基于AVR单片机的led路灯控制设计开题报告.pdf

河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称 基于AVR单片机的LED路灯控制设计 学生姓名 肖科 专业班级 电仪09—2班 学号 310908050222 一、 选题的目的和意义： 中国地广物博，是一个能源大国，但因为人口基数大，就人均来看， 只是一个能源 “小”国。电力系统关乎民生，与煤炭，水利，新能源等 紧密相联，道路照明又在电力的消耗中占了不小的比重。随着我国城市 化水平的不断提高，道路照明系统的需求也越来越大。从开始的钨灯， 低压钠灯，节能灯，到如今具有革命性的LED半导体照明灯具，虽然在 一定程度上逐步往绿色节能的方向发展，但灯具的革新只是节能中的一 部分。相对于用电量的持续快速增长，这种节能还远远不够。而且目前 国内各城市的路灯能源利用率普遍不高，传统的路灯节能系统大多为单 一的时钟控制或光敏控制，全亮全灭的控制，控制方式灵活性差，夜间 光污染，交通安全隐患多，大量浪费资源。道路照明的智能化控制，旨 在能够改变这一现状，更多的是希望能够在节约能源上做出贡献。 要从根本上改变这一现状，实现能源节约，道路照明的智能控制显 然是一个很有效的方法。通过对不同环境下照明条件的智能调控，能够 实现电力资源的优化配置，减少了浪费与光污染，既符合建设节约型社 会的国家政策，又保证了道路安全。 二、 国内外研究现状简述： LED照明产品是一种新型的绿色节能照明电器。其寿命长，光效 高，绿色节能等特点，必将给照明带来一场崭新的革命。由于其反应迅 速，便于控制的特点，与其配套的智能照明系统也将会有新的突破与发 展。目前，国内普遍采用的路灯控制技术主要有以下三类：①人工干预 控制 ②时钟控制 ③数字信号处理独立控制技术。 在欧美等发达国家，已经普遍利用计算机控制道路照明，通过电脑 制定自动照明程序，使得道路的照明实现自动控制，节约能源。自适应 控制，自动化集中控制应用十分广泛。不仅如此，在如今这个互联网飞 速发展的时代，在自动控制之上，与互联网相结合的无线远程控制系统 也已经被广泛应用。 而放眼国内，由于国情所限，我国路灯监控系统的发展还处于初级 发展阶段。虽然有北上广等地区实现了区域的智能化控制，但多数中小 城市还是采用比较传统的方式，不仅灵活性差，而且还不能随时调整路 灯的照明时间和亮度。道路照明的控制模式已经逐渐落后于社会的快速 发展，带来了大量的能源浪费与诸多的交通安全隐患。 基于我国的实际情况，理想的控制模式是在天黑之后，根据不同时 段的车流量，光线变化等实际情况，智能的切换照明模式，由于各地城 市发展本身的局限性，照明控制不可能只局限于单一的一个模式，智能 控制的同时，应再与人工控制，时钟控制相结合，实现优势互补，既节 约能源，又满足了照明的需求。 三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： 基于AVR单片机的LED路灯智能控制系统是通过软硬件相结合的方 式，以发光二极管模拟LED照明灯具，硬件用 Atmega16 单片机作为核 心控制模块，扩展时钟电路，液晶显示电路，光线采集电路，按键模块， 软件则通过C语言编程来实现智能控制。 1、硬件设计 图1 总体结构框图 Atmega16 单片机具有16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读 写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口 线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试 与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中 断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位 具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器 的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进 行选择的省电模式。 2、功能模块设计 本系统包括功能模块有：时钟自动控制模块，按键人工操作模块，核心 控制模块，液晶显示模块，光线采集模块。 （1）时钟自动控制模块 系统采用了时钟芯片 DS1302 计时，DS1302是带RAM 的实时时钟 路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，工作电压为2.5V～ 5.5V。给 DS1302 初始化后，实时时间可从中读取。通过编程设置将一 天分为三个不同的时间段，实现根据时间自动切换。 （2）按键人工操作模块 使用了三个按键实现工作模式转换和设置功能。对