路灯照明控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

经济进步在带动城市建设步伐的同时，更改变了人们传统的生活方式，人们早已脱离了基本生活的需求，对于环境与生活品质给予了更高的期许。城市基础设施建设是确保城市建设工作顺利开展的必要因素，照明系统是重要的城市基础设施，不仅关键到人们正常的出行秩序，更会作用于整个城市的现代化建设进程。智慧城市是社会进步必然的产物，不但提升了整个城市建设工作的效能，同时也改善了人们的生活水平，但就其整体的应用进程而言，智能路灯应用的监管形势并不乐观，鉴于智能路灯对于智慧城市重要的建设意义，基于智能路灯系统及功能应用的概述，依据路程智能控制系统创建的主要原则，分析智能路灯控制系统与传统路灯系统之间的差异性及优点，制定科学的应对措施，使智能路灯在智慧城市建设中发挥更大的应用价值。早期的城市照监控系统主要采用粗放型管理的方式，整体的服务品质及路灯的节能性能较差，不能满足的当前时代的需求。人类的生活水平不断提高，电力能源已经成为人们日常生活中不可缺少的部分。展望未来，再用50年的时间，在本世纪中叶我国基本实现现代化,使人民享有更高的物质与精神文明。这个宏伟目标能否顺利实现，在相当大的程度上取决于电力能源在未来50年稳健的发展。在我国电力能源应用方面，城市路灯所消耗的能源占用了很大的比重。路灯是一个城市基础设施的重要组成部分，也是人类生活中必不可少的工具。但目前国内的路灯设备基本上处于人工监控的状态，需要大量的人力资源进行维护和维修，其次，路灯往往不能在光线发生变化时及时调整开关状态，从而造成了巨大的能源浪费据不完全统计，城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例。目前，全国660多座城市约有各种路灯400万盏，为了提高路面亮度，若平均每盏灯增加50W。则共需增容20万千瓦，全年多耗电约7亿千瓦时由于多增加光源、灯具、灯杆等照明设施，带来的初次购置费及日常的维护费也会明显增加。从绿色照明角度考虑，多发出7亿千瓦时的电力,增排的二氧化碳和二氧化硫等有害气体对空气质量会产生巨大的影响，将破坏空气质量，不利于环保。但是城市的发展离不开路灯照明，它服务于交通安全和人们的生活，美化了城市容貌，为创造良好的投资环境起着举足轻重的作用。随着我国经济的快速发展，城市市政建设步伐加快，城市道理照明工程建设受到越来越多的重视.而在城市夜晚变得灯火辉煌、绚丽多彩的同时，电能消耗也逐年攀升。作为城市道路的路灯照明，一方面耗能增大，另一方面维护量也增大。因此如何采取节能技术，降低城市公共照明能耗，成为人们关注讨论和研究的问题。

因此，根据社会经济的发展，工业生产与制造业以及日常生活的用电需求日益旺盛，电力不足越来越成为显而易见的问题。路灯，作为城镇的重要基础设施，在给人们出行带来巨大方便的同时，也消耗了巨大的电能和成本费用。随着物联网的发展，越来越多的物联网技术被运用到各行各业之中。路灯作为城市照明的基础，直接影响着人们的生活质量，所以，使用物联网技术设计一种智能化路灯，在智慧城市的推进过程中有着重要的作用我们必须让节能降耗成为研究的一个热点问题。本课题的目的为了解决目前路灯设备存在的智能化程度低、人力资源需求高、能源浪费大、检修效率低等问题,针对我国城市道路路灯照明系统，以单片机为工具，以时间与环境因素为出发点，设计一套新的智能路灯照明控制系统，从而实现电力能源消耗的节约，推进城市照明的科学管理与绿色可持续发展。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：了解某路段道路照明照度和流量需求情况，设计一个单片机（或其他控制器）的路灯照明控制系统，该系统应包括：光敏传感器、红外传感器、a/d转换器、d/a转换器、单片机控制系统、lcd或者数码显示单元；完成的功能：对环境等照度和流量参数进行采集、显示、运算处理，并按需要控制输出量、实时调整路灯的照明；并给出电路原理图和硬件电路图设计；软件编程及功能调试。

预期目标：1、系统可以通过按键切换控制模式，有自动模式和手动模式可选;自动模式下，可根据空间环境的光线强度大小，调节路灯的亮度，并且1分钟检测不到有人,直接熄灭路灯,达到节能的效果;手动模式下，可通过按键增加或减少亮度;

3. 研究的方法与步骤

研读任务书的要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图，熟悉at89s51单片机的基本原理，了解该单片机的硬件组成和结构，理解系统的基础知识，本系统主要由at89s51单片机及其外围电路、人体红外检测电路、光照检测电路、按键控制电路等四部分组成。单片机循环检测人体红外检测电路输出信号、光照检测电路输出信号和按键控制电路输出信号，据此控制输出量。

4. 参考文献

1]李娣娜,王海军,马惠铖.智能小型风光互补路灯控制系统设计[j].电子测试,2020(19):39-40 100.

[2]王轩力,秦煜轩.智慧城市街道路灯控制系统设计[j].山西电子技术,2020(01):55-58.

[3]张晟昱,段金英.智能路灯控制系统设计[j].电子测试,2019(z1):27-28 33.

5. 计划与进度安排

1）2022.03.02—2022.03.22（3周） 查阅资料，撰写开题报告，翻译资料；

（2）2022.03.23—2022.04.12（3周） 硬件功能分析，熟悉单片机指令；

（3）2022.04.13—2022.05.10（4周） 设计电路原理图、编制应用程序；