基于nRF905和555的智能路燈照明控制系統(tǒng)

　目前，國內(nèi)大部分城市的道路照明管理系統(tǒng)至今仍在沿用相對(duì)單一的光控、時(shí)控等傳統(tǒng)控制方式。這些系統(tǒng)普遍存在著難以反饋路燈運(yùn)行狀態(tài)信息、難以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制等局限，節(jié)電效果不理想。另外我國大部分城市路燈采用“全夜燈”的方式進(jìn)行照明，普遍存在的問題有兩點(diǎn)：一方面，后半夜行人稀少，采用“全夜燈”的方式浪費(fèi)太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全滅的“半夜燈”照明方式;有的地方在后半夜采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的節(jié)電措施，此種方式雖然節(jié)約了電費(fèi)支出，卻帶來了社會(huì)治安和交通安全問題，不利于城市形象。

　　1 系統(tǒng)方案概述

　　該系統(tǒng)由照明區(qū)域控制器與智能節(jié)點(diǎn)組成，照明區(qū)域控制器負(fù)責(zé)所轄路段的智能化照明控制，而智能節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)單個(gè)路燈的控制和狀態(tài)檢測(cè)。智能節(jié)點(diǎn)和照明區(qū)域控制器之間采用無線通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　該系統(tǒng)是通過路況具體情況來設(shè)定輸出功率等級(jí)，以此改變路燈的光照來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。其基本思想是：路燈可以隨著馬路上車輛或行人的行進(jìn)速度以及數(shù)量來調(diào)節(jié)燈光的亮度，即動(dòng)態(tài)調(diào)光策略。其工作框圖如圖1所示。

　　智能控制器1的工作過程：在智能控制器1的控制下，通過光敏元件來探測(cè)周圍環(huán)境的光線強(qiáng)度，并根據(jù)光敏元件的探測(cè)結(jié)果向功率調(diào)節(jié)單元發(fā)出指令來實(shí)現(xiàn)夜晚時(shí)燈光開啟及天亮?xí)r路燈熄滅的操作。在路燈開啟的情況下，對(duì)射檢測(cè)單元開始工作，當(dāng)車輛或行人通過馬路時(shí)，對(duì)射探測(cè)接收單元會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的脈沖信號(hào)傳送給控制器1，控制器會(huì)根據(jù)脈沖信號(hào)以及時(shí)間間隔，通過軟件得到車輛或行人的數(shù)量及行進(jìn)速度等相關(guān)參數(shù)，并向功率調(diào)節(jié)單元發(fā)出相關(guān)指令，使其采取不同的燈光亮度等級(jí)并持續(xù)一段時(shí)間。與此同時(shí)，控制器1將相關(guān)參數(shù)通過無線通信單元傳遞給下一個(gè)或幾個(gè)單片機(jī)。

　　下一個(gè)接收到信號(hào)的單片機(jī)會(huì)在人未到達(dá)前改變亮度等級(jí)，而持續(xù)的時(shí)間可滿足車輛或行人通過此燈一定距離，此燈也實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛或行人的通過，并把相關(guān)參數(shù)傳遞給以后的路燈。各個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)與主控制室的計(jì)算機(jī)相互通信，可實(shí)時(shí)監(jiān)控路燈運(yùn)行狀況。其系統(tǒng)框圖如圖2所示。

　　2 系統(tǒng)主要單元硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　2.1 移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)單元

　　信號(hào)發(fā)生電路由兩個(gè)