??1 引言 ??在倡導綠色用電的今天，路燈節能控制日益成為人們關注的話題，這里設計并制作一套模擬路燈節能控制系統。節能控制系統結構如圖1 所示。 ?? ??圖1 模擬路燈節能控制系統結構圖 ??模擬路燈節能控制系統實現的功能： 支路控制器有時鐘功能，能設定、顯示開關燈時間，控制整條支路按時開燈和關燈; 能根據環境明暗變化，自動開燈和關燈，能根據交通情況自動調節亮燈狀態;并能分別獨立控制單只路燈的開燈和關燈時間; 當圖1 模擬路燈節能控制系統結構圖路燈出現故障時（ 燈不亮） ，支路控制器發出聲光報警信號，并顯示有故障路燈的地址編號。單元控制器具有調光功能，路燈驅動電源輸出功率能在規定時間按設定要求自動減小，該功率應能在20% ～100% 范圍內設定并調節，調節誤差≤2%。 ??2 總體設計方案 ??2. 1 設計思路 ??設計采用PWM 脈寬調制技術和恒流源電路對路燈的驅動和亮度調節。通過單片機和傳感器及其檢測電路完成路燈工作狀態的控制。顯示部分利用液晶顯示模塊，菜單式操作，顯示時間、故障路燈地址、支路開關燈時間、每只燈的開關時間等功能。 ??2. 2 設計原理 ??根據模擬路燈節能控制系統結構圖，將整體電路分成為五部分： 環境控制電路、時鐘電路、交通狀況的傳感器檢測電路、顯示控制模塊、LED 恒流驅動及故障檢測電路。 ??2. 2. 1 環境控制電路 ??利用光敏電阻的阻值與光照度呈反比例關系，采樣其兩端的電壓信號，利用采樣的電壓信號通過施密特觸發器輸出的TTL 電平來控制LED 燈的開關。電路可靠，有效地避免由于短時間光照劇烈變化引起的誤動作，操作者可以通過電位器方便的進行調試。 ??2. 2. 2 時鐘電路 ??使用時鐘專用芯片DS1302 進行時鐘控制， 通過外加很少的電路就可以實現高精度的時鐘信號。 ??外圍電路簡單可靠，時間精度高，采用串口通信可以節省I /O 口的資源，通過外接鋰電池后可以實現時間信息儲存。 ??2. 2. 3 交通狀況的傳感器檢測電路 ??使用紅外傳感器， 來判斷物體是否通過相關位置，并送入單片機判斷執行相關程序。它具有光電傳感器的優點，又避免了LED 燈的燈光干擾。 ??2. 2. 4 顯示控制模塊 ??使用128 × 64 液晶點陣進行信息顯示，使用獨立鍵盤進行功能切換和時間調整。信息量大，外圍電路簡單，通過下拉式菜單方便操作，人機界面友好。 ??2. 2. 5 LED 恒流驅動及故障檢測電路 ??利用三端可調穩壓集成塊LM317，實現恒流輸出。PWM 脈寬調制法來控制燈的亮度，可以精確的控制燈的亮度和功率，而且LED 燈在從暗到亮的變化中過度平滑。可以選用單片機內部集成有兩路PWM脈寬，能方便的產生所需要的PWM 脈寬調制信號。 ??2. 3 系統組成 ??2. 3. 1 根據以上的設計思路及設計原理確定系統組成框圖如圖2。 ?? ??圖2 系統組成框圖 ??2. 3. 2 每只LED 燈控制邏輯關系圖 ??每只LED 燈控制邏輯關系圖如圖3 所示。在規定的時間條件成立（ 開燈時間） 或環境明暗條件成立（ 暗到一定程度） 的情況下開燈; 當有物體（ 如人、車等） 通過到規定的區域內時燈亮， 當物體離開規定區域時燈滅，實現節能要求。 ?? ??圖3 LED 燈控制邏輯關系圖 ??3 單元 ??3. 1 環境光控制電路 ??環境控制電路是對環境光亮度的檢測，將檢測信號送單片機P15， 從而實現自動開燈關燈。圖4為環境控制電路圖。 ??明暗檢測采用光敏電阻RG1 和R12 （ RP2 ） 分壓，提取電壓信號，送到由555 定時器組成的施密特觸發器。當環境暗到一定程度（ 通過RP2 可以方便的調節） ，RG1 阻值上升，施密特觸發器翻轉， 將電平信號送單片機處理。C8 為抗干擾設計， 如天暗時，閃電的干擾，C8 使555 的2 腳電壓不會突變，防止誤動作。D2 為指示燈，方便調試。 ??