校园路灯智能控制系统的设计与实现.docx
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校园路灯智能控制系统的设计与实现.docx
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校园路灯智能控制系统的设计与实现
毕业论文声明
本人郑重声明:
1.此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。
本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。
3.若在大学学院毕业论文审查小组复审中,发现本文有抄袭,一切后果均由本人承担,与毕业论文指导老师无关。
4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
论文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者(签名):
年月
关于毕业论文使用授权的声明
本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。
本人完全了解大学有关保存,使用毕业论文的规定。
同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版,允许论文被查阅或借阅。
本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。
如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。
本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为大学。
本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:
按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。
在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
论文作者签名:
日期:
指导教师签名:
日期:
学号:
毕业设计
题目校园路灯智能控制系统的设计与实现
学生姓名
专业班级电气工程及其自动化1142班
学号
系(部)电气信息工程学院
指导教师(职称)
完成时间
论文版权使用授权书
本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:
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论文作者签名:
年月日
毕业设计(论文)原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文,是本人在指导教师指导下,进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名:
年月日
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:
引言(或绪论)、正文、结论
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
毕业设计(论文)任务书
题目校园路灯智能控制系统的设计与实现
专业电气工程及其自动化学号
姓名
主要内容与相关技术:
1校园路灯智能控制系统的背景、意义与目的;
2利用AT89C51或其他单片机搭建智能控制系统;
3使用C语言搭建软件控制系统;
4路灯智能控制系统模型的验证以及调试;
基本要求
1控制系统能够根据外界光自动控制灯的开关;
2路灯分3种模式控制:
(1)模拟林荫小道,此路段天黑后,若有人经过,立即亮,人走后延迟10s后灭。
(2)模拟重要路段,此路段的路灯常亮,天黑后亮,天明后灭。
(3)模拟人少路段,此路段的路灯天黑启动,到半夜12点后灭。
主要参考文献:
[1]杨梅,李文强.新型智能路灯照明调控系统[J].上海计量测试,2011,03:
62-66+70.
[2]刘新宇,徐海潮,初秀民等.道路照明智能控制系统的设计与实现[J].武汉理工大学学报,2011,10:
69-72.
[3]叶宏.智能路灯控制系统的设计[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(15).
[4]朱平哲.基于AT89C52的LED智能路灯控制系统设计[J].宁波职业技术学院学报,2014,01:
87-90.
完成期限:
指导教师签名:
专业负责人签名:
2015年月日
校园路灯智能控制系统的设计与实现
摘要
随着能源危机的问题逐渐突出和国家对节能减排的大力支持,路灯作为一项大众性的基础设施也逐步被纳入到节能改造当中,所以路灯的智能化也被提上了日程。
本设计是采用以51单片机为控制中心,以光敏电阻、人体红外传感器、运算放大器和继电器为感受与检测装置的智能路灯设计,利用光敏电阻与红外传感器采集信息来控制灯的明暗变化,同时模拟三种路况的场景对其分别控制,避免了统一控制的不灵活性和能源的浪费,单片机再根据接收到的信号做出相应的指示信号。
本文将先介绍单片机最小系统以及输入输出端口器件和各自的作用,再说明各个系统的作用以及如何反应,仿真情况,然后介绍根据C语言的指令各部件系统的工作情况,最后说明调试结果。
本系统作用对象是校园,由于校园地域的局限性,所以更应该适合小区域管理,多区域配合工作的形式以达到节能,经济的目的。
所以本系统的功能主要有三个方面:
对于行人较多的路段,采用的是天黑则亮,天亮则灭;对于行人较少的路段,采用的是天黑则亮,到12点时则灭;在林荫小道及人很少的路段采用的是判断人是否有人经过,人来即亮,人走延时10秒即灭。
三种方式分别控制,以达到分区域管理,高效率的工作特点。
关键字51单片机;智能路灯;光敏电阻;C语言
DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCAMPUS
STREETLAMP INTELLIGENT
CONTROLSYSYTEM
ABSTRACT
Theenergycrisisbecomesmoreandmoreobviousandthestatewiththestrongsupportofenergy-savingemissionreduction,streetlamps,asapublicinfrastructureisgraduallybeingincorporatedintotheenergysaving,sotheintelligentstreetlamphasalsobeenputontheagenda. Thisdesignisusedwith51singlechipmicrocomputerasthecontrolcenter,photosensitiveresistance,humaninfraredsensor,anoperationalamplifierandarelayfeelingsanddetectiondeviceofintelligentstreetlampdesign,theuseofphotosensitiveresistanceandinfraredsensorstocollectinformationtocontrolthelightandshadechange.Atthesametime,thesimulationthreetrafficscenetocontrolandavoidtheunifiedcontrolofinflexibilityandenergywastemicrocontrollerandaccordingtothereceivedsignalmakecorrespondingindicationsignal. Thisarticlewillfirstintroducetheminimumsystemoftheonechipcomputerandinputandoutputportsofthedeviceandtherespectiverole,toexplaintheroleofeachsystemandreaction,simulation,thenintroducestheaccordingtotheClanguageinstructionsystemofeachpart.Finally,itexplainsthedebuggingresults.
Theobjectofthissystemisthecampus,becauseofthelimitationsofthecampus,itshouldbesuitableforsmallareamanagement,multiregionalcooperationintheformofenergysaving,economicpurpose. Sothefunctionofthesystemmainlyhasthreeaspects:
forthemorepedestrianroad.whenitisdark,thenlightisbright,thedawnofdestruction;forlesspedestrianroad. whenitisdark thenlightisbright,,until12o'clockisdestroyed,whensomeonepassedisbright,peoplewalkdelay10sofdestruction;adoptedthesectionsintheshadowsoftheforesttrails,andveryfewpeoplejudgewhethersomeonepassesby,peopletolight,peopletakethedelay10secondsisdestroyed. Threewayswereseparatelycontrolledinordertoachievethepartitiondomainmanagement,theworkfeaturesofthehighefficiency.
KEYWORDS51MCU,intelligentstreetlight,photoresistor,C language
1绪论
1.1校园路灯智能控制系统研究的背景及意义
随着我国现代化的脚步加快,越来越多的高新科技随之诞生,另一方面,能源问题却一直困扰着我们,而国际上对于能源危机的警报一直都没有消除,所以唯有在实现高科技的同时兼顾节能才是维持可持续发展的正确选择。
而随着电子科技的迅猛发展,依托于电子科技控制各方面的产品也应运而生,已经应用于实际生活当中,比如全自动洗衣机,全自动烘焙机,智能电磁炉等等,他们虽然都只是作用于各个方面,但是都有一个共同的特点,就像人类的身体,统一都由大脑控制活动,它们也都一样,内部的控制都是利用单片机为中央控制中心,在以单片机为控制中心的周围是受控器件,比如洗衣机就是电动机,烘焙机是电热丝等,它们与普通的机械相比拥有智能,实用、安全、更加方便节能的特点。
因此,在这种大的有利于电子器件更新发展的背景下,以及有限的人均资源的情况下,在校园路灯广为诟病的今天,是时候采取一些必要的措施来改变这种现状了。
众所周知,校园是一个人口密集,校园路灯必不可少,但是学校资源有限,并且在原始的路灯安装条件下,路灯造成极大的资源和经济浪费,现有的校园路灯大都是采用两种方式,据了解与调查,第一种是以人工的方式进行断开与闭合;第二种方式是以光控方式进行控制,这种方式占到绝大多数。
但是第一种方式存在太大的人为因素,或不能及时关断,或不能及时开启,极其不灵活,而且安全性不高,容易造成事故。
第二种方式虽然不用人为参与,但也较不灵活,首先对于林荫小道,夜晚基本没人经过的路段,一整夜的灯白白的亮着,造成了极大的资源浪费。
所以改进路灯的控制系统,实现智能化控制很有必要被提上日程,亟待解决。
对校园路灯的智能控制,国内外已经开始采用,但对校园路灯的控制,尤其是我国校园路灯的智能控制尤为缺乏和不完善,依然是传统式的人工管理。
各类大、中专院校不断扩招,校园的用电负荷不断加大,校园用电管理不善,造成学校电能浪费,经济损失,这种的浪费与当今的节约能源理念相违背。
再者,现代自动化程度不断提高,计算机技术的普及,灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。
例如搂道灯光的自动控制等等。
所有这些使得校园路灯控制也应该朝着智能的方向发展。
所以说,开发简便,实用的校园路灯自动控制系统便具有重要的现实意义。
我国政府极其重视节约和节能。
1997年11月1日我国颁布了《中华人民共和国节约能源法》,节能已经是法律上的规定,节能减排是我国重要国策之一。
北京2008年奥运场馆建设,在“科技奥运,人文奥运,绿色奥运”三大理念的基础上,又提出“勤俭办奥运”的方针,充分体现政府节能,节约的决心!
国家发改委提出了“电机系统节能工程”、“建筑节能工程”、“绿色照明工程”等十大重点节能工程,通过这十大工程,“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的目标。
2006年1月将实行国家建设部颁布的“民用建筑节能管理规定”,2005年7月1日开始实施的“公共建筑节能设计标准”GB50189—2005要求全年的总能耗(采暖,通风,空气调节和照明)减少50%。
广大电气技术工作者只有认认真真研究节约电能的理论和技术,开发出优良的节电产品并应用于实际,才能从根本上贯彻国家规定的各项节能法规,造福于社会。
照明节能意义重大,我国照明耗电大体占全国总发电量10%~12%,据资料报道,目前城市照明(指景观照明和功能照明的统称),年用电量约占全国总发电量的4%~5%。
照明节能主要从三个方面入手:
选用高效节能的电光源和灯具;选用高品质电子镇流器或节能型电感镇流器;配置适宜,先进照明控制装置。
目前我国城市公共照明每年开支达数百亿元。
应积极推广采用国际上流行的全数字智能路灯节能控制技术:
即智能光源降压——稳压——调光技术。
它的技术思想为:
在繁忙时段,控制路灯保持较强的照度,午夜时分,自动调光;后半夜车稀人少时,控制路灯保持较低的照度的照明。
在美国、德国此类技术得到了政府大力扶持和推广,节电率高于30%。
我国已有独立自主知识产权的这方面技术产品如哈工大楼宇自动化研究所研制的“金卤灯调压调光系统”,在城市道路照明应用中运行效果优良[1]。
虽然我国能源总储量很高,但由于我国人口众多,所以人均储量很少,单位产值的能耗是发达国家的3-9倍。
能源问题已成为制约我国国民经济发展的关键性问题。
从环境和自然资源角度出发,能源问题也是我国长期可持续发展战略中一个关键因素。
此外,能源问题不仅关系经济发展和环境生态,在特定情况下还会对社会稳定有很大影响。
鉴于能源问题的重要性,我国在绿色照明工程新闻发布,绿色照明工程未来五年问将在公用设旅、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯,节约用电290亿度。
上海、河北等一些地方采取政府对节能灯大宗采购每只补贴3至4元的方式进行推广。
从普通白炽灯到高效节能灯,使我国的电光源产品结构逐步向节电型转[2]。
目前,随着经济的快速发展,能源短缺问题日益尖锐,已经成为一个国家经济发展的巨大阻力,尤其现今越来越倡导低碳生活,节约能源已经成为一种全球共同认识,而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。
但是目前在校园内,校园夜晚灯火通明,但是灯下却没
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- 校园 路灯 智能 控制系统 设计 实现