单片机路灯控制设计

中文摘要:

利用单片机实现对路灯的智能化控制受到人们越来越多的关注,控制系统的高稳定性、低成本和操作的简单化成为设计的主要目标。根据avr 单片机的结构特点,利用网络化设计思想,详细介绍一种网络化路灯控制系统的设计原理。该控制系统具有良好的稳定性和较高的实用价值。
英文摘要：

intelligent cont rol of st reet lamp by utilizing mcu has drawn much at tention recently.the high-stability and low-cost and simple operation has become main aims of design. the designtheory of network cont roller is int roduced depending on const ruct characteristic of avr single-chipand design idea of network in the paper . the cont roller has good stability and practical value.

2. 2 路灯工作状态检测模块电路
　工作状态检测电路主要通过对路灯工作电流的检测,来判断路灯的工作状态。电流检测电路主要由线性霍尔磁敏传感器ugn3501t、钳形冷轧硅钢片和信号处理电路组成,电路如图4 所示。在电路中,将霍尔元件置于钳形冷轧硅钢片的空隙中,当有电流流过导线时,就会在钳形圆环中产生磁场,其大小正比于流过导线的电流,这个磁场作用于霍尔元件上感应出相应的霍尔电势, 经过运算放大器ua741 放大后,加到运算放大器ua741 组成的比较器中。当电路中有电流流过时,比较器输出信号s1为高电平,送atmega8 的pb1 端。路灯亮时,供电线路中有电流,电流检测电路输出高电平,反之输出低电平,单片机通过检测pb0 、pb1 的电平,就可以判断路灯的工作状态。
2. 3 单片机atmega8 及接口电路的工作原理
　atmega8 是avr 高档单片机成员之一,片内带有8 k字节的flash 存储器。在终端控制器中主要完成路灯工作状态的判断、路灯点亮时间的定时、与上位传输机ii 的通信和控制继电器工作等。路灯工作状态的判断是指单片机根据光控电路的输出信号f1 和状态检测电路的输出信号s1 ,即pb0 和pb1 口的状态确定路灯工作是否正常。pb0 、pb1与路灯工作状态的关系如表1 所示。　单片机与上位传输机的通信。一方面,接收上位传输机ii 传送的定时初值和对路灯的控制信号;另一方面,根据pb0 、pb1 口的逻辑电平,将控制路灯的工作状态(正常为oxaa ,不正常为oxff) 、本机编号发送给上位传输机ii。终端单片机与上位机的通信采用rs-485 方式,其电平转换接口电路如图5 所示。图中采用sn75176 完成rs-485 的电平转换,该电路为半双工通信方式,即pb2 为“0”时,处于数据接收状态,发送数据时,置pb2 为“1”。发送完毕后,pb2 返回“0”,等待接收数据。 摘要：本文介绍了基于MSP430的路灯饰灯远程智能监控终端的主要功能、结构原理及软硬件的实现。该系统投入运行，稳定可靠，具有良好的应用和推广价值。
关键词：监控终端；单片机；MSP430；城市路灯

1 引言

随着社会经济的发展，城市照明设施的功能从单纯的以照明为主转变为实现美化环境、改善形象、活跃夜市经济的目的。对城市灯饰的管理与控制迫切需要一种科学、合理、高效的方法。因此，提供一种有效而合理的控制与管理的方法，对城市路灯与饰灯的运行状态进行远程智能监控显得极为重要。针对城市路灯和饰灯“终端多、地域广、户外、分散、信息量不大”等特点，总体上选择无线通讯方式比较合适。但对路灯进行单灯控制和相邻楼宇的亮化控制时，可以采用有线通信的方式。这样，既克服了传统的路灯控制方法、控制方式单一而无法满足实时监控和管理要求的弱点，又能适应现代城市队灯饰控制的要求。而无线监控终端是灯饰监控系统的下位机，是确保开关灯及时性、准确性、节约能源，提高亮灯率等指标的重要环节。
在开发张家港路灯和饰灯的远程智能监控终端时，采用美国TI公司的16位单片机MSP430F149工业级芯片为主的测控系统，MSP430F149内含 CPU、RAM、ROM、E2PROM、WATCHDOG和12位A/D等。与其它微处理器相比，MSP430系列具有能耗小、启动迅速、抗干扰能力强、低电压供电等特点，寻址空间达64KB、中断与子程序调用层次无限制、I/O口具有中断能力，这样大大减少和方便了外围电路设计。满足了系统对监控终端的要求。

2 监控系统的结构原理与工作过程

路灯监控系统主要有中央控制室和监控终端年部分组成，其中监控终端根据用途分为路灯监控终端、饰灯监控终端、饰灯扩展终端与路灯单灯控制终端是部分，其系统结构如图1所示。虚线筐内为监控终端。图中虚线表示无线通讯，实线表示有线通讯。
中央控制室与路灯、饰灯监控终端之间的通信采用VHF/UHF无线电台进行数据交换。数据传输的速率为1200Bps, 调制方式为FSK，工作在异频双工方式。由于外围站点较分散，因此通信体制采用大区制，其结构为星形拓扑，一点对多点。饰灯扩展终端与饰灯监控终端之间采用串行通讯交换数据。路灯监