提高电力质量，从而达到节电的效果。智能路灯节能控制系统结构设计智能控制器信号流程图如图所示系统工作时在固定的时间内，通过设置在路面的光传感器检测路面光照状况，并送入智能控制器，智能控制器判断路灯照明系统是否需要起动。如果需要，则控制功率变换单元完成路灯系统的软起动。路灯节能控制系统主要由可变电抗器智能控制器等几部分组成。路灯节能系统结构框图如图所示。图中，环境光信号和时间信号送入智能控制器进行相应处理，智能控制器负责对检测信号做出处理给出控制信号控制可变电抗器，由可变电抗器触发晶闸管导通角调节路灯两侧电压，达到实时控制和节能的目的。可变电抗器可变电抗器由可变电抗变换器和功率变换器构成，是对传统电抗器的次结构性创新。它在传统电抗器中引入了二次线圈，二次线圈与电力电子功率变换器连接。通过智能控制器控制电力电子功率变换器，改变可变电抗变换器二次侧的电流，从而改变可变电抗变换器的次侧的电流，当输入电压不变时，即实现可变电抗器阻抗的改变。基于功率变换的可变电抗器的结构框图如图所示。图中，可变电抗变换器的次绕组直接与路灯负载相接，在变换器中增加二次线圈，将二次线圈与功率变换器以及智能控制器连接。通过智能控制器与电力电子功率变换单元来控制可变电抗器的二次绕组，达到改变可变电抗变换器次阻抗的目的，进而改变路灯的输入电压，使路灯既可实现软起动又可以对其进行调节。功率变换单元由电力电子功率器件触发控制器信号检测与处理器等组成。通过对晶闸管控制角的调整来控制可变电抗变换器二次线圈电流的大小进而使得路灯的端电压发生变化来改变路灯的照明亮度，它的基本工作原理如图所示。图中，触发装置收到来自于智能控制器的控制信号，触发板输出脉冲信号则使功率变换单元按要求改变晶闸管的导通情况。晶闸管的导通情况不同直接决定了可变电抗变换器二次线圈的电压或电流发生变化，由于电磁感应，使电抗器次侧电抗值发生变化即可变电抗变换器，进而改变路灯的输入电压，使路灯不仅可以实现软起动，也可以按要求进行自行调压控制其„‟，附图本科毕业论文题目智能节能路灯控制系统设计学院工学院专业农业电气化与自动化毕业届别届姓名杨亮亮指导教师刘武职称讲师安徽工业大学教务处制二〇年六月目录摘要绪论概述方案论证与选择智能路灯节能方案概述智能路灯节能控制系统结构设计可变电抗器智能控制器每只灯控制逻辑关系图系统硬件总体划分智能控制器总体设计智能路灯节能控制系统各电路部分设计环境光控制电路的设计时钟电路横流驱动电路故障检测电路电源电路的设计报警电路的设计控制部分设计单片机系统介绍整个系统的控制流程显示装置流程图总结与展望总结展望参考文献附图智能路灯节能控制系统设计杨亮亮安徽工业大学工学院农业电气化与自动化级摘要随着我国经济的快速发展，电力消费也随之快速地增长。电力资源已成为紧缺资源。如何节能降耗已成为近年来研究的热点课题。本文研究的智能路灯节能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，集稳压控制软起动功能自动起停智能调压控制于体。智能路灯节能控制系统将晶闸管功率变换单元和智能控制系统相结合，利用可变电抗器隔离高压和低压，将可变电抗器的次绕组高压与路灯相串联，将二次绕组与晶闸管和具有模糊控制算法的控制系统相联，通过改变其低压绕组上的电压来控制高压绕组上电压的变化，从而达到改变路灯端电压的效果，以实现路灯的软起动和调压节能。本文对基于单片机的智能路灯节能控制系统进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的构思设计方案，介绍了该装置的系统设计工作原理，详细分析了以为主控单元的硬件电路设计，以及电气连接。关键词单片机智能路灯绪论概述近年来，随着经济的发展，城市道路照明的重要性同益增大。所以，保证道路照明设备的有效性与安全性，得到了越来越多的重视。此外，城市亮化工程也是城市现代化建设的重要内容，为营造优美舒适的投资环境，提升城市形象，我国城市照明工程发展迅猛，从而大大增加了城市的用电量，导致政府承担巨额的财政支出，同时也加剧了我国日趋紧张的能源供需矛盾。随着路灯照明规模的不断扩大，传统的技术方式下管理部门的维护成本也高速增长。因此，提高路灯系统的管理水平，在满足城市道路照明要求的同时，实现智能化的节能照明，在客观上有迫切要求，也是解决城市美化与能源紧张最佳选择。节能路灯不仅为城市交通提供种科学有效的方案，保证路灯照明的有效性与安全性而且有效利用电力资源，尽量避免电力资源的浪费还提高了城市基础设施管理水平，在改善城市道路照明质量的同时，节省人力财力物力。课题设计的主要研究内容是针对目前路灯照明中存在的问题，结合国内外各种路灯节能的研究成果，设计种基于可变电抗器的新型路灯节能系统。课题研究的主要内容是基于可变电抗技术的功率单元系统结构设计和路灯节能控制系统硬件设计方案论证与选择智能路灯节能控制系统的方案是对系统的总体结构和每部分的构成及功能做出简要介绍。系统核心为智能控制器和可变电抗器两部分智能控制器主要进行数据处理，对可变电抗器给予控制信号可变电抗器通过改变次侧电抗实现路灯调压。智能路灯节能方案概述智能照明调控装置采用单片机控制系统，实时采集输出输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节实现恒流输出。其电路图如图所示图横流驱动电路的引脚功能说明表的引脚说明引脚说明输入端调整端输出端的内部结构的内部电路有比较放大器，偏置电路，电流源电路和带隙基准电压等，它的公共端改接到输出端，器件本身无接地端。所以消耗的电流都从输出端流出，内部的基准电压接至比较器的同相端和调整端之间，若接上外部的调整电阻，后，输出电压为故障检测电路利用脉宽调制法来控制灯，可以精确的控制灯的亮度和功率，而且灯在从暗到亮的变化中过度平滑。可以选用单片机内部集成有两路脉宽，能方便的产生所需要的脉宽调制信号。图故障检测电路电源电路的设计本设计电源电路主要为主控电路提供稳定的电压，由于单片机的工作电压时，所以电源电路设计采用来生成所需电压。下面先介绍下这种芯片。系列集成三端稳压器系列集成电路的外形如图所示，芯片上自带孔散热片，使用时应用螺钉将其固定在铝质散热片上，以利散热。图使系列的典型应用电路，这个电路非常简单，在电路的输入和输出关系比较明确的情况下，般在在电路图中不再标明集成块的引脚序号。为输入电容，般情况下可省去不接，但当集成块远离整流滤波电路时，应接入只左右的电容器，其作用是改善纹波和抑制输入的过电压。为输出电容器，只要接抑制左右的电容器就可以改善负载的瞬态响应，在实际应用电路中，往往使用大容量的电解电容，目的是使输出直流电压更加平滑，但此时如果集成块的输入端出现短路故障，输入端上的大电容储存的电荷将通过集成块内部的输出调整管得发射机基极结放电，瘾大电容释放的能量较大有可能会造成集成块的损坏。为解决这矛盾，可在集成块的输入端与输出端之间反接只二极管，见图中的。这个二极管可在电路出现输入端短路故障时为电容提供放电通路，以保护集成稳压器。电源电路的设计本设计采用交流供电，由于在本设计中需要直流电，电源电路设计如图所示图电源电路的交流电进入本电路中，首先经过变压器进行变压，由于交流变为，交流进入电桥电路进行整流，由于交流电整流为直流电，再进行电容的滤波后进入集成三端稳压器，生成直流电，供给单模的照明系统设计的智能装置，它的研制将是照明设备节能降耗的重要途径和有效方法。总结课题通过系统构建与方案设计系统硬件设计，可以得出以下结论智能路灯节能控制系统采用了智能化技术，能够根据环境控制来需要选择控制方式采用可变电抗器技术，使设备本身可靠性提高。智能路灯节能控制系统的起动调压效果是明显的，电压能从零连续起调，可以做到无过流，起动力矩也大，对电网冲击小。与此同时，智能路灯节能控制系统能够很好的控制路灯设备的电压大小，将起动过程对路灯损害降到更小显著延长路灯设备的使用寿命。智能路灯节能控制系统使用方便，制造成本合理，维护较容易。从经济角度与技术角度综合来看，具有广阔的应用前景。用套装置可以同时控制路灯的起动和停止，且重复性好。展望智能路灯节能控制系统取得了阶段性的成功，但仍有待进步去完善与改进。由于笔者水平有限，还有许多工作没有完成，笔者认为，今后可从以下几方面对系统进行改进硬件部分可以在进步的扩展。本文采用单片机控制结构，便于后续工作的进步研究，比如晶闸管的导通角可以考虑采用数字触发，以提高其精度。智能路灯节能控制系统的智能化程度还可以进步提高。后续工作可以朝实现远程监控方向努力，实现监控室远程监控对路灯的群控和时控还要进步的研究。参考文献张毅刚，单片机原理及应用，高等教育出版社，楼然苗李光飞，单片机课程设计指导，北京航空航天大学出版社，杨兴瑶张益清杨震绪，新编实用电子电路，化学工业出版社，陈振官等，数字电路及制作实例，国防工业出版社，张琳娜，刘武发传感检测技术及应用中国计量出版社，沈德金，陈粤初系列单片机接口电路与应用程序实例北京航空航天大学出版社，胡汉才单片机原理及接口技术清华大学出版社杨世成信号放大电路电子工业出版社，童诗白模拟电子技术基础。高等教育出版社„‟片机和各部分电路使用。报警电路的设计报警电路概述当路灯发生故障时，采用报警电路引起工作人员注意，报警电路接口由两部分组成乐曲发生器，即集成电子音乐芯片放大电路，也可采用集成放大器。报警电路接口电路如图所示，图中采用华尔兹音乐的电子音乐芯片。当从输出高电平时，电子音乐芯片的输入控制端变为高电平，输出端便发出乐曲信号，经放大而驱动扬声器发出乐曲报警声，音量大小由电位器调节。相反，若输出低电平，则因控制端输入电位变低而关闭，故扬声器停止奏曲。图报警电路芯片