模拟路灯控制系统设计报告设计报告.doc

题目名称：模拟路灯控制系统（I 题）

摘要： 本模拟路灯控制系统以 AT89S52 为主控芯片，通过传感器在晚

上是否有行人路过对路灯进行自动开启和关闭，并对路灯的运行状况进行及时反

馈，然后通过数码管来显示状况。在提倡节能和高效的今天，大多数的路灯晚上

是否有行人都是常开着的，这不仅浪费了电能而且影响了路灯的寿命。而我们设

计的模拟路灯不仅在节能上得到了认可，而且在寿命上远远比普通的路灯寿命更

长。

promoted today, while most of the street lights are often turned on at

night whether there are pedestrians passing by. This not only wastes

energy but also affected the life of the lamps. In our design, not only

the simulating street lights’energy-saving has been recognized, but also

their lives are far longer than ordinary ones.

Key words: sensor ; street light ; energy-saving

1. 方案论证与比较

1.1 LED 灯驱动的比较与选择

1W 的 LED 灯不能使用普通的三极管作为驱动，因为普通的三极管功率为

0.6W 左右，若驱动 1W 的 LED 灯，三极管功率太低，发热量大，极容易烧坏。

案。用 RPR220 型光电对管。RPR220 是一种一体化反射型光电探测器，其发射器

是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。

采用 RPR220 完全可以有效的降低干扰，而且方便可行，能够准确的实施检测。

RPR220 采用 DIP4 封装，其具有如下特点：塑料透镜可以提高灵敏度。内置可见

光过滤器能减小离散光的影响。体积小，结构紧凑。且当发光二极管发出的光反

射回来时，三极管导通输出低电平。

1.3 显示模块的比较与选择

本模拟路灯控制系统中，要求显示时钟和路灯出故障时显示相应的路灯，此

时的显示可以用液晶模块 1602 来显示，或者采用其他的 LCD 模块来显示，也可

以采用数码管来显示，对于这个系统，采用 LED 作为显示，数码管显示亮度高，

生活中实际路灯对晚上行人的感触。而测量路灯运行的正常状况，我们可以加高

电压或者电流让 LED 灯烧坏，此时 CPU 发出报警和显示相应烧坏的路灯序号，

而一般情况下我们不采取这种做法，在可行的情况的下，我们可以选择截断 LED

灯一根电源供应线，此时电路的相当于烧坏 LED 的作用，测量的效果亦可以起

到烧坏 LED 灯的作用，所以我们选择了后者作为 LED 灯运行状况的测量。

2.硬件设计

2.1 总体设计

模拟路灯控制控制系统有五大板块组成，划分为：电源模块，单片机控制

模块，传感模块，LED 灯驱动模块，报警模块，各个模块并不是相互独立的，

而是彼此工作，一旦有一板块停止工作，都会影响其他的模块。电源模块输入的

模拟路灯控制系统总体框架图

2.2 单元电路设计

2.2.1 反射式光电传感器模块设计：

依题意，“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（见图 2），灯 1 亮”，可见，要感应物体 M 的移动，可用

红外传感器来感应物体的到来和离去，把物体的移动信息及时的传送至 CPU，

让 CPU 作出相应的处理，我们选择了 RPR220 传感器，因为它具有发射和接收

功能，而且管耗小，较灵敏，其工作电压为为 5V，光电传感模块原理图如下所

示：

2.2.2 光敏电阻感应模块设计：

本系统使用的光敏电阻是龙信达科技公司生产的型号为 LXD95 系列的 Φ9 的

光敏电阻，该电阻对光比较灵敏，而且价格便宜，额定电压为 3.5V，光阻为

中大功率的三极管来做驱动，我们选择了 3DA 18A 三极管，它的额定功率为 1W，

最大电压为 5V,最大电流为 220MA，DIP 金属封装，管耗小。LED 灯驱动电路

模块的原理图如下：

2.2.4 电源模块的设计

由于整个系统的正常工作电压是 5V，所以我们打算用 12V 的变压器把

220V 的交流电降压到 12V，然后再通过 KBP307 进行整流，经过 7805 稳压到 5V，

电源模块原理图如下：