基于微处理器的智能路灯亮度调节系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会进步，如今，路灯已经是城市道路景观的一个重要部分，已经成为城市照明系统中不可或缺的一部分，成为了市民出行和城市美化、亮化的一个基本要求。

社会文明的不断发展使得城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成为了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。

因此，社会对亮灯率、开关灯的准确率、亮度控制的精确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要研究以微处理器作为主控单元的光控路灯的控制器设计，采用光敏传感器进行亮度检测，通过对采集数据的分析，结合相应算法计算，过无线通信方式进行远程参数设定和显示，从而实现照明灯亮度的自动控制。

预期目标：设计一套包含硬件电路和软件程序配套的路灯亮度控制系统，以mcs-51系列单片机为核心完成测控任务。

包括3个模式：p.01模式用于调节光照阈值，范围是0-100，预设初始值为30;p.02模式为模拟路灯亮灭的有效值，1代表超过光照阈值灯亮，0代表超过光照阈值灯灭，预设初始值为1;p.03模式为数码管显示的亮度，范围是0-8，预设初始值为5。

3. 研究的方法与步骤

这次课程设计是以基于单片机的光控路灯控制器为研究对象，通过对控制系统所要完成的功能进行分析，从而确定所要用到的元器件，然后根据其工作原理将各个功能部分进行组合连接，完成其硬件图。然后利用C51编程软件根据系统的功能要求进行编程，导入单片机中，最后进行调试及仿真。方案总体设计与论证：设计课题是《基于微处理器的智能路灯亮度调节系统设计》，核心为单片机主控模块，通过调节参数对模拟路灯进行研究。设计需要完成硬件系统和软件程序的设计，通过烧写入程序的单片机对采集到的光信号进行转化与识别，最终实现具体功能。其中硬件电路部分主要包括以下几个部分:单片机主控模块、光电检测电路部分、驱动显示电路部分;软件部分主要包括2个电子软件Altium Designer，用于绘制原理图；Keil-C51软件，用于编译和调试程序。程序模块主要分为三个部分，底层驱动，服务函数和主函数。系统主要结构流程图如下图所示:

从总体工作原理图入手，查阅相关资料。

1.构建硬件电路图。从模块电路单元开始，在AD软件上构建原理图电路，并最终完成整体硬件电路，在仿真软件上试运行（光敏元器件可暂用滑动变阻器代替）以确定硬件电路图是否存在错误。2.编写软件程序。从程序模块开始，逐步编写所需烧录到单片机中的程序，并且在仿真中进行调试。3.对元器件进行筛选，确定具体参数后，在运行仿真中进一步调试。4.根据硬件，软件模块进行实物的整合与焊接。

4. 参考文献

1.张毅刚，彭喜元，彭宇 单片原理及应用[J]. 高等教育出版社2.余锡存 单片机原理与接口技术[J]. 西安电子科技大学出版社3.戴梅尊 微型计算机技术及应用[J]. 清华大学出版社4.李伯成 微型计算机原理及应用[J]. 西安电子科技大学出版社5.张宗根 微机原理及应用[J]. 陕西师范大学出版社6.张迎新 单片微型计算机原理、应用及接口技术[J]. 国防工业出版社7.盛彬，张楠 STc89C51单片机在智能路灯控制系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2018(20): 239.8.陈希湘，陈誉 基于MSP430F149单片机的智能路灯控制系统[J].现代电子技术,2018,41(20): 107-109 113.9.徐秋强 基于单片机的校园智能路灯控制系统[J].数字技术与应用,2012(02): 25.10.陈元莉 基于单片机的智能模拟路灯控制系统研究[J].四川文理学院学报,2012,22(05): 33-36.11.张伟，杨森林 基于单片机控制的智能路灯控制系统设计[J].现代电子技术,2018,41(14): 110-113.12.王立红 基于单片机的智能路灯控制系统[J]． 网络财富，2010(06): 131.13.肖丽仙 基于单片机的网络化路灯控制系统设计[J]. 国外电子测量术,2006,25(2):51-53.14.谢维成 单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2006.[15]肖金球,黄伟军,雷岩.单片机原理与应用技术[M].北京：清华大学出版社，2019[16]周坚,单片机项目教程——C语言版（第2版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2019[17] 贺一鸣，王崇贵，刘进宇.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术，2010，33（1）：207-210.[18] 郭威.基于 ZigBee 的无线智能路灯系统研究[D].北京：北京交通大学，2014.[19] 刘欢.基于无线传感网络的城市路灯智能控制系统设计与实现[D].成都：电子科技大学，2019.[20] 郭鸿宇.基于局域网智能化控制的路灯亮化管理系统[D].扬州：扬州大学，2018.[21] 危兵.基于 MCU 的智能 LED 路灯功率驱动电路的研究[D].成都：电子科技大学，2018.

5. 计划与进度安排

工作内容：1.硬件电路部分(1)单片机控制电路部分 (2022.3.10-2022.3.20)(2)路灯控制电路部分 (2022.3.20-2022.4.1)(3)光电检测与执行电路部分 (2022.4.1-2022.4.5)(4)两位一体的数码显示电路 (2022.4.5-2022.4.10)(5)整体硬件电路的整合与焊接 (2022.4.10-2022.4.20)2.软件设计(1)A/D转换子程序 (2022.4.20-2022.4.23)(2)显示子程序 (2022.4.23-2022.4.25)(3)蓝牙通讯APP相关程序 (2022.4.25-2022.5.1)3.综合调试及仿真 (2022.5.1-2022.5.10)