細介紹：
- 從發(fā)展趨勢看LED將成為未來主要的照明光源，但是，對于LED進入通用照明市場還面臨著諸如發(fā)光效率低、散熱性不好、成本過高等問題，其中結(jié)構(gòu)與電控的整合是亟待解決的問題之一。針對這一問題，本文提出了以光控模塊為一級控制系統(tǒng)，以單片機為控制核心LED路燈控制系統(tǒng)。四個光控模塊通過總線與單片機相連，在不同的光照強度下光控模塊輸出不同的電平，由單片機根據(jù)輸入的電信號來操控LED的亮滅和數(shù)量。 LED路燈控制系統(tǒng)以光控模塊為一級控制系統(tǒng)，以STC89S52單片機為控制核心，四個光控模塊通過總線與單片機相連。 根據(jù)輸入光信號強弱執(zhí)行不同命令：光控、時控、全光照明、半光照明，完成智能化控制。當有三個或三個以上光控模塊處于黑暗條件時，對應(yīng)的比較器輸出高電平，通過總線將電信號傳送給單片機。單片機首先控制LED路燈進行2h的半光照明；2h后，自動切換進入全光照明，這一階段持續(xù)6h；此后，系統(tǒng)又進入半光照明階段，4h后，外界光照增強，燈頭系統(tǒng)停止工作。若光控模塊輸出高電平的數(shù)量達不到三個，則可判斷為外界環(huán)境不需要路燈照明，路燈不進入工作狀態(tài)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1、總體目標 針對越來越流行的LED路燈，設(shè)計一個智能化、人性化的路燈控制系統(tǒng)，能夠靈活、方便地控制路燈的亮滅及數(shù)量。 2、基本思路 該LED路燈控制系統(tǒng)主要由兩部分組成：光控部分和時控部分。光控部分作為一級控制，當光控進入工作狀態(tài)后其后的時控部分立即工作。 光控部分由四個光敏電阻作為光電轉(zhuǎn)換器件，每個光明電阻與比較器連接，當大于等于三個光敏電阻出于黑暗中時，比較器工作（即輸出電壓為高電平），門電路將信號傳送給時控部分的單片機，單片機工作。 時控部分的核心是單片機，通過引腳與光控部分的門電路相連。根據(jù)輸入的程序?qū)崿F(xiàn)對LED路燈的時間控制及半光照明。 創(chuàng)新之處： 3、結(jié)構(gòu)方面：本項目以單片機為核心，并用比較器路觸發(fā)單片機中斷，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，其次本電路僅用了單片機的五個引腳，單片機具有可擴展性。 功能方面： （1）可以方便地根據(jù)所處環(huán)境的光照強弱自動進行開關(guān)調(diào)節(jié)；能實現(xiàn)“全光照明”和“半光照明”的定時裝換； （2）在“半光照明”階段能實現(xiàn)LED定時交替照明，從而保證各個LED的壽命均衡并最大限度節(jié)約用電。 4、技術(shù)關(guān)鍵 1）如何在天氣突變是實現(xiàn)路燈的開關(guān)？解決方案：用光控部分作為一級控制，當光線變暗時及觸發(fā)單片機工作。 2）如何避免雜物對控制系統(tǒng)的干擾？解決方案：采用四個光敏電阻，分別安裝在路燈的不同部位，只有當大于等于三個光控部分都處于黑暗中時控制系。統(tǒng)才進入工作狀態(tài)。
科學性、先進性
- 科學性： 本控制系統(tǒng)以單片機為核心，光敏電阻作為光電轉(zhuǎn)換器件，并用比較器控制信號，實現(xiàn)了LED路燈的控制。 先進性： 1）可以方便地根據(jù)所處環(huán)境的光照強弱自動進行開關(guān)調(diào)節(jié)； 2）能實現(xiàn)“全光照明”和“半光照明”的定時裝換； 3）在“半光照明”階段能實現(xiàn)LED定時交替照明，從而保證各個LED的壽命均衡并最大限度節(jié)約用電；
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月，該作品通過曲阜師范大學大學生科技立項評審，并獲資助。 2011年3月，該作品參加全國大學生挑戰(zhàn)杯競賽。
作品所處階段
- 本作品以制作出事物，進行實驗及調(diào)試后，本作品能夠正常工作，最后根據(jù)電路及實驗完成論文寫作。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 本作品已制作成實物，并完成論文的寫作，同時拍攝照片進行展示。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本LED控制系統(tǒng)以光敏電阻為光電轉(zhuǎn)換器件，通過比較器，將光照強弱轉(zhuǎn)換為高低電平，再通過總線將電信號傳送至單片機，從而實現(xiàn)對LED路燈的智能化控制。此控制系統(tǒng)不僅能在天氣突變情況下靈活、快捷地控制路燈亮滅，而且在人流低峰期實現(xiàn)半光照明，且實體現(xiàn)了人性化設(shè)置，符合我國節(jié)能減排、低碳環(huán)保的宗旨。 據(jù)2OO6年國家路燈行業(yè)統(tǒng)計，我國城市道路照明共有1 500萬只以上的路燈，近幾年的增長率在 20%以上。如果將 LED路燈改造推廣到全國范圍，粗算每年可節(jié)電 20億度以上，大大減少政府財政支出，節(jié)省大量能源。實驗顯示，此LED路燈控制系統(tǒng)具有靈活、智能的特點，具有很高的商業(yè)應(yīng)用價值和市場競爭力。本作品適用于所有LED路燈系統(tǒng)，具有兼容性。
同類課題研究水平概述
- 今后隨著LED照明系統(tǒng)在不同性質(zhì)公路的廣泛應(yīng)用，對LED的智能化控制的要求也會越來越多樣化，越來越為人們所重視。 當前LED照明技術(shù)的發(fā)展方向，主要是以其功率的增加，效率的提高成本下降為主。然而，對 LED照明系統(tǒng)的智能控制方面的研究良莠不齊，有很大的發(fā)展?jié)摿Α?
