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基于压力传感的LED路灯智能控制装置 　　摘要：文章通过对城市夜间道路车流量的研究，发现城市路灯夜间长亮机制下能源浪费问题，遂提出设计基于压力传感的路灯智能控制装置。该装置原理是基于压力传感器探测夜间实时道路车流状况，以单片机为控制核心做信号处理，以路灯开关控制单元实现路灯组满、半载电路切换，最终实现路灯智能控制，达到低碳节能、提高路灯使用效率的目的。 　　关键词：压力传感；LED路灯；智能控制装置；STC90C516RD单片机；低碳节能 文献标识码：A 　　中图分类号：U491 文章编号：1009-2374（2016）26-0026-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.26.013 　　道路夜间照明是驾驶员实现视觉可见以及安全驾驶的必要保障。根据数据显示，目前照明在全球约占了19%的用电量，如果全球采用的照明系统效率比现有提升一倍，就相当于减少了欧洲一半的用电量及排热量。城市路灯照明作为城市建设的一项重要内容，约占全国照明总耗电量的30%。针对路灯系统的能源节约采取的一般措施是将原有的白炽灯逐步更换为新型节约型的LED灯。这种做法虽然在一定程度上改善了路灯的照明效果，但在交通流稀少时段或交通流稀少的路段，道路照明保持长时间高亮度，由此造成能源在系统结构层面的浪费。 　　20世纪90年代，西方发达国家开始从事智能照明系统的研发，已经积累了丰富的建设经验和成功案例。比如新加坡、法国和瑞士已经采用计算机技术实现路灯的自动化监控，德国ABB公司基于I-BUS总线研发的路灯控制系统可以实现路灯的集中开关控制；日本的松下公司基于HBS的协议研发了智能灯具和相应的管控系统，实现了灯具的智能化远程控制。在集中控制的基础上，国外路灯控制策略更加关注场景及行为分析的功能。比如自适应的光照感知功能、根据日升日落时间的自动开关及调光功能、车流及人流分析功能等，而且针对繁华街路、偏僻街路及高速公路均有不同的监控策略，一方面使路灯的控制更加的人性化，另一方面也进一步节约了能源。除此之外，随着通信技术的不断发展，国外已经开始将GPRS、ZigBee等通讯技术融入到路灯控制中。 　　我国在路灯的智能控制方面虽然起步较晚，目前也正在不断的探索和发展中。国家建设部、国家发展和改革委员会在《关于加强城市照明管理、促进节约用电工作的意见》，所以一些学者也做了一些关于使用无线网络、单片机、红外传感等来对路灯进行节能化智能调控。 　　1 智能控制装置构型 　　1.1 控制总体设想 　　路灯的常亮机制造成了能源的极大浪费，于是利用压力传感的原理，根据实际车流量使用，提供“按需照明”进行能源供应的装置符合当前节能大趋势。智能控制系统旨在解决当前城市道路夜间路灯常亮下的能源浪费问题。通过基础电路将单片机控制单元、车辆探测传感单元以及路灯控制单元联系起来；由单片机控制单元对各个单元做出指令调节，实现装置的有效运作。当无车辆通过时路灯维持较低亮度，能满足路旁行人的夜间基本通行需求；当有车辆通过时，车辆探测模块感应车辆进入一区段后，该区段路灯能从原较低亮度自动调节到正常照明状态，保障车辆在该区域的夜间行驶安全；汽车行驶完该路段后进入下一路段时，上一路段路灯恢复至原较低亮度，下一路段提升至正常照明。 　　1.2 控制装置运行原理 　　在夜晚，路灯开启至初始设置的半载状态（每盏路灯由两个LED灯组成，半载状态指仅开启一个LED灯，而满载指开启两个LED灯），这时能够满足道路两旁行人通行的基本照明要求。当汽车通过第一路灯组的始端压力传感器时，传感单元将采集到的压力信号转变为电信后传输到单片机控制单元中，经由单片机控制单元处理后，输出信号至该路灯组的路灯开关控制单元，开关控制单元接收到信号后接通路灯组满载线路，进而达到“点亮”第一路灯组路灯至满载照明状态；这便实现了第一路灯组的智能开启。随后汽车行驶至第二路灯组的始端压力传感器，该压力传感单元接收到信号后传输给单片机控制单元。单片机控制单元处理后将发出两个信号：一个信号传输至第一路灯组的开关控制单元，该开关控制单元接收到信号后将原满载电路切换至半载电路，进而实现了第一路灯组的满载照明的关闭，即该组路灯照明从“明亮”变“灰暗”；另一个信号传输至第二路灯组的开光控制单元，该开关控制单元接受到信号后将接通第二路灯组的满载电路，实现了第二路灯组满载照明的开启。以此规律类推至所有线路。 　　2 装置控制硬件构成 　　2.1 STC90C516RD单片机控制单元 　　核心控制单元主要是STC90C516RD单片机。STC90C516RD+系列单片机是宏晶科技推出的新一代超高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，