張 宇，高天勝，于洲波

（南通理工學(xué)院，江蘇 南通226000）

1 項目背景

郊區(qū)的路燈的確為人們夜間出行提供了便利,但結(jié)合實際情況，海濱部分的道路在夜間基本上是無人或者非常少的車輛通行，整體的道路照明設(shè)施有很多的弊端。因此控制燈光開斷和輸出效率，提升電能利用率已經(jīng)成為城市規(guī)劃建設(shè)的熱點問題。積極的推動智能化城市建設(shè),完成智能監(jiān)控和照明系統(tǒng)的深入融合,完成路燈的節(jié)能改造工作。這樣不僅提升了對于照明系統(tǒng)的管控,同時還節(jié)約了電力資源,對于城市照明系統(tǒng)發(fā)展有著重要價值。

2 設(shè)計方案

2.1 電氣部分

2.1.1 電路控制原理圖

Arduino作為整個系統(tǒng)的控制部分，外接一個A/D模塊，通過接收傳感器發(fā)出的信號，轉(zhuǎn)換之后由MCU端口輸出，路燈端口對應(yīng)產(chǎn)生PWM波，完成對亮度的調(diào)節(jié)。

2.1.2 帶繼電器的定時器模塊系統(tǒng)

當(dāng)信號端接收到信號，繼電器閉合，路燈系統(tǒng)控制部分形成通路，并且數(shù)碼管部分顯示倒計時，倒計時結(jié)束后，繼電器斷開，路燈系統(tǒng)控制電路斷開。

2.1.3 紅外感應(yīng)系統(tǒng)

當(dāng)探測方向出現(xiàn)障礙物時，紅外傳感器頭接收反射信號時，能反饋一個電平給主控MCU，MCU接受到信號控制LED系統(tǒng)亮滅。

2.1.4 Arduino與光敏電阻

光敏電阻能測的每一個時段的月光值強度并且通過數(shù)字與模擬信號端口將測得的模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量并且轉(zhuǎn)為相應(yīng)的PWM波，來調(diào)整對應(yīng)的LED系統(tǒng)的亮度。

圖1 電路控制原理圖

2.1.5藍(lán)牙HC-06通信電路系統(tǒng)

藍(lán)牙HC-06具有收發(fā)信息的功能，把Arduino當(dāng)作發(fā)送信息的對象，實現(xiàn)與手機的信息交互。

2.1.6 LCD1602液晶模塊

LCD1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的，能夠?qū)崟r顯示某路段的車輛情況，反映車流量并同步到APP上，完成信息的交互。

2.1.7 整體系統(tǒng)實物圖

整體系統(tǒng)實物圖如圖2所示。

圖2 整體系統(tǒng)實物圖

3 系統(tǒng)工作流程

①主電源開啟。

②光敏電阻系統(tǒng)開始工作，傳送當(dāng)前光強數(shù)據(jù)至Arduino。

③Arduino將光強信號轉(zhuǎn)為PWM反應(yīng)給對應(yīng)的數(shù)字端口。

④假設(shè)紅外模塊A接收到信號。

⑤紅外模塊傳送信號至Arduino。

⑥Arduino接收到信號，啟動額外的定時器模塊。

⑦定時器模塊啟動，路燈系統(tǒng)形成回路，開始工作，并且工作信號為數(shù)字端口的PWM波。

⑧定時器模塊，計時完成，繼電器斷開。

⑨路燈系統(tǒng)斷路，路燈停止工作。

⑩過程結(jié)束。

4 創(chuàng)新點及應(yīng)用

4.1 創(chuàng)新點

①根據(jù)實際情況出發(fā)設(shè)計，能有效的減少路燈不必要的亮起。

②系統(tǒng)各不依靠，相互獨立，系統(tǒng)性能更加的可靠。

③能直接實現(xiàn)對能源的節(jié)約，明顯的節(jié)約了大量的電能。

④成本低，模型實現(xiàn)簡單。

⑤實時通信，方便數(shù)據(jù)采集與路段通行效率分析。

4.2 應(yīng)用

郊區(qū)路段與海濱路段等通行量較小的路段皆可以應(yīng)用。