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| 林荫步道路灯智能控制装置 | 发布于:2020/08/29 | |
| 汨罗市城区林荫步道种植了樟树、广玉兰等绿化树，不仅扮靓了城市，还为市民散步、健身提供了好去处。但这些绿化树浓密的树叶遮挡了路灯，使得路灯光照效率大大降低，光照范围也缩小了许多，给行人尤其是幼童、老年人、残疾人等特殊人群带来安全隐患。 目前，汨罗市城区林荫步道路灯均使用电能，由于未设置智能控制，不能根据行人的情况及树叶浓密程度进行智能调节，导致能源利用率低。我们想设计林荫步道路灯智能控制装置。 要解决以上问题，关键在于安装智能模块，利用红外感应技术，使路灯从固化模式转变为智能模式。 一、基本思路 1.路灯的光照强度可根据树叶浓密程度自动调节，树叶密则亮度大，反之则小。 2.路灯的光照强度可根据行人情况自动调节，有人则调大亮度，无人则调小亮度，甚至关闭。灯杆上方装有对射式传感器，利用开关电源（变压器）将交流电（220V）转换为直流电，提高安全系数。 当进入路灯照明区时，人体头部或身体某一部分在红外线区域内，对射式传感器采集信号并反馈给继电器。 对射式传感器将光信号转换成电信号，通过光的强弱变化形成开关信号，控制继电器得电、断电。电磁阀接继电器常开端，物体遮挡，继电器常开端得电闭合，形成通路，电磁阀得电，电磁铁将阀芯吸起，电路导通，路灯照明。人离开之后，电磁阀断电，阀芯落回，电路切断。这样，通过人体头部或身体某一部分是否在红外线区域来控制电磁阀，从而达到控制路灯的目的。 二、结构设计 林蔭步道路灯智能控制装置主要由控制器、监控装置、继电器组、OLED液晶显示器、单片机、软件控制代码等组成。总体分为4个系统。 1.红外感应系统 红外传感器的感应距离一般是8至18m，对人体的敏感程度还与人体的运动方向有关。人体的恒定体温一般为37℃左右，所以会发出10um左右特定波长的红外线，被动式红外探头用来探测人体发出的红外线。人体发出的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集在红外感应源上。 红外感应源通常采用热释电元件，这种元件接收人体红外辐射温度发生变化时会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后能触发开关动作。当有人进入开关感应范围时，传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通路灯负载，只要人不离开感应范围，开关将持续接通;人离开后，延时开关（时间可调）自动关闭路灯负载。 2.树叶浓密自动识别系统 为了保证灯光系统根据树叶的浓密程度进行智能调节，我们设计了自动识别系统。 3.光照传感系统 光照传感器采用BH1710模块及DS3231芯片判断白天或黑夜、树叶浓密，实现人来灯亮、叶密光强。 4.控制与监控系统 利用Prote199软件设计一块印刷电路板，将单片机焊接在该电路板上。单片机为ATMEL公司AT89系列的STC51芯片，采用C语言编程。利用芯片内置的模拟数字转换器实现对行人、光照的采样。 林荫步道路灯智能控制装置利用红外感应技术原理，能达到节约电能、智能照明的效果。（指导老师：曾尚文 张 衍）作者：郑加宜 陈就 来源：发明与创新·中学生 |
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