城市智能路灯控制系统毕业设计最终稿.docx
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城市智能路灯控制系统毕业设计最终稿
学生毕业设计
课题名称
城市智能路灯控制系统设计
姓名
欧敏辉
学号
学院
通信与电子工程学院
专业
电子科学与技术
指导教师
胡赛纯副教授
2013年06月12日
毕业设计任务书
课题名称
城市智能路灯控制系统设计
姓名
欧敏辉
学号
学院
通信与电子工程学院
专业
电子科学与技术
指导教师
胡赛纯副教授
2013年01月22日
一、设计的教学目的
1、提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力；
2、培养学生知识应用能力、动手能力、创新能力、文字表达能力等，为今后的学习和工作打下良好的基础；
3、培养学生认真负责的工作态度。
二、设计的主要内容
1、总体方案确定。
根据设计要求完成系统的总体设计方案；
2、系统硬件设计。
系统硬件设计主要包括：
按键输入电路、单片机数据输入输出电路、光敏和声敏控制电路、蜂鸣器报警电路、二极管路灯模拟电路，在此基础上完成原理图的绘制以及PCB图绘制和封装；
3、系统软件设计。
本设计主要研究智能路灯控制系统，通过对时间的定时和光敏传感器的应用，达到对路灯的亮灭控制。
对下半夜的路灯节能模式的开启和声敏系统的安全模式的跳转。
对灯泡的亮灭进行采集，达到报警的程序描述；
4、制作实物。
依据原理图列元器件清单，制作PCB板，购买元器件，进行电路板焊接，最后进行实物调试，完成实物的制作。
三、设计的基本要求
1、题目应恰当、准确地反映本课题的研究内容。
2、中心突出，内容充实，数据可靠，层次分明，图表清晰，结论正确。
3、所使用的度量单位一律采用国际标准单位。
4、字数不少于3000字。
四、进度安排
序号
设计各阶段内容
起止日期
1
确定选题，下达任务书
2013年01月22日
2
设计开题答辩
2013年03月23日
3
交初稿
2013年04月15日
4
交第二稿
2013年05月15日
5
交第三稿
2013年05月25日
6
交定稿
2013年06月01日
7
毕业设计答辩
2013年06月09日－06月15日
五、参考文献
[1]蔡美琴,张为民.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].高等教育出版社,2004:
13-45.
[2]刘建清.轻松玩转51单片机C语言[M].北京航空航天大学出版社,2011:
255-269.
[3]康华光.电子技术基础模拟部分[M].北京:
高等教育出版社,1998:
98-123.
[4]余锡存.单片机原理与接口技术[M].西安:
西安电子科技大学出版社,2003:
35-62.
[5]杜军,邱瑞学.PL2101在路灯控制系统中的应用[J].国外电子元器件.2003.9:
33-34.
[6]熊涛,丁辛芳,陈德英.一种新颖的照明控制电路[J].传感器技术,1999,18（5）:
50-53.
[7]王海伦,叶冬芬.单片机控制的照明智能控制系统[J].电气时代,2005,
（1）:
121-122.
[8]谭浩强.C程序设计[M].北京:
清华大学出版社,2007:
145-169.
[9]严蔚敏,吴伟明.数据结构（C）语言版）[M].北京:
清华大学出版社,2010:
256-287.
[10]V.Yu.Teplov,A.V.Anisimov.ThermostattingSystemUsingaSingle-ChipMicrocomputerandThermoelectricModulesBasedonthePeltierEffect[J],2002,27（6）:
67-104.
学生毕业设计
开题报告书
课题名称
城市智能路灯控制系统设计
姓名
欧敏辉
学号
学院
通信与电子工程学院
专业
电子科学与技术
指导教师
胡赛纯副教授
2013年02月18日
设计题目
城市智能路灯控制系统设计
课题的根据：
1）设计方案（设计用到的主要工具、预期实现的功能及参数要求、主要功能模块等）。
2）自己的见解（主要是对设计方案的制定、设计难点及解决办法、设计创新方面的思考）。
1.设计方案
本次毕业设计主要采用MCS-51系列单片机原理和控制理论设计城市智能路灯控制系统，实现定时开关，光控开关，声控开关，故障报警等路灯电路模型与仿真及实物。
以单片机STC89C52为核心控制器件，通过按键选择设置时间参数，在LCD1602显示相应设置值，并在串口通信协议下将参数值送到单片机中，实现对时间的定时，实现定时开关的作用。
结合光控开关，和在下半夜的声控开关，共同实现路灯系统的智能化，节能和更好的实现故障报警和维护。
1.1设计用到的主要工具
本次设计用到主要工具有：
Proteus7.5，KeiluVision3，AltiumDesignerSummer09，Multisim1.0。
1.2预期实现的功能及参数要求
1、实现定时开关设置，通过按键电路在LCD1602上设置定时开路灯和定时关路灯，实现在不同四季可以更好的控制路灯开关时间，以达到最好的开关效果；
2、实现光控开关的功能，能随机应变的适应当白天光照强度低于15LUX的情况下，达到开启路灯系统，使交通更加安全可行；
3、下半夜通过关掉相间隔的路灯，以实现节能的功能，配合声控控制开关，可以及时全亮，给交通带来安全可靠照明系统；
4、通过检测电路，实现灯泡故障报警电路系统，便于维护人员的维护和及时排除交通的安全隐患问题。
1.3主要功能模块
1、以STC89C52单片机作为本设计的控制核心处理器组成的单片机最小系统；
2、以按键配合LCD1602控制设置的定时开和定时关的电路设计；
3、光控电路设计，实现应急开路灯控制；
4、下半夜路灯节能模式的开启和声控开关的应急启动，节能和减少交通安全隐患问题；
5、二极管模拟路灯电路；
6、故障和报警电路，便于尽快维护交通安全问题。
2.本人见解
2.1方案制定
随着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。
路灯管理工作需要一个以计算机为核心的、自动化的管理手段来替代普通的路灯监控系统。
使整个城市照明监测，决策和管理工作建立在计算机信息网络平台之上。
因而单片机在路灯系统中的应用应运而生。
由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。
单片机技术中的计时系统是单片机的一个典型的应用。
通过计时系统来对时间进行有效的控制。
在路灯设计的定时系统中将得到更好的应用.
路灯控制系统在城市中的用途很广泛，本路灯控制系统针对实际情况的需要进行优化设计的。
在本设计中，输入是开关按键，进行时间控制，显示是通过LCD1602实现，通过对时间的调整，达到定时开和定时关的设置，达到控制的目的。
结合光控和声控以及固有的节能模式为一体，实现更加实用性和可行性的路灯控制系统。
既可以实现节能化，也可以实现快速报警化，便于维修人员的维护和及时的减少因路灯原因引起的交通隐患，实现更加安全节能环保的路灯控制系统。
2.2设计难点及解决办法
本设计的主要难点有对时间的设置，只利用单片机自带的定时器来实现定时开路灯和定时关路灯。
还有就是要达到在下半夜之后才开启声控开关的应用功能，在白天或者上半夜不能处于应用状态。
再次就是故障报警电路的灵敏度的控制和调试问题。
采用12MHZ的晶振，便于对时间的精确控制，通过对一个时钟的设置基础上再来实现定时开关的功能。
光敏和声敏开关采用灵敏度极高的光敏电阻和声敏电阻，以实现灵敏开关，减少系统的应用故障问题。
采用LCD1602来显示，比数码管更加好的显示时间设置的值，以及可以显示故障问题，比普通的数码管更加实用。
报警系统采用强蜂鸣器，来提醒工作人员故障问题，催促你及时维护路灯，带来交通的安全便捷。
本设计集成了存储、编解码电路、传感器控制电路。
为实现可靠的数据精度，本设计在硬件方面方面选择精度高的元器件，电路中设计了多重开路灯电路设计，更好的实现路灯的及时高效的应用问题。
软件设计中，通过对单片机的I/O口的设置和应用，完成该设计所需的实现功能。
需设计合理的硬件电路，而软件设计需流程清晰，合理编写模块化程序。
2.3设计的创新思想
城市智能路灯控制系统，在常规的路灯开关设置基础上，实现更加节能，高效，更加方便切实可行的方法。
AT89S52单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、价格低廉等特点，将它与传感器、LCD显示屏以及其他外围电路结合可设计出简单高效、精度可靠、易于运用和实用的路灯开关控制系统；本设计加入了特有的下半夜节能开关模式，在人和车流量少的时候，达到一种节能的方式，减少不必要的能源消耗。
当有车辆或行人经过时，通过声控开关开启未亮的路灯，减少交通隐患。
配合定时开关和光控开关的使用，实现双开关控制功能。
以及那盏灯坏了可以通过LCD显示以及蜂鸣器报警，减少维护工作量和便于工作人员尽快解决问题；
本设计的精确方面就是集节能，高效，安全，维护于一体的智能控制系统。
实现更加方便快捷的城市新型路灯控制系统。
设计的主要内容:
1.总体方案确定。
广泛查阅单片机定时方面的资料和I/O口的输入输出的控制资料以及其他的一些路灯控制模式和传感器开关的研究资料，根据设计要求进行项目方案选择与论证，完成系统的总体设计方案；
2.系统硬件设计。
系统硬件设计主要包括：
时钟电路、单片机的最小系统电路、按键设置和LCD显示电路、光/声控制电路、报警电路以及二极管路灯模拟电路。
在此基础上完成原理图的绘制以及PCB图绘制，最后进行Proteus仿真；
3.系统软件设计。
本设计主要研究开关的问题，定时开关和光控开关以及下半夜工作的声控开关的协调问题和开启问题，采用一定的时序和中断来实现这些功能的编写等；
4.制作实物。
依据原理图列元器件清单，制作PCB板，购买元器件，进行电路板焊接，最后进行实物调试，完成实物的制作。
完成期限和采取的主要措施：
一、完成设计时间安排：
确定选题，下达任务书2013年01月22日
设计开题答辩2013年03月23日
交初稿2013年04月15日
交第二稿2013年05月15日
交第三稿2013年05月25日
交定稿2013年06月01日
毕业设计答辩2013年06月09日－06月15日
二、采取的主要措施：
1.广泛查阅文献资料，阅读相关书籍，确定选题。
2.深入思考，提出方案，获得设计思想；
3.理清思路，明确范围和框架、重点、难点技术攻关，抓创新点，疏通具体细节。
4.设计、制作实物，写作、修改、定稿，完成毕业设计。
主要参考资料：
[1]蔡美琴,张为民.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].高等教育出版社,2004:
13-45.
[2]谭浩强.C程序设计[M].北京:
清华大学出版社,2007:
145-169.
[3]康华光.电子技术基础模拟部分[M].北京:
高等教育出版社,1998:
98-123.
[4]余锡存.单片机原理与接口技术[M].西安:
西安电子科技大学出版社,2003:
35-62.
[5]杜军,邱瑞学.PL2101在路灯控制系统中的应用[J].国外电子技术.2003.（9）.
[6]熊涛,丁辛芳,陈德英.一种新颖的照明控制电路[J].传感器技术,1999,18（5）:
50-53.
[7]王海伦,叶冬芬.单片机控制的照明智能控制系统[J].电气时代,2005
（1）:
121-122.
[8]严蔚敏,吴伟明.数据结构（C）语言版）[M].北京:
清华大学出版社,2010:
256-287.
[9]V.Yu.Teplov,A.V.Anisimov.ThermostattingSystemUsingaSingle-ChipMicrocomputerandThermoelectricModulesBasedonthePeltierEffect[J],2002,27（6）:
67-104.
指导教师意见：
签名：
年月日
开题报告会纪要
时间
2013年03月23日
地点
湖南科瑞特科技股份有限公司
与
会
人
员
姓名
职务（职称）
姓名
职务（职称）
姓名
职务（职称）
李加升
教授
胡赛纯
副教授
邓杨保
讲师
会议纪要：
主持人：
记录人：
年月日
指
导
小
组
意
见
负责人签名：
年月日
学院
意
见
负责人签名：
年月日
毕业设计答辩申请表
学号
姓名
欧敏辉
学院
通信与电子工程学院
专业
电子科学与技术
指导教师
胡赛纯
设计课题名称
城市智能路灯控制系统设计
设计要求及进程计划
起止时间
任务要求
完成情况
指导教师
签名
2013年03月23日
设计开题答辩
2013年04月15日
交初稿
2013年05月15日
交第二稿
2013年05月25日
交第三稿
2013年06月01日
交定稿
毕业设计特色简介：
本设计大约有八千字的篇幅，主要研究了如何用基于单片机设计城市智能路灯控制系统功能，本设计主要分为三个部分：
（1）总体部分；
（2）硬件部分；（3）软件部分。
本设计除了实现了基本的路灯控制功能，还实现通过光控、声控和人工启动相结合；下半夜的节能模式；路灯坏了报警功能于一体。
使该设计质量得到了很好地提升，同时也更高效节能，具有较好的实际意义与前景。
是否同意参加答辩意见：
主指导教师（签名）
年月日
学生毕业设计
答辩评审表
课题名称
城市智能路灯控制系统设计
姓名
欧敏辉
学号
学院
通信与电子工程学院
专业
电子科学与技术
指导教师
胡赛纯副教授
2013年06月01日
毕业设计成绩评定标准及评审表（理工科类）
专业：
电子科学与技术课题：
城市智能路灯控制系统设计学生：
欧敏辉
分
块
等级及得分
项目
（该项满分值）
评分等级
各档得分
评分
A
B
C
D
A
B
C
D
指
导
教
师
40%
完成任务的水平和质量50
1．资料搜集与整理论证情况（10）
齐全
较完全
基本齐全
差
9-10
7-8
5-6
≤4
2．基本概念和理论情况（10）
清楚、正确
基本清楚
基本正确
尚清楚
尚正确
不清楚
不正确
9-10
7-8
5-6
≤4
3．计算方法和计算结果（15）
正确、应用计算机较多
基本正确
少量应用
尚正确
尚应用
不正确
未应用
13-15
10-12
7-9
≤6
4．独立见解和应用价值（5）
有、较大
有、一般
有、无或无、一般
无、无
5
4
3
≤2
5．说明书、图纸（10）
层次分明、正确无误、认真工整、外文提要正确
基本正确、较认真、较明确
尚正确、尚认真、基本正确
错误很多、认真、不正确
9-10
7-8
5-6
≤4
独立工作能力30
6．方案制定、选用（10）
独立完成
且正确
基本独立
完成正确
尚能独立完成基本正确
不能独立完成且错误很多
9-10
7-8
5-6
≤4
7．规范和手册使用（8）
熟练
基本熟练
尚可
基本不会
8
7
6
≤5
8．编程、上机结果的分析与处理、国内外文献阅读（12）
熟练主动查阅消化引用
基本熟练查阅、有引用
尚可尚能
查阅引用
基本不会
查阅引用
11-12
9-10
7-8
≤6
工作态度20
9．遵守纪律（10）
好
较好
一般
差
9-10
7-8
5-6
≤4
10．爱护公物、保持良好环境（5）
好
较好
一般
差
5
4
3
≤2
11．工作责任心、主动性（5）
强
较好
一般
差
5
4
3
≤2
材
料
评
阅
人
30%
1．任务完成情况（10）
全部完成
基本完成
主要部分完成
未完成
9-10
7-8
5-6
≤4
2．基本概念和理论论证情况（20）
清楚、正确
基本清楚
基本正确
尚清楚、尚正确
不正确、未应用
18-20
15-17
12-14
≤11
3．计算方法和计算结果（30）
正确、应用计算机较多
基本正确
少量应用
尚正确、未应用
不正确、不应用
26-30
21-25
16-20
≤15
4．独立见解和应用价值（10）
有、较大
有、一般
有、无或
无、一般
无、无
9-10
7-8
5-6
≤4
5．说明书、图纸（20）
层次分明、正确无误、认真工整，外文提要正确
基本正确、较认真、较正确
尚正确、尚认真、基本正确
错误很多、不认真、不正确
18-20
15-17
12-14
≤11
6．题目难度大小、工作量（10）
难、饱满
知中、较饱满
较易、尚饱满
易、不饱满
9-10
7-8
5-6
≤5
答
辩
委
员
30%
1．报告情况（20）
简明、清晰、重点突出
基本清晰
重点不够
尚清晰、有错
概念不清
错误较多
18-20
15-17
12-14
≤11
2．回答问题情况（50）
正确、熟练
基本正确
尚正确、有错
基本不正确
43-50
35-42
27-34
≤26
3．说明书、图纸（20）
总体印象认真、工整、正确
较认真
尚认真
不认真
18-20
15-17
12-14
≤11
4．独立见解和应用价值（10）
有、较大
有、一般
有、无或无、一般
无、无
9-10
7-8
5-6
≤4
说明：
1．本方案供学院部参考，评分方案和比例均可根据实际情况进行调整。
2．学生的答辩成绩取诸答辩委员会的平均成绩。
3．答辩委员会除给出答辩成绩外，还应汇总和审查指导教师、材料评阅人给出的成绩，然后分档（优
≥90；良80-89分；中70-79分；及格60-69分；不及格≤59分）给出学生毕业设计成绩。
指
导
教
师
评
审
意
见
评语：
评分（百分制
）
指导教师（签名）：
年月日
评
阅
教
师
评
审
意
见
评语：
评分（百分制
）
评阅教师（签名）：
年月日
答
辩
小
组
意
见
评语：
评分（百分制
）
负责人（签名）：
年月日
院
系
学
术
委
员
会
意
见
评语：
论文最终评分（
）
评定等级
负责人（签名）：
院系（公章）年月日
注：
①评语包括设计（论文）优点、缺点、数据、材料、论证、结论是否正确，有无新的见解等。
②等级标准：
优≥90；良≥80；中≥70；及格≥60；不及格＜60；
答辩会纪要
时间
地点
答
辩
小
组
成
员
姓名
职称
所学专业
所从事专业
答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：
会议主持人：
记录人：
年月日
学生毕业设计
课题名称
城市智能路灯控制系统设计
姓名
欧敏辉
学号
学院
通信与电子工程学院
专业
电子科学与技术
指导教师
胡赛纯副教授
2013年06月01日
湖南城市学院本科毕业设计诚信声明
本人郑重声明：
所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行，设计成果和制作的产品实物不存在知识产权争议。
对本设计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结果由本人承担。
本科毕业设计作者签名：
年月日
摘要................................................................................................................................1
关键词............................................................................................................................1
引言................................................................................................................................2
3.2.2白天系统工作模式驱动程序............................................................13
城市智能路灯控制系统设计
摘要：
本文研究的城市智能路灯控制系统，是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗，而开发的基于单片机的新型节能控制系统。
集光敏控制、声敏控制、节能控制、报警控制于一体。
智能路灯节能控制系统利用STC89C52为核心芯片，通过对时间的定时控制来控制路灯，通过光敏和声敏开关来控制突发情况，以及与下半夜进入节能模式相结合，利用LED作为模拟路灯，并且配合报警模块实现智能路灯控制系统。
关键词：
STC89C52；LED路灯；光敏开关；声敏开关
引言
近年来，随着我国经济改革的深入发展和信息化时代的深入，路灯的发展给城市带来了明亮和方便。
路灯是城市形象的代表，也是城市交通安全的保障，给人民的生活带来特别大的便利。
但随着路灯的发展城市路灯的维护量增大，带来维护人员不足的问题，使得路灯故障时不能得到及时的修复以致造成人民生活的不便。
维护费用也随之增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难，增加了政府的处理能力，滞后经济和社会的发展。
因此迫切需要解决此问题，故针对这种情况
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