隧道照明控制新版專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隧道照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Designoflightingcontrolsystemfortunnel畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目隧道照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、關(guān)鍵內(nèi)容隧道照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、基礎(chǔ)要求1.能對(duì)周圍光線強(qiáng)弱做出反應(yīng)，即當(dāng)周圍光強(qiáng)較弱時(shí)，能自動(dòng)打開照明裝置并依據(jù)周圍光線強(qiáng)度自動(dòng)分級(jí)調(diào)整照明亮度；2.可行性方案論證及設(shè)計(jì)方案敘述；3.畫出完整硬件電路圖（包含電源部分）。三、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)(或研究方法)1.確定整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；2.選擇元器件，完成系統(tǒng)硬件電路圖；3.完成各功效模塊軟件編寫；4.制作出對(duì)應(yīng)實(shí)物，并實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)調(diào)光控制功效。5.編寫設(shè)計(jì)、使用說明書。四、應(yīng)搜集資料及參考文件[1]杜偉略，周志德，80C51單片機(jī)及接口技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社[2]杜偉略，劉雨棣，單片機(jī)接口技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社[3]繆曉中，電子CADProtel99se.化學(xué)工業(yè)出版社[4]胡宴如，高頻電子線路（第4版).高等教育出版社五、進(jìn)度計(jì)劃第1-2周：調(diào)研、搜集材料、完成開題匯報(bào)；第3-4周：分析、確定方案；第5-7周：設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖；第8周：中期檢驗(yàn)；第9-11周：撰寫論文；第12-14周：論文審核定稿；第15-16周：答辯。1月8日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題匯報(bào)題目隧道照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、課題研究背景伴隨中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，現(xiàn)有交通遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市交通發(fā)展需求，中國各關(guān)鍵城市常常出現(xiàn)交通擁擠現(xiàn)象，同時(shí)過長通行時(shí)間嚴(yán)重阻礙各經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地域之間交流和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以發(fā)展高等級(jí)公路網(wǎng)是一個(gè)處理交通問題關(guān)鍵手段，而公路隧道在其中發(fā)揮了突出作用，它不僅能夠承受具大交通量，還能夠縮短各城市距離大大提升運(yùn)行效率，為用戶提供了安全、方便、快捷、經(jīng)濟(jì)交通運(yùn)輸條件，全方面促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)繁榮。中國提出了大力發(fā)展西部地域經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略計(jì)劃，所謂要致富先修路，處理路問題就處理了經(jīng)濟(jì)發(fā)展大部分問題。而中國西部基礎(chǔ)上是山區(qū)，在修鐵路和高速公路時(shí)候必需穿越很多山地，所以必需修建大量隧道。在這種形勢(shì)下，對(duì)隧道工程需求將會(huì)越來越大，隧道工程數(shù)量將大幅度增加，隧道長度也將顯著增加。所以隧道照明含有很大研究意義和應(yīng)用前景。二、中國外研究現(xiàn)實(shí)狀況國外公路隧道照明技術(shù)研究開始早，經(jīng)過多年研究和實(shí)踐，技術(shù)相對(duì)成熟。比如，早在20世紀(jì)60年代，意、法兩國之間MontBlanc隧道就已經(jīng)根據(jù)交通量改變進(jìn)行照明調(diào)光[1]。80年代后，世界各國相繼出臺(tái)了隧道照明規(guī)范，以規(guī)范隧道照明設(shè)計(jì)和施工，降低交通事故。其中，當(dāng)初被廣泛接收標(biāo)按時(shí)CIE（國際照明委員會(huì)）1982年制訂（CIENO.30.2,1998）。隨即，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別在1990年、1995年進(jìn)行修訂。在此同時(shí)，各國也相繼實(shí)施了各自標(biāo)準(zhǔn)，這些發(fā)達(dá)國家因?yàn)檎彰骼碚摵图夹g(shù)相對(duì)比較完善，所以已經(jīng)形成規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)。在歷史發(fā)展今天，大部分國外發(fā)達(dá)國家隧道照明系統(tǒng)已經(jīng)逐步由高科技智能化轉(zhuǎn)為可連續(xù)人性化。在東歐各國，已普遍實(shí)現(xiàn)“逆光照明”和“二次配光技術(shù)”，不僅可節(jié)省能源和燈具，而且使光源得到了充足利用；歐美發(fā)達(dá)國家已淘汰了高壓鈉燈，使用新型電磁感應(yīng)無極燈、光纖維隧道燈、歐司朗Kz系列光源和飛利浦Cosmo照明系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年發(fā)展，中國在公路隧道照明領(lǐng)域取得了矚目結(jié)果和創(chuàng)新，不過仍存在很多問題，關(guān)鍵表現(xiàn)在：隧道照明理論研究要較為微弱，還未有中國隧道照明理論流派在國際隧道照明學(xué)界能有一席之地，對(duì)于隧道照明理論原始創(chuàng)新還需要有更大突破，對(duì)于中間視覺理論、洞外亮度參數(shù)、入口段亮度折減系數(shù)等問題均需深入深入研究。對(duì)隧道照明專業(yè)人才培養(yǎng)不夠重視，致使隧道照明專業(yè)人才相當(dāng)短缺，制約著隧道照明設(shè)計(jì)技術(shù)提升和技術(shù)理論創(chuàng)新。中國隧道照明現(xiàn)代化和自動(dòng)化水平還有待深入提升，洞外亮度檢測(cè)儀，等國產(chǎn)設(shè)備可靠性和正確性和國外產(chǎn)品還有一定差距。即使現(xiàn)在中國公路隧道正處于迅猛發(fā)展時(shí)期，但和國外成熟技術(shù)相比，中國公路隧道照明技術(shù)研究起步較晚，技術(shù)也相對(duì)基礎(chǔ)，實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)性工作仍然存在很大不足。年1月，中國在現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，借鑒國外公路隧道成功經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)異技術(shù)，頒布了《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ026—1999)，規(guī)范中對(duì)照明系統(tǒng)組成、隧道各照明段亮度和長度、洞外亮度和減光方法、照明縱向和總均勻度、光源分級(jí)、調(diào)光分級(jí)、照度和亮度計(jì)算推薦方法、燈具及部署等全部做了具體規(guī)范說明。另外，因?yàn)槎嗄陙黼娔芾速M(fèi)尤為嚴(yán)重，受到相關(guān)部門廣泛重視，現(xiàn)在關(guān)鍵研究方向已不再是討論怎樣設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)，而是轉(zhuǎn)向怎樣能夠在滿足規(guī)范要求前提下行之有效對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，才能實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)智能化和節(jié)能降耗[3]。多年來，在半導(dǎo)體電子產(chǎn)品迅猛發(fā)展推進(jìn)作用下，很多可調(diào)光、智能化隧道照明控制方法應(yīng)運(yùn)而生，中國高速公路隧道照明節(jié)能技術(shù)研究所以取得了一定結(jié)果。年重慶交通科研院韓直研究員編著了《公路隧道節(jié)能》一書，從隧道照明光源、照明方法及控制方法等不一樣角度分析了公路隧道照明節(jié)能技術(shù)研究方向[7]；長安大學(xué)郭蘭英經(jīng)過縮小手動(dòng)、分段時(shí)序和自動(dòng)控制中每級(jí)亮度改變，在視覺上實(shí)現(xiàn)隧道照明系統(tǒng)連續(xù)調(diào)光，既提升了系統(tǒng)安全性，又節(jié)省了電能。三、研究方案單片機(jī)最小系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)隧道照明控制系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)光強(qiáng)度采集電路光強(qiáng)度采集電路隧道照明驅(qū)動(dòng)電路圖1隧道照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖由隧道照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可知，系統(tǒng)配套軟件程序有：主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、光強(qiáng)度采集子程序、隧道照明驅(qū)動(dòng)子程序等組成。依據(jù)以上研究方案，最終完成隧道照明控制硬件電路和軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)能夠檢測(cè)天天每時(shí)每刻天氣情況，依據(jù)不一樣天氣情況，自動(dòng)調(diào)整隧道內(nèi)燈光照明亮度。四、預(yù)期達(dá)成目標(biāo)本設(shè)計(jì)最終設(shè)計(jì)并制作出隧道照明控制系統(tǒng)硬件電路，關(guān)鍵有光強(qiáng)度采集電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、隧道照明驅(qū)動(dòng)電路，并編寫出對(duì)應(yīng)軟件程序，具體有主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、光強(qiáng)度采集子程序、隧道照明驅(qū)動(dòng)子程序等。確保在隧道內(nèi)各段采取不一樣強(qiáng)度照明來改善隧道內(nèi)光照及其分布，發(fā)明洞內(nèi)良好工作視覺環(huán)境，確保在白天和夜間行駛車輛以設(shè)計(jì)速度能夠安全地靠近、穿越和經(jīng)過隧道，預(yù)防隧道內(nèi)交通事故發(fā)生，確保隧道正常運(yùn)行，就是隧道照明控制系統(tǒng)要處理問題。同時(shí)隧道照明也是隧道運(yùn)行費(fèi)用中最大日常開支項(xiàng)目之一，安全、舒適又經(jīng)濟(jì)節(jié)能照明技術(shù)也是研究目標(biāo)。3月18日

摘要伴隨中國山區(qū)高速公路快速建設(shè)和發(fā)展，隧道工程在公路工程建設(shè)中所占百分比越來越大，和此同時(shí)，隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)也變得越來越關(guān)鍵。隧道照明和一般道路照明不一樣，最大表現(xiàn)在白天也要照明，白天照明強(qiáng)度比夜間反而更強(qiáng)，加上隧道照明不一樣于通常道路照明，有其顯著特殊性，白天照明比夜間照明愈加復(fù)雜，包含人對(duì)明暗適應(yīng)能力、明暗過渡視覺問題。本文關(guān)鍵對(duì)隧道照明控制系統(tǒng)分析，給出控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為關(guān)鍵硬件電路，并完成數(shù)模轉(zhuǎn)換、光強(qiáng)度采集、隧道照明驅(qū)動(dòng)控制程序軟件程序編寫，最終進(jìn)行實(shí)物制作，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)隧道照明控制功效。本設(shè)計(jì)提升了照明效率和電能使用率，其工作方法是經(jīng)過安裝在照明控制系統(tǒng)配電回路中照明供電調(diào)整控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流和頻率智能調(diào)控。其次，利用安裝在照明控制系統(tǒng)中配電回路通斷實(shí)現(xiàn)有規(guī)律智能調(diào)控，達(dá)成降低事故發(fā)生率,也對(duì)應(yīng)降低了維修量、節(jié)省了資金，使用效果良好。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；燈光控制；采集光照

HighwaytunnellightingcontrollerdesignDesignGeneralInformationWiththerapiddevelopmentofChina'sconstructionandmountainoushighways,tunnelsandhighwayconstructionprojectsintheproportionisgrowing,atthesametime,tunnellightingsystemdesignandmaintenancearebecomingincreasinglyimportant.Roadtunnellightingandgenerallightingisdifferent,thelargestlightingalsoreflectedintheday,thedaythanatnightthelightingintensitybutstronger,plustunnellightingfromageneralroadlighting,hasitsobviousparticularitylightingduringthedaythanatnightlightingmorecomplex,includingpeople'sabilitytoadapttolightanddark,lightanddarktransitionvisualproblems.

Thedesignisbasedonlight-sensitivesensortocollectlightsignalsgivenSTC89C52canidentifydigitalsignalbytheADconverter,inordertocontrolthelamplightoffeightcases.Andwitheightlamplightoffsituationtosimulatehowlightordarkhighwaytunnellightingwhencollectinglightsignalstrengthwheneightlightsalllit;Whenthelightintensityreached,theintervalfourlampslit;whenthelightintensityisweak,themiddletwolampslit.Inthiswaytoavoidthe"blackholeeffect"and"whiteholeeffect"arisingoutofthetunnel.Keywords:SCM，lightingcontrol，Collectinglight目錄TOC\o"1-3"\h\u4283第1章緒論 1118081.1課題研究背景及意義 1213711.2隧道照明控制技術(shù)中國外研究現(xiàn)實(shí)狀況 1106461.2.1國外研究現(xiàn)實(shí)狀況 112031.2.2中國研究現(xiàn)實(shí)狀況 228811.3本文研究關(guān)鍵內(nèi)容 224408第2章隧道照明控制分析和總體設(shè)計(jì)方案 4239362.1隧道照明視覺問題分析 478552.2隧道照明控制模式介紹 4264642.2.1分級(jí)調(diào)光控制模式 4273952.2.2無級(jí)調(diào)光控制模式 4326792.3公路隧道照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 5309792.3.1方案一 5259232.3.2方案二 5238022.3.3總體方案設(shè)計(jì) 612318第3章隧道照明控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 7309243.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73.1.117828單片機(jī)選型 7253133.1.2單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9221543.2光強(qiáng)度采集電路設(shè)計(jì) 10218603.2.1光強(qiáng)度采集傳感器選型 10288023.2.2光強(qiáng)度采集電路設(shè)計(jì) 103.325636數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 103.3.125636數(shù)目轉(zhuǎn)換電路元件選型 103.3.225636數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 12135983.4隧道照明驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 12101853.5電源電路設(shè)計(jì) 1325636第4章隧道照明控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 16280144.1主程序設(shè)計(jì) 16102704.2數(shù)模轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) 17102704.3光強(qiáng)度采集子程序設(shè)計(jì) 18102704.4隧道照明系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)子程序設(shè)計(jì) 1918246第5章實(shí)物制作和系統(tǒng)調(diào)試 20159395.1實(shí)物制作 20139195.2系統(tǒng)調(diào)試 2026494第6章結(jié)論 2213753致謝 2323666參考文件 2420862附錄A外文資料 257782附錄B電路原理圖 3215476附錄C源程序 32第1章緒論1.1課題研究背景及意義伴隨中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，現(xiàn)有交通遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市交通發(fā)展需求，中國各關(guān)鍵城市常常出現(xiàn)交通擁擠現(xiàn)象，同時(shí)過長通行時(shí)間嚴(yán)重阻礙各經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地域之間交流和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以發(fā)展高等級(jí)公路網(wǎng)是一個(gè)處理交通問題關(guān)鍵手段，而公路隧道在其中發(fā)揮了突出作用，它不僅能夠承受具大交通量，還能夠縮短各城市距離大大提升運(yùn)行效率，為用戶提供了安全、方便、快捷、經(jīng)濟(jì)交通運(yùn)輸條件，全方面促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)繁榮。中國提出了大力發(fā)展西部地域經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略計(jì)劃，所謂要致富先修路，處理路問題就處理了經(jīng)濟(jì)發(fā)展大部分問題。而中國西部基礎(chǔ)上是山區(qū)，在修鐵路和高速公路時(shí)候必需穿越很多山地，所以必需修建大量隧道。在這種形勢(shì)下，對(duì)隧道工程需求將會(huì)越來越大，隧道工程數(shù)量將大幅度增加，隧道長度也將顯著增加。所以隧道照明含有很大研究意義和應(yīng)用前景。（不能完全跟開題一樣，應(yīng)該內(nèi)容更多部分）1.2隧道照明控制技術(shù)中國外研究現(xiàn)實(shí)狀況1.2.1國外研究現(xiàn)實(shí)狀況早在20世紀(jì)50年代，國外就開展了公路隧道照明技術(shù)研究，至今已經(jīng)有六十余年。很多國家經(jīng)過不停探索和創(chuàng)新，其高速公路隧道照明技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。當(dāng)初間發(fā)展至現(xiàn)代，國外發(fā)達(dá)國家隧道照明系統(tǒng)逐步從高科技智能向可連續(xù)人性化方面發(fā)展。僅東歐各國，高速公路隧道已經(jīng)普遍開始使用“二次配光”和“逆光照明”技術(shù)。在充足利用光源同時(shí)，節(jié)省了電力能源和照明工具等資源。在照明工具選擇上，歐美等發(fā)達(dá)國家摒棄了高壓鈉燈，轉(zhuǎn)而使用光纖維隧道燈、電子感應(yīng)無極燈等新型設(shè)備。國外公路隧道照明技術(shù)研究開始早，經(jīng)過多年研究和實(shí)踐，技術(shù)相對(duì)成熟。比如，早在20世紀(jì)60年代，意、法兩國之間MontBlanc隧道就已經(jīng)根據(jù)交通量改變進(jìn)行照明調(diào)光[1]。80年代后，世界各國相繼出臺(tái)了隧道照明規(guī)范，以規(guī)范隧道照明設(shè)計(jì)和施工，降低交通事故。其中，當(dāng)初被廣泛接收標(biāo)按時(shí)CIE（國際照明委員會(huì)）1982年制訂（CIENO.30.2,1998）。隨即，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別在1990年、1995年進(jìn)行修訂。在此同時(shí)，各國也相繼實(shí)施了各自標(biāo)準(zhǔn)，這些發(fā)達(dá)國家因?yàn)檎彰骼碚摵图夹g(shù)相對(duì)比較完善，所以已經(jīng)形成規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)。在歷史發(fā)展今天，大部分國外發(fā)達(dá)國家隧道照明系統(tǒng)已經(jīng)逐步由高科技智能化轉(zhuǎn)為可連續(xù)人性化。在東歐各國，已普遍實(shí)現(xiàn)“逆光照明”和“二次配光技術(shù)”，不僅可節(jié)省能源和燈具，而且使光源得到了充足利用；歐美發(fā)達(dá)國家已淘汰了高壓鈉燈，使用新型電磁感應(yīng)無極燈、光纖維隧道燈、歐司朗Kz系列光源和飛利浦Cosmo照明系統(tǒng)。1.2.2中國研究現(xiàn)實(shí)狀況中國隧道照明系統(tǒng)發(fā)展起步較晚，即使目前時(shí)代下，中國公路隧道發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛，但依舊比不上國外成熟技術(shù)和理念。差距不僅表現(xiàn)在技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)上，基礎(chǔ)性工程建設(shè)也存在一定不足。中國于1月頒布了《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》，具體要求了隧道調(diào)光分級(jí)、光源分級(jí)、總均勻度和燈具部署等。不過因?yàn)樽罱鼛啄觌娔苜Y源浪費(fèi)極為嚴(yán)重，相關(guān)部門已經(jīng)開始廣泛關(guān)注隧道照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)問題。中國在深入研究理論同時(shí)，在高速公路隧道建設(shè)中也利用了對(duì)應(yīng)節(jié)能設(shè)計(jì)，比如廣東龍頭山隧道、河北司馬臺(tái)隧道、安徽前家山隧道等已前后將LED燈和無極調(diào)光技術(shù)應(yīng)用于公路隧道照明中。經(jīng)過幾十年發(fā)展，中國在公路隧道照明領(lǐng)域取得了矚目結(jié)果和創(chuàng)新，不過仍存在很多問題，關(guān)鍵表現(xiàn)在：隧道照明理論研究要較為微弱，還未有中國隧道照明理論流派在國際隧道照明學(xué)界能有一席之地，對(duì)于隧道照明理論原始創(chuàng)新還需要有更大突破，對(duì)于中間視覺理論、洞外亮度參數(shù)、入口段亮度折減系數(shù)等問題均需深入深入研究。對(duì)隧道照明專業(yè)人才培養(yǎng)不夠重視，致使隧道照明專業(yè)人才相當(dāng)短缺，制約著隧道照明設(shè)計(jì)技術(shù)提升和技術(shù)理論創(chuàng)新。（3）中國隧道照明現(xiàn)代化和自動(dòng)化水平還有待深入提升，洞外亮度檢測(cè)儀，等國產(chǎn)設(shè)備可靠性和正確性和國外產(chǎn)品還有一定差距。即使現(xiàn)在中國公路隧道正處于迅猛發(fā)展時(shí)期，但和國外成熟技術(shù)相比，中國公路隧道照明技術(shù)研究起步較晚，技術(shù)也相對(duì)基礎(chǔ)，實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)性工作仍然存在很大不足。年1月，中國在現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，借鑒國外公路隧道成功經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)異技術(shù)，頒布了《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ026—1999)，規(guī)范中對(duì)照明系統(tǒng)組成、隧道各照明段亮度和長度、洞外亮度和減光方法、照明縱向和總均勻度、光源分級(jí)、調(diào)光分級(jí)、照度和亮度計(jì)算推薦方法、燈具及部署等全部做了具體規(guī)范說明。另外，因?yàn)槎嗄陙黼娔芾速M(fèi)尤為嚴(yán)重，受到相關(guān)部門廣泛重視，現(xiàn)在關(guān)鍵研究方向已不再是討論怎樣設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)，而是轉(zhuǎn)向怎樣能夠在滿足規(guī)范要求前提下行之有效對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，才能實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)智能化和節(jié)能降耗[3]。多年來，在半導(dǎo)體電子產(chǎn)品迅猛發(fā)展推進(jìn)作用下，很多可調(diào)光、智能化隧道照明控制方法應(yīng)運(yùn)而生，中國高速公路隧道照明節(jié)能技術(shù)研究所以取得了一定結(jié)果。年重慶交通科研院韓直研究員編著了《公路隧道節(jié)能》一書，從隧道照明光源、照明方法及控制方法等不一樣角度分析了公路隧道照明節(jié)能技術(shù)研究方向[7]；長安大學(xué)郭蘭英經(jīng)過縮小手動(dòng)、分段時(shí)序和自動(dòng)控制中每級(jí)亮度改變，在視覺上實(shí)現(xiàn)隧道照明系統(tǒng)連續(xù)調(diào)光，既提升了系統(tǒng)安全性，又節(jié)省了電能。高速公路隧道照明質(zhì)量影響著行車安全，多年以來，高速公路隧道建設(shè)者們一直將照明質(zhì)量作為工程設(shè)計(jì)關(guān)鍵內(nèi)容和研究關(guān)鍵，卻忽略了能源浪費(fèi)問題。所以，中國現(xiàn)階段高速公路隧道照明系統(tǒng)在確保行車安全前提下，進(jìn)行節(jié)能降耗設(shè)計(jì)是公路隧道照明系統(tǒng)發(fā)展肯定要求，人性化、經(jīng)濟(jì)化、科學(xué)化是照明技術(shù)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展肯定趨勢(shì)。1.3本文研究關(guān)鍵內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)公路隧道照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對(duì)周圍光線強(qiáng)弱做出反應(yīng)，即當(dāng)周圍光強(qiáng)較弱時(shí)，能自動(dòng)打開照明裝置并依據(jù)周圍光線強(qiáng)度自動(dòng)分級(jí)調(diào)整照明亮度，自動(dòng)調(diào)整隧道內(nèi)燈光照明亮度。本文研究關(guān)鍵內(nèi)容有：1.確定整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；2.完成各功效電路設(shè)計(jì)，并選擇元器件，最終完成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)；3.完成各功效模塊軟件編寫；4.進(jìn)行實(shí)物制作，并完成系統(tǒng)功效調(diào)試。此次設(shè)計(jì)以單片機(jī)為關(guān)鍵，利用光敏傳感器采集光照強(qiáng)度，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路后傳送給單片機(jī)，并以此來控制燈亮滅情況，模擬公路隧道燈光照明控制。

第2章隧道照明控制分析2.1隧道照明視覺問題分析公路隧道作為公路一個(gè)特殊路段，其管狀結(jié)構(gòu)決定了洞內(nèi)外亮度相差懸殊，降低了道路通行能力，威脅到車輛行車安全。為了提升這一瓶頸路段通行能力，確保行車安全，需要科學(xué)設(shè)置燈光照明系統(tǒng)。隧道照明和一般道路照明不一樣，最大表現(xiàn)在白天也要照明，白天照明強(qiáng)度比夜間反而更強(qiáng)，加上隧道照明不一樣于通常道路照明，有其顯著特殊性，白天照明比夜間照明愈加復(fù)雜，包含人對(duì)明暗適應(yīng)能力。如汽車駕駛員在白天從明亮環(huán)境靠近、進(jìn)入和經(jīng)過隧道過程中，將發(fā)生種種特殊視覺問題：進(jìn)入隧道前因?yàn)樗淼纼?nèi)外亮度差異極大，從隧道外部去看照明很不充足隧道，入口處會(huì)看到一個(gè)“黑洞”；汽車由明亮外部進(jìn)入隧道后，因?yàn)榱炼燃眲「淖儯瑫?huì)出現(xiàn)視覺“適應(yīng)滯后現(xiàn)象”；在隧道出口處，出現(xiàn)極強(qiáng)眩光，產(chǎn)生一個(gè)很亮洞口，這么才能提升行車安全，避免發(fā)生安全事故[4]。2.2隧道照明控制模式介紹2.2.1分級(jí)調(diào)光控制模式分級(jí)調(diào)光控制是指隧道照明系統(tǒng)分為晴天、陰天、夜間三級(jí)照明控制模式，每級(jí)照明模式對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)照明回路控制，系統(tǒng)依據(jù)不一樣天氣情況對(duì)隧道照明燈具進(jìn)行開關(guān)量調(diào)整。在公路隧道照明控制系統(tǒng)中，關(guān)鍵使用分級(jí)調(diào)光控制模式，經(jīng)過控制照明回路開關(guān)，調(diào)整隧道照明亮度。不過這種控制模式對(duì)隧道燈具布設(shè)要求較高，調(diào)整范圍較大，控制效果過于粗放，輕易在隧道內(nèi)形成“斑馬線”，使得行車舒適性差，給行車安全造成隱患，同時(shí)還存在過分照明，隧道照明系統(tǒng)內(nèi)有70%左右能耗被過分照明消耗[9]。2.2.2無級(jí)調(diào)光控制模式無級(jí)調(diào)光控制是指依據(jù)照明參數(shù)改變而連續(xù)調(diào)整照明燈具使用功率，從而實(shí)現(xiàn)不一樣亮度等級(jí)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)隧道照明較為平滑調(diào)控。無級(jí)調(diào)光控制模式較分級(jí)調(diào)光模式更為正確，能夠根據(jù)要求調(diào)整隧道照明燈具功率，不需要燈具滿負(fù)荷工作，改變了傳統(tǒng)公路隧道照明系統(tǒng)亮度需求和燈具能耗不可控制性，有效地避免了過分照明，不僅能使隧道內(nèi)照度愈加均勻改變，而且節(jié)省電能[10]。2.3公路隧道照明控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.3.1方案一本方案設(shè)計(jì)關(guān)鍵由光控電路，開關(guān)控制電路組成。工作時(shí)，利用光敏電阻對(duì)光敏感特征和開關(guān)管開關(guān)特征來實(shí)現(xiàn)，而電路電源由電源經(jīng)過橋式整流以后，再經(jīng)過降壓電路降壓以以后提供，電路中其它需要供電電路由降壓以后再進(jìn)行穩(wěn)壓來供電，負(fù)載供電直接由交流電源來提供。總體結(jié)構(gòu)框圖以下圖2-1所表示，工作步驟如箭頭所表示：交流電源電路照明電路交流電源電路照明電路光控電路光控電路直流電源電路直流電源電路圖2-1電路總體框圖利用光照強(qiáng)度為傳感器，現(xiàn)在最為常見且性價(jià)比較高就是光敏電阻，利用光敏電阻對(duì)光敏感特征和開關(guān)管開關(guān)特征實(shí)現(xiàn)，即在白天或光線較亮?xí)r候，燈不亮，而在晚上或光線較暗時(shí)燈亮，再利用電橋，可將光線信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這類設(shè)計(jì)只要能將光信號(hào)取出，整個(gè)設(shè)計(jì)也便完成了大半，至于控制部分，可采取繼電器或晶閘管控制輸出。2.3.2方案二本方案設(shè)計(jì)關(guān)鍵以單片機(jī)為關(guān)鍵組成，組成一個(gè)智能光控電路。本系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)隧道照明控制系統(tǒng)需求分析和架構(gòu)研究，可知系統(tǒng)需要采集光強(qiáng)度信號(hào)，并進(jìn)行硬件電路處理后，發(fā)送給單片機(jī)最小系統(tǒng)，經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，控制隧道照明驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過采取相關(guān)光電檢測(cè)設(shè)備來設(shè)計(jì)智能光控路燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能依據(jù)實(shí)際光線條件通單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制路燈開關(guān)功效。本設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)框圖圖2-2所表示。由隧道照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可知，系統(tǒng)配套軟件程序有：主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、光強(qiáng)度采集子程序、隧道照明驅(qū)動(dòng)子程序等組成。依據(jù)以上研究方案，最終完成隧道照明控制硬件電路和軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)能夠檢測(cè)天天每時(shí)每刻天氣情況，依據(jù)不一樣天氣情況，自動(dòng)調(diào)整隧道內(nèi)燈光照明亮度。單片機(jī)單片機(jī)最小系統(tǒng)光強(qiáng)度采集電路光強(qiáng)度采集電路隧道照明驅(qū)動(dòng)電路圖2-2隧道照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.3.3隧道照明控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案基于兩種方案分析研究，可知方案一采取純硬件電路設(shè)計(jì)完成，實(shí)現(xiàn)簡單，不過控制效果不佳，不能依據(jù)實(shí)際視覺效果智能調(diào)整光照強(qiáng)度；而方案二智能性較強(qiáng)，能夠達(dá)成自動(dòng)控制目標(biāo)，使路燈控制更方便實(shí)用性強(qiáng)，擴(kuò)展功效強(qiáng)。所以本設(shè)計(jì)采取方案二設(shè)計(jì)方案。

第3章隧道照明控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)引言3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)引言3.1.1單片機(jī)選型本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)隧道照明控制系統(tǒng)，在處理器上能夠選擇PC機(jī)，單片機(jī)等處理設(shè)備，PC機(jī)現(xiàn)在常見芯片已經(jīng)達(dá)成64位含有很高處理速度，能同時(shí)處理64位數(shù)據(jù)在功效上十分強(qiáng)大，價(jià)格十分昂貴，對(duì)散熱有較高要求。單片機(jī)有8位，16位等不一樣型號(hào)能夠依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇不一樣單片機(jī)，在應(yīng)用上有廣大前景，能夠適應(yīng)不一樣場(chǎng)所，價(jià)格低廉。本設(shè)計(jì)需要檢測(cè)數(shù)據(jù)量較小，對(duì)速度沒有較高要求所以采取單片機(jī)作為處理器。在選擇單片機(jī)時(shí)要參考多個(gè)原因，如引腳個(gè)數(shù)，引腳功效，工作電壓情況等。本設(shè)計(jì)在功效上需要進(jìn)行顯示，通信，報(bào)警，A/D轉(zhuǎn)換等。在選型時(shí)應(yīng)按使用環(huán)境和實(shí)現(xiàn)功效綜合考慮。單片機(jī)引腳接口圖3-1所表示。圖3-1單片機(jī)引腳接口圖STC89C52是低功耗而且性能很高CMOS八位微型控制器，其內(nèi)部擁有8K系統(tǒng)能編程FLASH存放器，跟80C51單片機(jī)實(shí)用指令相同而且和所用引腳兼容。3.1.2單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)STC12C5204AD單片機(jī)含有結(jié)構(gòu)簡單功率低引腳功效強(qiáng)大特點(diǎn)。是在8052單片機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，和8052相比性能有很大提升。P1管腳含有AD轉(zhuǎn)換功效，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上能夠直接使用單片機(jī)管腳進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)引腳電壓能夠達(dá)成5V，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)不需要接上拉電阻來提升管腳電壓，單片機(jī)含有內(nèi)部晶振，外部晶振能夠不接。在功效上比較強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)上比較簡單。綜合以上原因本設(shè)計(jì)采取STC12C5204AD單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器。STC12C5204AD單片機(jī)晶振電路內(nèi)部振蕩器關(guān)鍵由一個(gè)反相放大器為關(guān)鍵而組成，XTAL1，XTAL2是反相放大器輸入端和輸出端，振蕩器是由外接晶振或陶瓷諧振器還有電容組成，晶振值f0為11.0592MHz。晶振頻率決定了系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。電容關(guān)鍵作用是，一是讓振蕩器起振，二是能夠進(jìn)行微調(diào)振蕩器頻率f，電容C3和電容C4假如全部變大話那么頻率就會(huì)變小，微調(diào)電容大小按公式(3-1)，(3-2)，(3-3)計(jì)算。 (3-1) (3-2) (3-3)式中，fs--振蕩器串聯(lián)諧振頻率；C0--振蕩器靜電電容；L--振蕩器等效電感；C--振蕩器等效電容。經(jīng)計(jì)算微調(diào)電容大小應(yīng)為33pF。單片機(jī)晶振電路圖3-2所表示。圖3-2單片機(jī)晶振電路復(fù)位電路功效是死機(jī)或上電時(shí)，能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化操作電路。復(fù)位引腳有高電平時(shí)進(jìn)行復(fù)位。高電平連續(xù)應(yīng)大于兩個(gè)機(jī)器周期即2us[5]。當(dāng)單片機(jī)上電，電源向電容充電，電容向RST引腳提供一個(gè)短暫高電平，復(fù)位電路進(jìn)入工作狀態(tài)，單片機(jī)內(nèi)部各寄存器回到初始化狀態(tài)，電容充電時(shí)間長短決定高電平連續(xù)時(shí)間，電容越大充電時(shí)間越長。復(fù)位時(shí)間應(yīng)滿足公式(3-4)所表示。 (3-4)所以復(fù)位電阻選擇1kΩ，復(fù)位電容選擇22uF。單片機(jī)復(fù)位電路圖3-3所表示。圖3-3單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)最小系統(tǒng)包含單片機(jī)，復(fù)位電路，晶振電路三部分。3.2光強(qiáng)度采集電路設(shè)計(jì)（引言）3.2.1光強(qiáng)度采集傳感器選型傳感器在測(cè)控系統(tǒng)輸入端，通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和信號(hào)調(diào)理電路等部分組成。光強(qiáng)度采集傳感器我選擇光敏電阻，原理是在光敏電阻兩端金屬電極之間加上電壓，其中便有電流經(jīng)過，收到合適波長光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。3.2.2光強(qiáng)度采集電路設(shè)計(jì)采樣電路由光敏電阻和放大電路兩個(gè)模塊組成。利用光敏電阻對(duì)光敏感特征，其特征是它內(nèi)阻隨光照強(qiáng)弱改變而改變，當(dāng)外部光線改變時(shí)，光敏電阻阻值將改變，通常是光線強(qiáng)時(shí)電阻減小，光線弱時(shí)電阻增大，當(dāng)電阻改變時(shí)電阻兩端電壓也會(huì)隨之改變，此電壓經(jīng)過LM358放大后送入采樣單元。采樣電路圖所表示：圖3.2.2采樣電路3.3數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)3.3.1數(shù)模轉(zhuǎn)換元件選型依據(jù)ADC0809功效和特征，故選擇ADC0809用作數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。ADC0809是美國國家半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)CMOS工藝8通道，8位逐次迫近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它能夠依據(jù)地址碼鎖存譯碼后信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是現(xiàn)在中國應(yīng)用最廣泛8位通用A/D芯片關(guān)鍵特征1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。2）含有轉(zhuǎn)換起停控制端。3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）4）單個(gè)+5V電源供電5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。6）工作溫度范圍為-40～+85攝氏度7）低功耗，約15mW。內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809是CMOS單片型逐次迫近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖所表示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存和譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次迫近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái)《580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)》是專業(yè)代做團(tuán)體也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考580.comQQ外部特征ADC0809芯片有28條引腳，采取雙列直插式封裝。ADC0809工作過程首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次迫近寄存器復(fù)位。下降沿開啟A/D轉(zhuǎn)換，以后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中止申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)傳送A/D轉(zhuǎn)換后得到數(shù)據(jù)應(yīng)立即傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送關(guān)鍵問題是怎樣確定A/D轉(zhuǎn)換完成，因?yàn)橹挥写_定完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采取下述三種方法。（1）定時(shí)傳送方法對(duì)于一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知和固定。比如ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μs，相當(dāng)于6MHzMCS-51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換開啟后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（2）查詢方法A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成狀態(tài)信號(hào)，比如ADC0809EOC端。所以能夠用查詢方法，測(cè)試EOC狀態(tài)，即可確定轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（3）中止方法把表明轉(zhuǎn)換完成狀態(tài)信號(hào)（EOC）作為中止請(qǐng)求信號(hào)，以中止方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述哪種方法，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可經(jīng)過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)，OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接收。3.3.2數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路利用集成芯片ADC0809實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)，ADC0809是采取頻率為8位，以逐次迫近原理進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化器件。轉(zhuǎn)換電路圖所表示：圖3.3.2轉(zhuǎn)換電路3.4隧道照明控制電路設(shè)計(jì)控制電路由開關(guān)管、光耦等元件組成。單片機(jī)將采樣到數(shù)據(jù)和設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后控制P1口連接4個(gè)開關(guān)管。當(dāng)外部環(huán)境光線變暗時(shí)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)其中一個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通，照明燈發(fā)光；當(dāng)外部光線亮度繼續(xù)變暗時(shí)，剩下開關(guān)管將相繼導(dǎo)通，流過照明燈中電流變大，照明燈亮度也逐步提升，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光線分級(jí)調(diào)整?？刂齐娐穲D所表示：圖3.4控制電路3.5電源電路設(shè)計(jì)為了使電路穩(wěn)定工作，必需有可靠電源。采取單片機(jī)控制模塊提供電源（整流濾波電路）整流、濾波電路設(shè)計(jì)。采取220V交流市電經(jīng)過半波整流、電容電阻降壓、濾波、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定支流電壓。首先確定整流電路結(jié)構(gòu)為橋式電路；濾波選擇電容濾波。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)省成本。缺點(diǎn)：輸出功率不高。電路圖以下所表示：圖3.1.2a整流濾波電路整流過程：四個(gè)二極管兩兩輪番導(dǎo)通，正半周時(shí)電流由D1RLD3回到U2負(fù)端，正半周時(shí)，電流由D2RLD4回到U2正端；不管是正半周還是負(fù)半周流過RL電流方向是一致，所以它電壓：ul=0.9U2;電流IL=0.9*(U2/RL)電路輸出電壓UI應(yīng)滿足下式：U≥Uomax+（UI-UO）min+△UI式中，Uomax為穩(wěn)壓電源輸出最大值；（UI-UO）min為集成穩(wěn)壓器輸入輸出最小電壓差；URIP為濾波器輸出電壓紋波電壓值（通常取UO、（UI-UO）min之和確實(shí)良10%）；△UI為電網(wǎng)波動(dòng)引發(fā)輸入電壓改變（通常取UO、（UI-UO）min、URIP之和10%）。對(duì)于集成三端穩(wěn)壓器，當(dāng)（UI-UO）min=2~10V時(shí)，含有很好穩(wěn)壓特征。故濾波器輸出電壓值：UI≥15+3+1.8+1.98≥22(V),取UI=22V.依據(jù)UI可確定變壓器次級(jí)電壓U2。U2=UI/1.1～1.2≈(20V)在橋式整流電路中，變壓器，變壓器次級(jí)電流和濾波器輸出電流關(guān)系為：I2=(1.52)I1≈(1.5～2)IO=1.5×0.5=0.75(A).取變壓器效率η＝0.8,則變壓器容量為P=U2I2/η=20×0.75/0.8=18.75(W)選擇容量為20W變壓器。因?yàn)榱鬟^橋式電路中每只整流三極管電流為：ID=1∕2Imax=1/2IOmax=1/2×0.5=0.25(A)選擇三極管IN4001，其參數(shù)為：ID=1A，URM=100V?？梢娔軡M足要求。通常濾波電容設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是，取其放電時(shí)間常數(shù)RLC是其充電周期確實(shí)2～5倍。對(duì)于橋式整流電路，濾波電容C充電周期等于交流周期二分之一，即RLC≥（2～5）T/2=2～5/2f,因?yàn)棣兀?πf,故ωRLC≥(2～5)π,取ωRLC＝3π則C=3π/ωRL其中RL=UI/II，所以濾波電容容量為：C＝3πII/2πfUI＝(3π×0.5)/2π×50×22＝0.681×103(μF)取C=1000μF。電容耐壓值應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓最高、負(fù)載電流最小時(shí)情況。UCmax=1.1×2U2max=1.1×2×20≈31.1(V)220V交流電經(jīng)過整流濾波后再由集成三端穩(wěn)壓電路LM7809穩(wěn)壓，以得到恒定輸出。本電路整體設(shè)計(jì)框圖單片機(jī)轉(zhuǎn)換單片機(jī)轉(zhuǎn)換電路采樣電路控制電路電源電路圖3.1.2b電路整體設(shè)計(jì)框圖全波整流電路。將交流220V電壓變成約12V直流電壓，為后面控制電路供電。比如橋式整流電路等。半波整流：變壓器次級(jí)繞組和負(fù)載相接，中間串聯(lián)一個(gè)整流二極管，就是半波整流。利用二極管單向?qū)щ娦?，只有半個(gè)周期內(nèi)有電流流過負(fù)載，另半個(gè)周期被二管所阻，沒有電流。這種電路，變壓器中有直流分量流過，降低了變壓器效率；整流電流脈動(dòng)成份太大，對(duì)濾波電路要求高。只適適用于小電流整流電路。全波整流能夠用：一是變壓器和半流整流電路相同，但用四個(gè)二極管組成橋式電路，將次級(jí)線圈正、負(fù)半周全部用起來；二是變壓器次級(jí)繞組圈數(shù)加倍，中間抽頭，實(shí)際上由兩個(gè)次級(jí)線圈組成。中間抽頭接負(fù)載一端，另兩個(gè)端子各串聯(lián)一個(gè)二極管后接負(fù)載另一端。穩(wěn)壓原理：變壓→整流→濾波→穩(wěn)壓。

第4章隧道照明軟件設(shè)計(jì)4.1主程序設(shè)計(jì)控制和設(shè)定數(shù)據(jù)比較符合？開始設(shè)置定時(shí)器開啟ADC0809控制和設(shè)定數(shù)據(jù)比較符合？開始設(shè)置定時(shí)器開啟ADC0809采樣采樣三次結(jié)束？圖4.1系統(tǒng)主程序步驟圖4.2模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)LCALLLCALLD_BCDRETLCALLCompara_SetLCALLDISPLAYMOV52H,38HMOV53H,39HJB04H開始MOVR0,#40HMOVR1,#41HLCALLCOMCHINCR1LCALLCOMCHINCR0LCALLCOMCHMOVA,41HMOVB,#50MULABMOVR2,#0MOVR3,#0MOVR4,BMOVR5,AMOVR6,#1MOVR7,#0HLCALLNDIV1MOVA,R5MOV3BH,AMOVR0,#38H圖4.2模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序步驟圖MOVA,@R0XCHA,@R1MOV@R0,ARET開始CLRCMOVA,@R0SUBBA,@R1JNCRCON4.3光強(qiáng)度采集子程序步驟圖圖4.3光強(qiáng)度采集子程序步驟圖4.4隧道照明驅(qū)動(dòng)子程序步驟圖SETBSETBP1.1A=3DSETBP1.2SETBP1.0SETBP1.1SETBP1.2SETBP1.3CLRP1.0A=3CHSETBP1.0A>3DA>3CH開始MOVA,3BH圖4.4隧道照明驅(qū)動(dòng)子程序步驟

第5章實(shí)物制作和系統(tǒng)調(diào)試此次設(shè)計(jì)我們所用軟件是proteus、keiluvision4。5.1實(shí)物制作Proteus是英國Labcenter企業(yè)開發(fā)電路分析和仿真軟件。該軟件特點(diǎn)是：①集原理圖設(shè)計(jì)、仿真和PCB設(shè)計(jì)于一體，真正實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品完整電子設(shè)計(jì)工具。②含有模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)（不高于ARM7）設(shè)計(jì)和仿真功效。③含有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等多個(gè)形式調(diào)試功效。④含有多種信號(hào)源和電路分析所需虛擬儀表。⑤支持Keil

C51

uVision2、MPLAB等第三方軟件編譯和調(diào)試環(huán)境。⑥含有強(qiáng)大原理圖到PCB板設(shè)計(jì)功效，能夠輸出多個(gè)格式電路設(shè)計(jì)報(bào)表。擁有PROTEUS電子設(shè)計(jì)工具，就相當(dāng)于擁有了一個(gè)電子設(shè)計(jì)和分析平臺(tái)。5.2系統(tǒng)調(diào)試在未做板子之前，我已經(jīng)依據(jù)原理圖做過模擬仿真，但做全部只是模塊化仿真，板子做出來后，依據(jù)整體程序進(jìn)行仿真。在進(jìn)行仿真前，檢驗(yàn)好電路，看看是否有虛焊或漏焊，電路是否有短路、斷路問題出現(xiàn)。當(dāng)一切全部正常后，調(diào)入一個(gè)簡單測(cè)試程序，檢驗(yàn)電路是否工作，開始時(shí)，并不是一試就出來，在經(jīng)過電路檢驗(yàn)，檢驗(yàn)電壓值，發(fā)覺硬件沒問題，再去修改軟件，改了兩次，最終電路正常顯示了，說明電路板是正確，接著進(jìn)行模塊性測(cè)試，模塊全部出來后，進(jìn)行整體調(diào)試。經(jīng)過對(duì)proteus仿真軟件學(xué)習(xí)，能夠熟悉地使用該軟件基礎(chǔ)操作命令，最終設(shè)計(jì)出隧道無線照明控制系統(tǒng)仿真原理圖。不過最終數(shù)碼管顯示光照強(qiáng)度出現(xiàn)一點(diǎn)問題，一開始數(shù)碼管總是處于閃爍情況，最終竟沒有了顯示。估量是軟件程序編程出了問題，圖5-1。圖5.1仿真圖第六章結(jié)論此次畢業(yè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵講述了單片機(jī)相關(guān)知識(shí)、隧道無線照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng)及相關(guān)程序和總體電路調(diào)試和功效實(shí)現(xiàn)。在硬件部分設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵介紹了多個(gè)本文用到STC89C52單片機(jī)、PCF8591和74HC373芯片，除此之外，還有四位數(shù)碼管顯示光照強(qiáng)度模塊。此次設(shè)計(jì)關(guān)鍵是經(jīng)過光敏傳感器采集光照信號(hào)經(jīng)過PCF8591AD模擬轉(zhuǎn)換給STC89C52能識(shí)別數(shù)字信號(hào)，以此控制八盞二極管燈亮滅情況，來實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道無線照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，達(dá)成此次設(shè)計(jì)要求說依據(jù)外側(cè)環(huán)境來控制隧道燈光亮暗程度。最終展示了此次設(shè)計(jì)原理圖、實(shí)物圖。在相關(guān)軟件及程序設(shè)計(jì)部分，關(guān)鍵介紹了proteus、keiluvision4關(guān)鍵功效。最終列出了此次設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)功效程序。此次公路隧道無線照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)過光源采集模塊能夠很好控制八盞燈燈光亮滅情況，達(dá)成設(shè)計(jì)要求所說自動(dòng)調(diào)整隧道內(nèi)燈光照明亮度。不過因?yàn)榉旨?jí)控制模式等級(jí)少造成過分照明，造成能源浪費(fèi)。在實(shí)物焊接時(shí)候可能是數(shù)碼管那塊出現(xiàn)出現(xiàn)了問題造成顯示不出來光照強(qiáng)度，沒有達(dá)成設(shè)計(jì)要求所說能夠檢測(cè)每時(shí)每刻天氣情況。經(jīng)過這次隧道無線照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，讓我更熟練了對(duì)單片機(jī)應(yīng)用和程序編程能力，加強(qiáng)了我動(dòng)手、思索和處理問題能力，同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)板子調(diào)試能力，知道怎樣一步一步去檢驗(yàn)錯(cuò)誤。開始調(diào)試時(shí)不成功，經(jīng)過認(rèn)真思索和檢測(cè)，找到了問題所在。

致謝此次畢業(yè)論文已經(jīng)順利完成了，在論文寫作整個(gè)過程中，有大家?guī)椭^我，在這里我要感謝她們。首先我要感謝是我指導(dǎo)老師。在為期多個(gè)月畢業(yè)論文過程中，她一直認(rèn)真幫助我，幫我分析課題，處理困難。在這段期間，我曾經(jīng)有過成功喜悅，也曾經(jīng)有過失敗挫折。不管當(dāng)我碰到什么困難，她總是給我激勵(lì)，給我支持，激勵(lì)我堅(jiān)持下去，激勵(lì)我戰(zhàn)勝困難；當(dāng)我有所成績時(shí)，她總是給我繼續(xù)做下去勇氣和信心。她幫助和知道給了我極大鼓舞；她悉心教導(dǎo)給一個(gè)立即進(jìn)入社會(huì)大學(xué)生帶來了太多勇氣和信心。在此，我致以最真摯謝意。在這次畢業(yè)論文時(shí)期，我還要感謝院、系各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們關(guān)心和支持。沒有您們默默關(guān)心和支持我們也將難以取得預(yù)期效果。在此，我衷心表示謝謝。相互學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)最好方法和捷徑，在此次畢業(yè)論文我深有體會(huì)。有部分同學(xué)從剛開始到現(xiàn)在一直全部給我很大幫助，在這里我想對(duì)她們說一聲：謝謝，沒有你們幫助我也就沒有現(xiàn)在結(jié)果。大學(xué)四年學(xué)習(xí)有很多講課老師為我們付出了辛勤汗水，能夠說沒有她們教育和指導(dǎo)，我們也將不會(huì)取得今天成績。我想對(duì)她們說一聲：感謝你們教導(dǎo)和關(guān)心，您們辛勞了。

參考文件[1]杜偉略，周志德，80C51單片機(jī)及接口技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社[2]杜偉略，劉雨棣，單片機(jī)接口技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社[3]繆曉中，電子CADProtel99se.化學(xué)工業(yè)出版社[4]胡宴如，高頻電子線路（第4版).高等教育出版社[5]林春方，楊建平，模擬電子技術(shù).高等教育出版社[6]楊志忠，數(shù)字電子技術(shù).高等教育出版社[7]交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)，公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范(CJJ45—)[S]，人民交通出版社，．[8]王學(xué)堂，趙展旗．隧道照明控制工程研究，西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，(1)[9]合肥源輝光電子，無級(jí)調(diào)光控制技術(shù)在公路隧道中節(jié)能應(yīng)用[J]，智能建筑和城市信息，（7）；5-6[10]周健，呂曉峰，楊洋，公路隧道LED燈照明系統(tǒng)無級(jí)調(diào)光控制研究[J]，公路隧道，（3）；40-43[11]DeviceNetCommunicationModuleandProtocol，Volume1，Release2.0，June30,1999[12]Deng.E,Cuk.s.NegativeIncrementalImpedanceandStabilityofFluorescentLamps[J].IEEE,1997

附錄ALightEmittingDiodeLampisanimportantpartofurbanlighting,thetraditionalhighpressuresodiumlamp,streetlampsoftenUSESlighthighpressuresodiumlamp360degrees,thelightlossbigshortcomingcausedhugewasteofenergy.Atpresent,theglobalenvironmentworsening,allcountriesinthedevelopmentofcleanenergy.Andalongwiththerapidgrowthofthenationaleconomy,ourcountryincreasinglyprominentcontradictionbetweensupplyanddemandofenergy,andpowersupplybeganthereareseriousshortages,energyareurgentlyneededtosolveproblems.Therefore,thedevelopmentofnewtypeofhighefficiency,energysaving,longlife,highcolorrenderingindex,environmentallyfriendlyLEDlightsforcitylightingenergysavingisofgreatsignificance.Roadlightingiscloselyrelatedtopeopleproductionandliving,withthespeedingupofurbanizationinourcountry,theLEDstreetlightwithdirectionallight,lowpowerconsumption,gooddriveperformance,fastresponsespeed,highseismiccapacity,longservicelife,greenenvironmentalprotectionadvantagesofgraduallyintopeople'sfieldofvision,becomingtheworld'smostadvantagesinsteadoftraditionallightsourceofanewgenerationofenergy-savinglightsource,therefore,LEDlightswillbethebestchoiceoftheroadlightingenergysavingtransformation.LEDstreetlightandconventionalhighvoltagesodiumlamplights,high-powerLEDstreetlampslightsourceUSESlowvoltagedcpowersupply,byGaNpowertypeblueLEDwithayellowphosphorsynthesisefficiencywhitelightdiode,withhighefficiency,safety,energysaving,environmentalprotection,longservicelife,fastresponsespeed,highcolorrenderingindex,uniqueadvantages,canbewidelyusedinurbanroadlighting.HousingavailablePCcontrols,resistancetohightemperatureof135degrees,lowtemperatureresistantto45degreesCelsius.Light-emittingdiode(LightEmittingDiode,abbreviatedasLED)isbasedonthesemiconductorPNjunctionformationwithaweakpowercanlightefficientsolid-statelightsource,inthecertainpositivebiasvoltageandtheelectricflowinjection,injectionofPelectronsintheholeandintoNareaspreadtoactiveareaaftertheradiativerecombinationandemitphotons,convertelectricalenergydirectlyintolightenergy1,LEDstreetlampitselffeatures--theunidirectionallight,nolightdiffusing,guaranteetheefficiencyoflight.2,LEDstreetlighthasauniquesecondaryopticaldesign,totheLEDstreetlamplightirradiationtotherequiredlightingareas,furtherimprovethelightefficiency,inordertoachieveenergysavingpurpose.3,LEDlightsourceefficiencyhasreached110-130lm/W,alsohastheverybigdevelopmentspace,andthetheoreticalvalueis250lm/W.Andhighpressuresodiumlampluminousefficiencyisincreasedwiththeincreaseofpower,therefore,isbetterthanhighvoltagesodiumlampLEDstreetlamplightingingeneral;(thetotalphotosyntheticefficiencyintheory,infact,morethan250whighpressuresodiumlamp'slightefficiencyishigherthanLED).4,LEDstreetlightlightcolorishigherthanhighpressuresodiumlamp,high-pressuresodiumlamponlyaround23,colorrenderingindexandLEDstreetlightcolorrenderingindexabove75,thinkintermsofvisualpsychology,toachievethesamebrightness,theLEDstreetlightilluminationtheaveragecanbereducedbymorethan20%thanthehigh-pressuresodiumlamp,(withreferencetothereasonablelightingstandards).5,lightfailureissmall,lightfailureislessthan3%ayear,stillmeettherequirementsofroaduseilluminanceto10years,andhighpressuresodiumlightfailure,hasfallenbymorethan30%ayearorso,therefore,theLEDstreetlightonthedesignoftheservicepowercanbelowerthanthehigh-pressuresodiumlamp.6,energy-savingdevices,LEDstreetlightautomaticcontrolcanberealizedundertheconditionofmeettherequirementsoflightinginthedifferentperiodsofmaximumpossiblelowerpower,savestheelectricity.SparkintelligentLEDstreetlampwhichcanrealizecomputerdimming,timecontrol,lightcontrol,temperaturecontrol,remotecontrol,thehumanizedfunctionsuchasautomaticinspection.LED7,isthelowvoltagedevice,drivingvoltageofthesinglestarLEDforsafetyvoltage,seriesproductsofsinglepowerLEDfor1w,soitisasaferthanusinghighvoltagepowersupply,powersupply,especiallysuitableforpublicplaces(suchasstreetlighting,industriallighting,automotivelighting,commerciallighting,etc.).8,eachunitLEDsmallpiecesonlyasmallvolume,socanbepreparedintovariousshapesofcomponents,andissuitableforvariableenvironment.9,longlife,canusemorethan50000hours,providethreeyearswarranty.Deficiencyisthepoweroflifeisnotguaranteed.10,highlightefficiency:theacuityofmorethan100lmchips,comparedwithtraditionalhighpressuresodiumlampenergysavingmorethan75%.11,installationissimple:don'tneedtoaddburiedcablewithoutrectifier,suchasdirectinstalllampsocketinthelamppoleconnectedtolightsourceornestedoriginallampshell.12,thecoolingcontrolwell:summertemperaturecontrolat45degrees,andUSESthepassivecoolingway,inadequateprotectionoftheheatofsummer.13,qualityandreliable:circuitpowersupplyareallmadeofhighqualitycomponents,eachLEDhaveover-currentprotectionalone,withouthavingtoworryaboutdamage.14,uniformlightcolor:withoutlens,nosacrificeinordertoimprovethebrightnessanduniformlightcolor,toensurethatnoapertureuniformlightcolor.15andledsdonotcontainharmfulmetalsmercury,unlikehighpressuresodiumlampormetalhalidelampwhenscrappedcauseharmtotheenvironment.Comprehensivetheaboveprinciple,highpowerLEDstreetlamps,energy-savingeffectisremarkable,insteadofhighpressuresodiumlamptothesavingelectricitywasabove60%.(tobefastidious)Lowmaintenancecost:comparedwiththetraditionalstreetlight,LEDstreetlightsmaintenancecostslow,throughthecomparison,canrecoverallinputcostslessthan6years.1.ThesingleLEDlowpower.Inordertoobtainhighpower,requiremultipleparalleltouse.2.Colorrenderingindexislow.InthecoloroftheLEDlightdisplayincandescentlightbulbs,notreal,itwillcomeupfromspectraldistributionanalysis,belongstothetechnicalproblems.3.Thelightspot.DuetomanufacturingdefectsonthewhiteLEDitselfandcooperatewithreflectiveglassorlenserror,easyto"yellow"problem.4.LEDilluminationuniformityproblemsIfnotthesecondaryopticaldesign,theLEDlightismoreconcentrated,sobesuretothesecondaryopticaldesign,makeitslightintensitydistributionofbatform.5.TheLEDlightfailureproblemComparedwiththesmallpowerLED,highpowerLEDstreetlamplightfailurewillbemuchbetter.ButsmallpowerLEDheatdissipationisverysmall.TherearecoolingandhighpowerLEDisnowaytosolvetheproblem,andafterthefeverbrightnesswilldecrease,sothepowernottodo.NowmarketsalesSparkLEDstreetlampofthebiggestis360w.CostcomparisonlampsAcitythreesectionsofroadlengthof3km,5km,10km,thelayingofstreetlightstooneinevery30metersoneachsideofatotalnumberofstreetlightsrequiredforthesethreesectionsoftheroadwere202,334,668,traditionalstreetlightstopowerthe250Whighpressuresodiumlamp,LEDlightscomparedtothepowerof50Wprevail!1.LEDlightingtechnologymatures,luminousefficiencyofhighpowerLEDlightsourcehastherequiredluminousfluxcanmeetthegeneralstreetlamp.Generalhighpressuresodiumlampluminousfluxis100lm/W,commonlyusedis50to60lm/WhighpowerLED,withforeignthebestLEDchipscanreach80lm/W,thehigherluminousefficiency,energysavingeffectmeansthatthemoregood,thisisalsooneofthemostimportantindicatorinselectionofLEDstreetlight.Leds,however,doesnothaveexplicitlystipulatedinthestandard,somustbecarefullyconfirmedwhenpurchasingLEDlights.2.LEDstreetlamplightfailurenowsomebusinesses,inordertoreducecosts,withhundredsofsmallpowerLED0.5W.However,thiskindofsmallpowerLEDlightfailureisveryserious,thelightdecayto80%ofthelifeonly1000hours.Astheneedforlong-termuse,therefore,isabsolutelynotallowedtousethissmallpowerLEDstreetlamps,choosehighpowerLED(generallyreferstomorethan30w),thelightfailurewillbemuchbetter.3.TheproblemofLEDstreetlightweightoftheLEDstreetlampduetohightechnicalcontentandcomplexcomponent,somehighpowerlampholderwillweighfarmorethanordinaryhighpressuresodiumlamp,sothehigherrequirementtothecorrespondingsupportmaterials.Asmuchaspossible,however,havesomeLEDlightsmanufacturerinreducetheweightoftheLEDlampholder,fromtheoriginalsinglelampholderabout30kilograms,droppedmorethan10kilograms,weightlossandfurtherdownwardtrend.4.LEDlightsbecausetheheatdissipationoftheLEDisasemiconduc