近年來，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和城市化進程的不斷深入，對相應的各項市政配套設施也提出了更高的要求。路燈作為現(xiàn)代城市的公共基礎設施，在城市的日常運作和人們的生活中起著重要作用，路燈控制系統(tǒng)的先進程度標志著座城市的現(xiàn)代化水平。目前全球面臨能源危機，電力資源已經(jīng)成為緊缺資源。我國存在著嚴重的電力資源浪費現(xiàn)象，因此節(jié)能降耗是需要大力推行的政策。當前很多城市路燈系統(tǒng)基本只能實現(xiàn)按時開關燈的功能，僅僅是根據(jù)設定的時間來對路燈進行相關控制，使用全夜亮燈的方式，造成了很多電能資源的浪費。隨著機動車保有量的逐年上升和人口密集化發(fā)展，傳統(tǒng)的城市路燈照明系統(tǒng)也顯現(xiàn)出很多其他缺點和不足。例如：暴雨天氣時即使在白天天色也是陰暗的，卻缺乏必要的道路照明；在深夜及人流、車流量稀少時，路燈整夜照明，存在定程度的電力浪費問題；另外，旦路燈出現(xiàn)故障，只能通過路燈巡查人員檢查發(fā)現(xiàn)，不能及時反映到照明控制系統(tǒng)中，給維護工作帶來不便。因此，建立套具有多種工作模式的智能路燈控制系統(tǒng)就顯得十分必要。
單片機、1C芯片和傳感器等技術的大力發(fā)展給智能路燈控制和照度模糊控制3系統(tǒng)的發(fā)展提供了前提和基礎。采用智能化路燈控制系統(tǒng)不僅能夠滿足正常的道路照明功能，還能有效節(jié)約電力資源，使得城市的路燈系統(tǒng)更具科學性和人性化，同時也提高了路燈系統(tǒng)維護和檢修的工作效率，一定程度上減少了市政工作人員的勞動強度。
本文設計的智能路燈控制系統(tǒng)不僅具備基本的按時開關燈功能，而且能夠根據(jù)實際道路交通的需要靈活地設置工作模式，從而實現(xiàn)自動控制路燈的啟閉，以便能夠最大程度地實現(xiàn)節(jié)能。另外，路燈如果發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠自動報警并及時通信到控制中心。
1硬件系統(tǒng)結構智能路燈控制系統(tǒng)硬件結構如所示。該系統(tǒng)以AT89S52為主控模塊，以DS1302為時鐘模塊，以光電開關H22A2為紅外感應模塊，以光敏電阻為測光模塊，以LCD1602液晶為顯示模塊，以通信芯片MAX232為通信模塊。另外，系統(tǒng)還包括故障檢測模塊、鍵盤模塊和報警模塊。
2硬件電路設計21鍵盤模塊分別與單片機P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4相連。在初始狀態(tài)下，按鍵K1進入巷口工作模式，按鍵K2進入定時工作模式，按鍵K3進入道路工作模式。通過按鍵K5退出當前所在的工作模式。在定時工作模式下，首先通過按鍵K1、K2、K3分別對DS1302時鐘芯片進行時分秒的設置并由K4鍵確定，之后通過按鍵K1、K2、K3分別對DS1302時鐘芯片進行年月日的設置并由K4鍵確定，從而實現(xiàn)對DS1302時鐘芯片進行時間設置及定時設置的修改。
2.2測光模塊光敏電阻器又稱光導管，具有在光照射的條件下其阻值迅速減小的特性，可用于檢測可見光。光檢測電路如所示，NE555組成比較器并利用三極管的開關特性將信號轉換為方波，其輸出端與單片機的P1. 7口連接。當環(huán)境光線強度超過設定值時，光敏電阻只g1阻值減小，NE555輸出低電平，三極管截止，LED指示燈滅，光檢測電路往P1. 7口輸出高電平，控制系統(tǒng)不啟動工作模式；當環(huán)境光線強度低于設定值時，光敏電阻只g1阻值增大，NE555輸出高電平，三極管導通，LED指示燈亮，光檢測電路7口輸出低電平，控制系統(tǒng)啟動所設置的工作2.3紅外感應模塊紅外感應電路如所示。系統(tǒng)工作在巷口模式時，采用紅外傳感器H22A2檢測是否有行人及車輛的通過，并沿道路依次按照a―c所示順序安放紅外傳感器，當有人、車通過紅外傳感器1時，傳感器輸出高電平，單片機對紅外傳感器1對應的計數(shù)值進行加1計數(shù)；當有人、車通過紅外傳感器2時，傳感器輸出高電平，單片機對傳感器2對應的計數(shù)值進行加1計數(shù)，而傳感器1對應的計數(shù)值進行減1計數(shù)；當有人、車通過紅外傳感器3時，傳感器輸出高電平，單片機對傳感器3對應的計數(shù)值進行加1計數(shù)，而傳感器2對應的計數(shù)值進行減1計數(shù)；當紅外傳感器對應的計數(shù)值不為0時，由路燈控制電路開啟該傳感器所對應的路燈；當紅外傳感器對應的計數(shù)值為0時，由路燈控制電路關閉該紅外傳感器所對應的路燈。
2.4故障檢測模塊在每個路燈旁邊各安裝個故障檢測電路（與光檢測電路相同）。比較故障檢測模塊輸出到單片機P3. 4口的信號與光檢測電路輸出到單片機P1.7口的信號，2種信號的高低電平若不同，單片機啟動報警模塊發(fā)出報警信號，并通過通信接口將故障信息傳送到控制中心。
2.5路燈控制模塊及報警模塊路燈控制模塊主要由繼電器電路構成。當P0. 4輸出高電平時，三極管Q3截止，繼電器不工作，即路燈控制模塊保持關閉狀態(tài)；當P0. 4輸出低電平時，三極管Q3導通，繼電器工作，路燈控制模塊進入開啟狀態(tài)報警電路采用聲報警方式。路燈故障時，單片機3口輸出高電平，使得電路中的三極管導通，蜂鳴器也發(fā)出聲響；當路燈無故障時，單片機P0. 3口輸出低電平，報警電路不工作。
2.6時鐘模塊DS1302是一款高精度時鐘集成電路，它可以進行年、月、日、星期、時、分、秒計時，功能強大。時鐘模塊電路采用DS1302時鐘芯片為該系統(tǒng)提供定時開關燈操作時所需的時鐘信號，且時鐘數(shù)據(jù)可通過鍵盤控制模塊進行調(diào)整。
2.7顯示模塊顯示模塊采用液晶LCD1602.在初始化模式下，液晶屏上會顯示choosemode：1.IR；2.TM；3.SM分別對應著1.巷口模式；。定時模式；。道路模式“，可以根據(jù)實際需要通過按鍵進行模式選擇。進入1.巷口模式”和道路模式“的情況下，液晶屏會根據(jù)從光檢測電路輸出的高、低電平，顯示nowisdaytime晶屏顯示”chooseT-Mode：。ai；2.al；3.on；4.tw，分別表示1.設置當前時間；2.顯示2個燈定時開關的時間；3.設置第一個燈單獨的開關時間；4.設置第二個燈單獨定時的時間“，可以按鍵進行選擇。在4個T-Mode模式下，在第一行顯示年一月一日，第二行顯示時一分一秒，并且時間可以通過鍵盤進行調(diào)整和設置。
2.8通信模塊系統(tǒng)中采用MAX232串口通信電路。由于計算機串口RS232電平是一10+10V，而一般的單片機應用系統(tǒng)的信號電壓是TTL電平0+5V，MAX232是用來進行電平轉換的，實現(xiàn)單片機與計算機之間的通信。通信電路如所示。
3軟件設計智能路燈控制系統(tǒng)運用了AT89S51單片機作為核心控制系統(tǒng)，通過編程來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。主程序流通信電路程如所示。程序開始時，首先初始化單片機，然后進行智能路燈工作模式的選擇，同時每次執(zhí)行路燈控制模塊之后都進行故障檢測，當系統(tǒng)中光檢測電路出現(xiàn)故障的時候，蜂鳴器就會報警，并且會在液晶LCD1602上顯示出現(xiàn)故障的燈的編號；無故障時，開始正常工作，如光照強度弱或定時開燈時間到，則調(diào)用路燈控制子系統(tǒng)，否則繼續(xù)判斷。
主程序流程在系統(tǒng)軟件設計環(huán)節(jié)中須注意一些設計細節(jié)，如：按鍵模塊的軟件消抖部分是否正確有效；流量檢測控制中的響應時間是否足夠短，旦延遲時間太長會出現(xiàn)人流、車流通過后，路燈才增加亮度的無效操作；在光敏器件的抗干擾程序設計部分，采用多次判別確認的方式，2次判別間給予適當延時，確保檢測到正確有效信號等。
4結論該系統(tǒng)實現(xiàn)了多種工作模式，不僅可以自主設定、顯示開關燈時間，根據(jù)環(huán)境光線明暗的變化自動判斷是否啟動所設置的工作模式，并利用紅外檢測技術很好地實現(xiàn)了車來燈亮、車走燈滅的功能。整個系統(tǒng)的工作模式可以根據(jù)實際需要進行靈活選擇，性能穩(wěn)定、操作簡單方便、系統(tǒng)成本低、可靠性高。該系統(tǒng)具有多種工作模式選擇和減少電能消耗的優(yōu)點，具有一定的現(xiàn)實意義。
