摘要：路灯控制系统是一项不可或缺的市政配套设施。文章介绍了一种基于AT89S52的智能路灯控制系统的设计方案。该控制系统具有节能环保、智能化程度高、控制准确、安全可靠等优点。
关键词：全天候嵌入式智能路灯；路灯控制系统；节能；AT89S52；模块化设计
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2011)01-0021-02
1 概况
近年来，随着经济的高速发展和城市化进程的不断深入，对相应的各项市政配套设施也提出了更高的要求。以城市路灯照明系统为例，传统的路灯照明控制系统，基本只能实现按时开关灯的功能，仅仅是根据设定的时间来对路灯进行相关控制。随着机动车保有量的逐年上升和人口密集化发展，传统的城市路灯照明系统显现出很多缺点和不足，例如：容易出现大雾、大雨等恶劣天气缺乏必要的道路照明，而在深夜及人流、车流量稀少时存在一定程度的电力浪费问题；一旦路灯出现故障，只能通过路灯巡查人员检查发现，不能及时的反映到照明控制系统中，给维护工作带来不便。因此，我们需要建立一套全天候的智能路灯控制系统，该系统不仅具备基本的按时开关灯的功能，而且应该能够根据实际交通情况灵活改变灯光控制，如根据天气情况、车流量适当调整路灯亮灯状态等，以便能够最大程度的实现节能环保，同时路灯如果发生故障应能够及时反映到控制系统中。
2 系统硬件结构设计
2.1 总体方案设计
该智能路灯控制系统充分考虑了传统路灯控制系统的弊端，采用性价比较高的AT89S52单片机作为微控制器，主要功能设计如下
(1) 路灯控制系统有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，不仅能够控制整条线路按时开灯和关灯，还应能够分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。
(2) 路灯控制系统应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。
(3) 路灯控制系统应能根据交通情况自动调节亮灯状态。
(4) 当路灯出现故障时(灯不亮),路灯控制系统应发出声光报警信号，并在路灯控制器上显示有故障路灯的地址编号。
2.2 硬件结构设计
控制系统的各部分均采用模块化设计，系统硬件结构如图1所示：
2.2.1 时钟模块 为实现精确的时钟控制并节省单片机I／0口资源，该设计使用的是串行时钟芯片DSl302，该芯片线路简单、体积小、功耗低且价格低廉。它可以提供年、月、日、时、分、秒以及日期数据，计时格式24或12小时可选，每月的天数和闰年的天数可自动调整。DSl302具备主电源／后备电源双电源引脚，主电源断电后仍能工作，以保证时钟的准确性，同时提供了对后备电源进行细电流充电的能力。时钟模块提供智能路灯控制系统定时开关灯操作时所需的时钟信号，且时钟数据可通过键盘控制模块进行调整。
2.2.2 信号采集模块 信号采集模块包括物体检测模块和环境亮度检测模块，两者功能如下：
物体检测模块。通过设置在马路两侧的光电传感器，捕捉通过的人流车流，以实现有物体时通过，路灯亮度适当增加，当物体通过该路灯照明区域后，则恢复正常亮度。实际使用中对模块中所使用的光电传感器的检测距离和精度有一定要求。
环境亮度检测模块。该模块利用光敏器件来检测环境亮度的变化，并能根据环境亮度变化实现路灯的自动开关控制，要求感光度可调。如在恶劣天气导致环境亮度下降时，能够自动开启路灯照明：待环境亮度回复正常后，能够自动关闭路灯照明等。并要求能具备一定抗干扰能力，如夜间的闪电或烟花等引起的瞬间强光，不能导致周围路灯发生闪烁现象等。
2.2.3 故障检测模块通过设置在路灯上的光电传感器检测路灯是否出现故障或异常，由AT89S52负责定时检测光电传感器上的电平信号。
2.2.4 报警模块一旦检测到路灯出现故障或异常，AT89s52控制喇叭报警，并向显示模块发送故障路灯编号。也可在电路中设置LED发光报警，实现声光协同报警。
2.2.5 显示模块根据实际显示内容可采用液晶显示模块或LED数码管，后者功耗更低，且性价比较高，但显示内容有所限制。
2.2.6 键盘模块 据实际所需按键数目可采用独立式键盘或行列式键盘，本设计中需要通过按键实现工作模式的转换和调整时间《实时时间和定时开关路灯)功能，实际所需按键不多，可采用独立式键盘结构。
3 系统软件设计
系统软件部分针对硬件不同模块设计相应功能子程序或中断服务子程序，供主程序调用，主程序流程图如图
2 所示:
在系统软件设计环节中还需注意一些设计细节，譬如：按键模块的软件消抖部分是否正确有效，流量检测控制中的响应时间是否足够短，一旦延迟时间太长会出现人流、车流通过后，路灯才增加亮度的无效操作：在光敏器件的抗干扰程序设计部分，应采用类似按键消抖的多次判别确认的方式，两次判别间给予适当延时，确保检测到正确有效信号等。
4 结语
低碳、节能、环保等理念已经逐渐渗透到经济发展的各个领域，采用智能化路灯控制系统不仅能够满足正常的道路照明功能，还能有效节约电力资源，使得城市的路灯系统更加科学且更具人性化。同时也提高了路灯系统维护和检修的工作效率，一定程度上减少了市政工作人员的劳动强度。
参考文献
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(责任编辑：赵秀娟)