模拟路灯控制系统设计

一、任务

设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示：

支路控制器 图1 路灯控制系统示意图 定位点 40 LED灯1 输入、显示装置 单元控制器1 单元控制器2 LED灯2 20 40 40 40 S A B 40 C S’ 图2 路灯布置示意图

1. 基本要求

① 支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯

② 支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。

③ 支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态；当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时，灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。

④ 支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。

⑤ 当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。 2.发挥部分

① 自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。

② 单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%~100%范围内设定并调节，调节误差小于或等于2%。 二、系统方案

主控制单元可以以单片机为核心，通过键盘模块输入设定系统的运行初始状态及模式切换；环境检测模块中的光线传感器将感应到的环境明暗的变化信号传给单片机，进而改变各支路路灯的运行状态；可移动物体检测模块可采用红外传感器，根据交通情况及可移动物体的位置自动调节LED灯的亮灭状态及次序；显示模块主要显示LED灯的亮、灭状态和灯故障地址，实现时间设置等的同步显示；当LED灯输出功率的调节主要通过控制器的调光信号，经过LED恒流驱动模块控制LED路灯的亮灭状态及发光强度。

系统电源 键盘模块 时钟模块 路灯开关 物体检测 环境检测 图3 单片机控制器系统结构框图

控 制 器 声光报警 显示模块 故障检测 调光模块 调光模块 故障检测 LED灯2 恒流驱动 恒流驱动 LED灯1