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基于单片机的智能路灯照明控制系统的设计与研究开题报告

 2021-03-10 11:03  

1. 研究目的与意义(文献综述)

时至今日,城市的用电量大幅增加,用于照明的电路在城市中非常的多,以至于在日常的用电高峰期,电网超负荷运行使得电压值一般都低于额定值,这样不但耗电量增加,而且会影响照明设备的使用寿命。因为以上原因,所以对城市的路灯的设计已经成为了必须立马考虑的问题,比如在午夜车流量急剧下降之后,应减少路灯照明。同时路灯也可以作为一个监控路面情况的良好监控站,能解决很多刑事治安问题。但是我国的既节能又能延长路灯寿命同时还能监控路面的技术相比国外还是有一定差距的,因此我觉得在智能路灯照明与监控这块,我们有很大的进步空间。

在我们国家,很多城市相继通过各种各样的方式,完成了对城市公共照明系统的改造和提升,初步实现城市公共照明的智能控制。但是,由于缺少国家智能控制的标准,各个城市公共照明路灯系统的技术水平相差很大,这样就给系统的运营和应用的推广带来一定的难度。目前,大多数城市中的路灯照明控制系统是通过有线和无线控制的方式进行控制路灯的工作状态,按照日照规律来控制路灯的运行,特别是在特殊的天气,比如出现大雾、雷暴雨等恶劣天气时,城市街道变暗的时候,路灯由于不同原因却没有及时启动,直接影响到人民大众的正常出行,甚至城市正常的交通运行。这些情况,国内的一些路灯驱动控制系统设计和研发厂家通过不断研发,采用无线通信技术和中央处理器的系统结构对路灯驱动控制系统进行了改造,改造后的路灯驱动控制系统运行方式灵活,能够按照不同的运行地域和环境来实现实时自动的控制,进一步提高了路灯管理水平和路灯使用效率。同时,改造后的路灯驱动控制系统还可以实现多种不同环境下合适的运行方式,如夜半灯光的控制以及雷雨天气、台风、大雾等恶劣天气下的亮灯运行方式。另外,国内一些厂家在原有的通行和中央处理器相互结合的基础上和研发的结构上,通过在外部增加传感器的方式,进一步的丰富系统的控制方式和灵活度,使得路灯驱动控制系统能够更适合不同的情况,保证在在不同的条件下,能有一个合适的运行状态。而这些方式都能够很好的实现路灯的节能目标。目前,在国内市场上出现了较多的不同种类的路灯节能控制驱动器产品,在一定程度上能够实现路灯控制和驱动功能;但是,还是存在需要改进的地方,首先是在用电高峰期可能造成路灯的闪烁无法自动调节,尤其是在突发的情况下,特别是灯具受到光源高压的冲击,容易造成光源的烧毁。其次是对于一些采用相位控制的路灯控制系统来说,由于相控技术会容易导致谐波干扰,影响电网的正常工作,致使道路光源照明质量不佳。因此,对于新的路灯驱动器控制系统的研究正在进行,例如:采用大功率管作为路灯驱动控制系统的电力电子设备,或者在驱动器中添加具有强大运算能力的中央处理器,利用处理器的计算能力,快速、实时、动态的控制驱动器等工作,从而实现智能控制路灯的工作状态。这些新的控制方式都能够有效的改善原有驱动器存在的缺陷。通过多年的不断实践和开发,虽然当前国内智能控制驱动器的实用性、稳定性、使用寿命等方面达到了一定水平。但是,仍然有很多的地方需要改进,才能进一步提高路灯控制驱动器的功能、技术、工作可靠等性能。

在国外,著名的尤里卡计划项目中就包括研究和开发有关电子镇流器。该项目研究,主要是通过通信协议来控制路灯电子镇流的工作状态,该电子镇流器能够检测到不同的工作状态使得路灯能够满足不同的工作需求。同时,国外路灯的发展在积极大力的发展绿色照明,大力推动绿色照明驱动器的设计和研究。

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2. 研究的基本内容与方案

本次设计的基本内容是设计一种基于单片机的先进的智能照明系统,系统采用远距离通信技术和短距离通信技术完成设备间信息的无线传输,采用照度传感器和运动传感器分别对路面的亮度和车辆行人情况进行信息采集,通过上位机的智能控制策略,实现对道路路灯的亮度等级进行实时控制。该系统还具有远程监控功能,工作人员可以通过客户端界面对道路路灯进行实时监控,节约了大量的人力和时间。


1、设计方案

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3. 研究计划与安排

1-3周:查阅中、英文数据,确定选题和设计内容,在广泛调研的基础上完成开题报告。

4-5周:了解相关的专业知识,完成不少于5000汉字的英文翻译任务。

6-9周:继续深入学习相关内容,逐步实施设计方案。

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4. 参考文献(12篇以上)

【1】徐爱钧,彭秀华. 单片机高级语言c51应用程序设计[m]. 北京:电子工业出版社,1998

【2】胡伟,季晓衡.单片机c程序设计及应用实例[m]. 北京:人民邮电出版社,2003

【3】http//www.51c51.com

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