智能路灯节能控制器的设计

出最优化的指令，输出给功率单元功率单元接收到指令后会相应的改变可变电抗器的二次绕组，实现路灯照明亮度的智能化调节，达到节约能源的目的微处理器系统作为智能控制器的重要组成部分，统筹规划智能路灯节能系统的各组分的工作，其工作内容包括外界声信号和光信号数据的采集，智能控制器的运算，控制信号的输出，开关信号的输入和输出，接入现场总线和工控机等设备的通信等那么微处理器系统是如何工作的呢？首先信号检测调理将电压、电流信号转变成标准信号输入给微处理器；然后微处理器对该信号进行处理和运算，并将运算结果转变成模拟信号发送给功率单元；最后该信号被功率单元默认为定信号，功率单元会根据这一定信号来改变晶闸管的导通情况，晶闸管的导通情况直接决定了可变电抗器二次绕组上的电压或电流，当电压或电流发生变化后可变电抗器一次绕组会发生相应变化，从而改变路灯的端电压，改变路灯的照明亮度系统硬件设计3系统硬件结构设计

3.1路灯节能控制系统的硬件部分有声音传感器、光敏传感器、运算放大器、V/F转换器、单片机、触发电路等光信号和声音信号的作用是不相同的光信号控制着路灯的开启和关闭，声音信号控制着路灯的照明亮度声音信号被声音传感器接收后转变为电压信号，传送给信号放大器，放大后的信号输送到A/D模数转换器中，它将信号转换成频率脉冲信号（此过程遵循的原理是声音大小与频率脉冲呈线性关系），频率脉冲信号输送到单片机中，单片机对其运算后得到相应的控制信号，输出给LED显示和D/A数模转换器，D/A数模转换器接收到信号后，将控制信号翻译成模拟信号发送给触发器，触发器会驱动功率单元作出相应调整路灯节能控制系统的硬件电路结构如下图3-1所示图3-1系统硬件结构设计图声音传感器、光电传感器、信号变送器、微处理器、A/D和D/A转换器等是智能控制系统的硬件智能控制系统的工作流程是光电传感器将接收到的光信号转变成模拟信号，通过变送器传输到A/D转换器，完成系统的启停声音传感器将接收到的声信号转变成电信号，传输给微处理器，微处理器用模糊控制算法得到路面上的车辆和行人流量信息，形成相应的控制信号传输给功率单元,完成路灯照明强度的控制要想完成实时现场控制，必须要软件和硬件相互配合,因此照明区域控制器的硬件设备中必须有电源、微处理器及其外围电路、外部存储装置、电力控制部分、RS232接口、电能计量部分、人机交互接口、指示电路和专一的电子镇流器芯片照明区域控制器的硬件结构如图3-2所示图3-2照明区域控制器硬件结构照明区域控制器硬件部分的电力控制模块需要具备能够控制路灯线路的送电和断电，检测路灯线路状态的功能需要注意的是电力控制模块还需要增加手动控制/自动控制切换按钮，以确保在远程控制无效的情况下，可以将路灯线路的送/断电控制转变为人工控制传统照明控制器的中心组分是电力控制模块，它接收来自微处理器的控制信号，并将控制结果反馈给主处理器电能计量模块是照明区域控制器硬件组成部分中负责远程抄表子系统的数据采集的单元，采集的内容有路灯线路上的电压、电流、用电量、累计用电量、功率因素以及欠电压和过电压检测结果电流和功率因素的采集作为辅助信息应用于电缆状态监测过程中智能控制器的设计及外围电路

3.2321控制器最小控制系统AT89S52是一种低功耗、高性能的含有8K字节快闪可编彻擦除只读存储器FPEROM-Flash Programmableand ErasableRead OnlyMemory的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与AT89S52指令系统和引脚完全兼容芯片上的FPEROM允许在线或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程AT89S52单片机及其外围电路设计图如下图3-3所示图3-3AT89S52单片机最小系统

3.

2.2串行通信接口设计串行通信作为数据通信的一种重要方式，具有连线少、成本低的优点，而且串行通信特有的调制解调功能让其更适合于距离远且通信点多的场合，应用范围更广AT89s52中的串行口是一个全双工的异步串行通信接口，具有同时接发数据的特点通常情况下，微型计算机中拥有1-2个标准RS-232c串行通信口，这些接口的存在保证了PC机和单片机将的串行数据通信DB-9型连接器将MAX2332和计算机的COM口连接，插座J1将MAX2332和单片机连接串行通信电路原理图如下图3-4所示图3-4串口通信电路原理图串行通信依据时钟控制数据接发方式可以分为同步通信和异步通信同步通信具有传输速度快的优点，但是由于需要使用较多的接线，容易造成大量浪费;而异步通信虽然传输速度较同步通信慢，但是它使用的接线较少，在串行数据的过程中，即使出现错误，也只影响一个字节的数据，极大的节约了成本因此，在微机测控系统中，异步通信方式的运用较为普遍本文研究的智能控制器的串行数据传输方式也是异步通信串行口状态控制寄存器SCON是一个依照位定义的8位寄存器，寄存器SCON不仅控制串行通信的方式和数据的接发，还用于指示串行口的运行状态通常情况下，寄存器SCON可以有两种方式寻址，字节寻址和位寻址，其格式如表3-1所示表3-1状态控制寄存器的位地址和位功能位地址9FH9EH9DH9cH9BH9AH99H98H位功能SMO SM1SM2REN TB8RB8TI RI其中负责串行口工作方式选择的是SM0和SM1,它们的工作方式有四种这里选择方式1为工作方式方式2和方式3应用在多机通信控制位SM2上REN相当于串行接收的开关，它是允许接收控制位，当REN=1的时候，接收数据才是被许可的TB8和RB8只能在四种工作方式中的2和3中才能用发送中断标志由TI位负责发送，当TI处于置位时表示“发送缓冲器已空”，CPU接收到这样的信息就可以准备发送下一帧数据了当串行口的发送出现中断时，TI位不会自主清0,此操作必须由软件完成接收中断标志由RI位负责，当RI位接收到数据后，硬件会随后完成置位工作当RI=1时，表示已经接收完一帧数据，并且数据已经装载入接收SBUF中，此时要求CPU中断，并将数据取走RI和TI一样，都需要软件来完成清0工作，之后才能准备接收一帧数据

3.

2.3A/D和D/A转换电路本智能控制器中的A/D转换器是TLC2543——CMOS、12位开关电容逐次逼近式A/D转换器，是由美国TI公司生产，12位的串行转化器它拥有片选CS、输入输出时钟I/O CLK、地址输入ADDRESS和数据输出DATAOUT,运用这三个输入端和一个输出端完成与主处理器的通信工作它的最大特点是拥有14通道，可以选择11个输入中的一个或三个内部自测试电压中的一个此外，它还设有自动采样保持电路系统时钟产生于内部，并和I/O CLK保持同步通过这样的设计，使得转换器具备高速，高精度和低噪声的突出特点在本研究的智能控制器系统中，特意选择光电隔离电路来消除工业现场对智能控制器的干扰设计中运用光电耦合器6N137来光电隔离TLC2543和单片机间的电气联系，显著提高系统的可靠性和抗干扰能力图3-5A/D转换电路本设计中，功率单元接收到的控制信号由微处理器系统输出，其输出信号为电压信号，电压范围为0-10VD/A转换器的作用就是将微处理器发出的控制信号转变成触发控制模块可以识别的模拟电压信号如图3-6所示图3-6D/A转换电路原理图上图所示电路中使用TLC5615进行D/A转换TLC5615是一个10位DAC芯片，性能远远超出早期的DAC,3根串行总线就可以满足数据串行输入，并且与工业标准的微处理器和微控制器有良好的兼容性324开关量输入/输出电路1开关量输入电路开关量输入电路主要用于接受各设备状态信号和工作人员的操作命令，包括起动、警报接触、故障报警、开关和断路器的反馈信号等开关量输入电路3-7所不vccR40♦24VU13DIIN1TLP521图3-7开关量输入电路原理图+24V直流电源是开关量输入的电源微处理器接收到的信息是有DI端输送的，该信息是输入的开关量IN1被光耦TLP521隔离后的信息，微处理器根据接收到的信息进行相应工作图中R35为限流电阻，取值为2ZQ2开关量输出电路开关量输出信号控制着微型继电器的行为，微型继电器的行为包括控制指示灯、监测蜂鸣器的运行状态、监测中间继电器的运行状态通过这些行为的发生来完成相应的开关动作开关量输出电路原理图如图3-8所示图3-8开关量输出电路原理图继电器工作的电压、电流与电路中的I/O不相同，要想满足继电器的运行要求，就需要将电路中的I/O经过转换，转换的工具是驱动电路在负载动作条件下，电源会受到一定程度的干扰，断开电流时线圈两端会产生极高的感应电压，如何解决这一问题也是我们需要考虑的针对上述问题，本设计通过使用光电耦合器TLP521对输入的开关量进行光电隔离，输出的信号运用控制三极管的开关来完成控制继电器状态的工作同时，为了保护三极管，需要在继电器的线圈两端并联续流二极管；通过阻容消弧电路的加入，消除继电器触点断开时所产生的电弧功率变换单元与触发电路系统设计

3.

33.

3.2功率变换单元功率单元的主要组成部分是晶闸管，作用是通过改变导通角来改变路灯两端的输出电压，达到控制路灯照明强度的目的可控整流是运用可控的整流器件，将交流电转化为直流电当桥臂上的整流元件中有可控硅存在时，输出电压的大小就可以受可控硅的触发角控制；当桥臂上的整流元件都是可控硅时，我们称之为全控整流桥本系统的主电路就是一个全控整流桥，共有六只晶闸管组成其功率单元如图3-9示A-2U B-2U G2图3-9功率单元下面介绍一下目前应用最为广泛，最为普遍的一种全控整流电路一一三相桥式全控整流电路它是一种拥有共阴极组和共阳极的特殊整流电路，共阴极组顾名思义就是3个晶闸管的阴极连接在一起，同样3个晶闸管的阳极连接在一起就称为共阳极；此外，习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通，晶闸管的道通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT

63.

3.3触发电路本方案的触发电路用一个频率脉冲控制，设置的值为临界值，当频率脉冲超过这一临界值时，电路接通外围功能模块设计

3.4uivcc|cz

3.

4.2CAN总线模块设计图3-10SJA1000电路原理图CAN通信电路是由独立CAN通信控制器SJA1000,CAN总线收发器82C250和高速光电耦合器6N137三个部分构成SJA1000的AD0-AD7是连接在单片机的POD,CS则是连接在P

2.7口；SJA1000的RD,WR,ALE则是分别和单片机上与之相对应的引脚连接在一起，单片机的外部中断引脚是与INT相连接的,这样单片机就能以中断形式的访问方式来访问SJAlOOOo下图3-11所示为SJA1000和单片机的连接电路原理图:图3-11单片机与CAN总线接口示意图SJA1000的TXO和RXO是通过高速光耦6N137之后，再和82C250的TXD和RXD连接，并且光耦两边的隔离电源是通过隔离电源BO505实现的，这样的方式提高了CAN总线电路的抗干扰能力82C250与CAN总线的接口部分充分利用电阻可以限流的作用，并不直接将82C250与CAN总线的接口连接在一起,而是通过1个SSZ电阻再与CAN总线相连，很好的起到保护82C250的作用；CANH和CANL与地之间运用2个30pF的小电容来过滤总线上产生的干扰和电磁辐射；在CAN总线接入端和地面之间添加了一个保护二极管，能对CAN总线起到过压保护的作用在82C250的Rs脚上添加了一个斜率电阻RS,通过斜率电阻与地面之间相连接，系统处于高速工作方式还是斜率控制方式受斜率电阻的取值影响将82c250的Rs引脚直接和地面连接，意味着系统是处在高速工作方式下的，此种状态下，要想避免射频干扰，总线必须选择屏蔽电缆；在波特率比较低，总线长度比较短时，系统一般处于斜率控制方式，斜率主要取决于斜率电阻的阻值，实验研究结果表明Rs的理想阻值范围是15-200Ko在斜率控制方式下，我们的总线可以选择平行线或双绞线中的一种另外，总线的两端有必要接入两个1200的电阻，可以有效提高数据通信过程中的抗干扰能力和可靠性，保证正常通信摘要随着科学技术的飞速发展，人们对道路照明的节能和舒适性需求也不断增强但是城市照明存在极大的能源消耗，这一问题的出现使得一种新型的节能控制器一一智能路灯节能控制器应运而生它具有稳压控制、智能调压控制、自动起停和软起动功能；它的最突出特点是将智能控制系统与晶闸管功率变换单元结合起来，用拥有两次绕组的电抗器将高压和低压隔开首先将路灯和一次绕组（高压）进行串联，然后将二次绕组（低压）和具有模糊控制算法的控制系统以及晶闸管连起来，这样我们就可以通过改变低压绕组上的电压来改变高压绕组上电压，实现改变路灯端电压，进而完成路灯的软起动和调压节能操作关键词智能路灯；节能；控制器；设计

3.

4.3人机交互模块设计液晶显示器作为测量结果和人机对话的重要工具，广泛应用在各种仪器和仪表及电子显示装置中，它不仅体积小、外形薄、重量轻、耗能小，而且工作电压低、无辐射按照功能可以将液晶显示器分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD,其中段位式LCD和字符式LCD只能够显示有限的字符，点阵式LCD则较为先进，可以显示除字符外的汉字和图形，更有甚者能够实现屏幕的滚动显示，反转显示以及显示闪烁等功能因此点阵式LCD应用的范围较段位式LCD和字符式LCD广泛本设计中采用NS19264C型点阵式LCD,有限完成路面噪声信息的显示NS19264C型点阵式LCD有列驱动器和行驱动器，其中列驱动器有三片KS0108B组成，行驱动器则是一片KS0107Bo为了实现192X64的点阵显示，液晶模块提供两个片选端CSA和CSB供微处理器选通三片KS0108B液晶模块与单片机的数据总线间的连接方式是直接的，单片机的WR和RD信号通过与非门组合为液晶模块的使能J3WRP071ftARD1PME P052P PM12P0334P0256vcc78POO910E11VR1P2Q12P2113VLCD14]R2♦VCC15GND16P2217P231819VEE20/RESVCC=C2GND信号E下图3-12为单片机和液晶模块的连接电路图图3-12单片机与液晶模块连接电路原理图

3.

4.4电源电路设计设计电源电路的目的是为电路提供电源，这里的电路包括控制电路在内的所有电路其中不同部分需要的直流电是不同的，比如++12V直流是用来给信号调理电路中的运算放大器和D/A转换电路中的运算放大器提供电源的，+SV直流则是给A/D转换芯片TLC2543和微处理器提供电源的7805三端电压电源可以产生+5V电压，下图3-13所示为7805三端稳压电源，输入端、输出端和接地端分别是

一、2和3图3-137805三端稳压电源微处理器和D/A转换电路需要+12V电压，而D/A转换器中AT89S52单片机及各芯片需要的是+5V电压，因此采用LM2575-5开关稳压集成电路来实现电压间的转化LM2575-5的+SV输出电路原理图如图3-14所示U3ymOUT/ON OFTRAGMD|CIO LM2S75T-5f100Q图3-14LM2575+12V转换成+SV电路

3.

4.5软件结构设计OTOR=1;TR1=1;/*开启计数器和定时器*/；i=0if ilog=l/检查标志位flog*/TR1=O;/*关计数器*/A=TH1*256+TL1+C*65536;/*读计数值*/if I10A[i]=A;；i++flog=0;}/*是否读了10次计数值*//*没有则复标志位*//*返回继续，内循环*/else/*如果读了10次计数值*/forj=0;j10;j++S=A[j]+s;/*将10次计数值相加*/S=S/10;/*取平均值*/OutO/*通过查表法模糊控制输出*/R3=0;if S〉=20RI=220;elseiS=15RI=200;elseRI=200;}/*查表输出，并且提供输出汇编程序的接口*//*用汇编的形式串行输出*/#pragmaASMDAC:MOVPh#OFCH;SCLK=0,DIN=0,CS=lNOP;CLRPL2;在SCLK=0时，CS变低MOVA,R1高8位送给AMOVR3,#08H;传送8次LCALL CUSO;传送高8位MOV A,ROMOV R3,#04HLCALL CUSO;传送低4位SETBP12cs=1，将16位移位寄存器中的10位RET;CUSO:;传送子程序LOOP:RLCAMOVP

1.1,CNOPSETBP

1.0NOP CLRP

1.0MOV R4,AMOV A,R3；暂存于R4中DECAMOV R3,AMOV A,R4；次数减1JNZ LOOP有效数据锁存于10位DAC寄存器中RET#pragma ENDASM；Fordtime=1dtime4000000000;dtime++S=0;}/*软延迟*/}/*endelse*/}/*end if*/}/*end for*/}/*end mian*/2技术中断程序Void countervoidinterrupt3C++;}/*防止计数器计数值溢出，一但溢出，计数一次*/定时中断程序void countervoidinterrupt1{flog=l;}/定时器溢出，则计数一次*/智能化照明控制综合策略4通常情况下，照明区域控制器是可以按照预先设定的照明控制策略来独立的完成现场照明控制的本设计选择了时间控制、环境参数辅助控制和手动控制相结合的综合性照明策略，其中环境参数辅助功能是选择性功能，当不选择该功能时，系统是时间控制和手动控制相结合的控制策略，确保了系统的正常运行上述三种控制方式需要遵循以下原则1优先级最高的是手动控制，当系统处于手动控制状态时，时间控制和环境参数辅助控制处于不可使用状态2只有当手动控制取消后，时间控制和环境参数辅助控制才处于可以使用的状态；一旦系统处于时间控制有效期内，系统是受时间控制策略的控制，反之，则受外界环境状况控制3手动控制模式取消后，照明区域控制器获得控制权，决定各交流接触器的启停状态结语智能路灯节能控制系统的研制是目前国内外所关注的热点课题之一众所周知，路灯设备是使用量十分巨大基础用电设备智能路灯节能控制系统是专为大中规模的照明系统设计的智能装置［［41］它的研制将是照明设备节能降耗的重要途径和有效方法参考文献［1］余定洋.城市道路照明的节能方式探讨.有色冶金设计与研究，20039:72-73⑵全庆锋，王萍.城市道路照明节能系统.中国科技信息工程论坛，200516:105-107［3］邹常茂，韩庆军.国内智能照明节电器设备的现状与技术特性，节能与环保，200312:52-53⑷李铁楠.城市道路照明设计.20062:116-

120.［5］陈坚.电力电子学一电力电子变换和控制技术.北京:高等教育出版社，

2001.［6］诸静.智能预测控制及其应用.杭州:浙江大学出版社，

2002.⑺诸静.模糊控制原理与应用.北京:机械工业出版社，

2005.321-

326.［8］黄辉，姜学东，邱瑞昌.三相异步电动机的三相交流调压软启动及节能控制研究.机车电传动，2005,4:10-12,

15.［9］王卫安，危韧勇，蒋家久.基于有功功率闭环的高压异步电机软停控制.机车电传动,2005,1:33-

35.［10］潘天红，陈山.11通道10位A/D转换器TLC1543及在单片机系统中应用［J］.微计算机信息，

2000.165:64人

66.［11］李华贵，许青林等.串行10位数/模转换器TLC5615及其在单片机中的应用［J］.国外电子元器件，

1999.5:29-

31.致谢本论文是在龚老师的谆谆教诲和指导下完成的，论文从选题、构思到定稿无不渗透着导师的心血和汗水；教授渊博的知识和严谨的学风使我受益终身，在此表示深深的敬意和感谢我还要感谢含辛茹苦、任劳任怨、望子成龙、不图回报的父母的养育之恩，他们给予我的爱和支持让我顺利地完成了自己的学业最后，因本人水平有限，在文中难免有不足之处，恳请各位老师批评指正摘要II1绪论

11.1研究背景

11.2研究目的及意义

11.3研究内容12路灯节能控制系统的设计

22.1系统的方案设计

22.2系统模型及功能

32.3系统控制器的设计53系统硬件设计

63.1系统硬件结构设计

63.2智能控制器的设计及外围电路

83.

2.1控制器最小控制系统

83.

2.2串行通信接口设计

93.

2.3A/D和D/A转换电路

103.

2.4开关量输入/输出电路

123.3功率变换单元与触发电路系统设计

133.

3.1功率变换单元

133.

3.2触发电路

143.4外围功能模块设计

143.

4.1CAN总线模块设计

143.

4.2人机交互模块设计

163.

4.3电源电路设计

163.

4.4软件结构设计174智能化照明控制综合策略20结语21参考文献2122绪论1研究背景

1.1伴随着城市现代化建设进程的推进，城市道路建设得以飞速发展，城市道路建设中不可或缺的城市公用路灯建设被提上日程，因为城市公用路灯具有优化城市氛围和环境，改善城市生活质量，提高城市投资潜力，推动城市经济发展，保障城市居民生活及交通安全等作用改革开放以来，我国的经济得到快速而稳健的发展，由此对城市道路建设的发展提出了更高要求，城市居民也对城市的形象提出了迫切需求所以，城市的道路照明和管理首当其冲原先的落后、繁琐的城市路灯运行方式与城市居民生活水平的提高之间的矛盾日益突出，如何才能提高城市路灯的管理水平，实现现代化的、进步的路灯运行方式？如何才能满足城市居民日益提高的生活要求？如何才能实现人力、物力的节约呢？这是我们必须面临，也是必须予以解决的研究目的及意义

1.2路灯是我国城市现代化建设中不可缺少的用电设备，正常运行下的路灯是必需存在的，但是不合理的路灯运行方式会造成大量的电力损耗，浪费能源如果能够实现路灯的智能化控制，降低路灯运行过程中电力损耗，那么就可以大大降低路灯运行过程中的能源成本，从而有助于我国城市现代化进程的推进针对这一问题，本文旨在研究一种智能路灯节能控制器的运行，通过智能调控的方式，改变路灯两端的输出电压，达到控制路灯运行过程中照明亮度的作用，降低路灯在不同的运行时间的耗电量，最终达到节约能源的目的研究内容

1.3本文旨在研究一种基于模糊控制算法的智能路灯节能控制器，并对智能路灯节能控制系统进行深入分析和探讨本文所指的是一种运用可变电抗器的智能路灯节能控制系统，主要介绍该系统是如何构思，如何设计，如何工作的；其中对它的硬件电路，通信模块设计，路灯输出电压的软件设计和控制策略进行了详细解析路灯节能控制系统的设计2系统的方案设计

2.1调光就是改变照明装置和光输出的过程，调光可以是连续调光，也可以是步进调光由于照明调光具有节能、能够很好地适应人眼视觉特性的优点，电子镇流器的调光得到了广泛应用，电子镇流器的调光主要有以下9种方法

（1）改变串联电感值的调光法，

（2）脉冲调相调光法，

（3）可变电阻调光法，

（4）脉冲调频调光法，

（5）正弦波调光器

（6）采用可控硅导通角的相控调方法

（7）脉冲占空比调光法

（8）调压器调光法

（9）调节高频逆变器供电电压调节法按照调光过程中使用的控制方法可以将调光分成模拟调光（模拟1-10V调光）与数字调光（数控调光）；采用现场总线控制和计算机网络调光控制两种方式来控制范围大小的实现其中照明控制系统有四种类型，分别是区域控制型、点灯控制型、节能控制型和网络控制型在城市路灯系统中，应用较为广泛的路灯灯具有钠灯、水银灯和金卤灯下面我们来看一下模拟调光和数字调光镇流器的工作原理（图2-1和2-2）交流电图2-1模拟调光电子镇流器工作原理图较为落后的灯光控制采用的是一一对应的方式，即用0-10V的模拟量对应着0%-100%的照明亮度，其中一条信号线（共用公共线）代表一个回路，因此回路越多，连线也就越多，从而导致传送距离远和信号压降问题的出现调光反馈预热，反馈灯故障图2-2数控调光电子镇流器工作原理图数控调光电子镇流器较模拟调光电子镇流器先进，它是由IR21592可调光控制集成电路和微处理集成电路组成的，它的优点是能够接收人工指令、遥控指令和控制指令系统模型及功能

2.2照明管理中心平台、智能节点和照明区域控制器共同组成路灯节能控制系统其中照明管理中心平台是整个路灯节能控制系统的CPU,负责管理整个系统它的主要工作内容是采集和检测系统运行信息，实时的远程控制所辖路段照明的智能化控制，管理中心指令的解析和执行以及运行数据的采集和上报工作由照明区域控制器来统筹完成单个路灯的控制和运行状态监测的工作则交由智能节点来完成其中照明区域控制器和照明管理中心之间的数据传输是采用GSM/GPRS的方式，而智能节点和照明区域控制器之间则是电力线载波通信方式智能控制系统是本文研究的重点，如下图2-3所示220~380VK图2-3路灯节能系统结构框图上图所示的路灯节能方法的原理是运用智能控制器来控制功率单元，从而达到控制可变电抗变换器的目的，控制可变电抗变换器后即可改变路灯的端电压，路灯的光照即可获得相应变化，最终实现节约能源的目的该方法是基于人类肉眼在夜晚行进过程中会对光照要求不敏感的原理，通过改变路灯两端的输出电压，在不同的时间段依据外界实际情况完成路灯光照亮度的控制，实现路灯光照强度的现代化、智能化的控制下面我们看一下功率单元原理图（图2-4）图2-4功率单元原理图功率单元的运行原理是充分运用拥有两次绕组的可变电抗器的优势，将其一次绕组串联上路灯，其二次绕组则与功率变换器和智能控制器连接，可变电抗器是连接路灯和控制器的桥梁要想实现路灯的软启动并对它实施智能化调节,只需要通过智能控制器和功率变换器控制可变电抗器的二次绕组，因为可变电抗器的二次绕组发生变化后，其上的一次绕组会发生相应的变化，而路灯是直接串联在一次绕组上的，就会相应的作出改变，最直接的体现就是路灯亮度的变化下面我们看一下智能控制器的工作流程（图2-5）智能控制器的工作流程如下第一步，外界光照信号的输入；第二步，对光照信号进行判断，作出是否开启路灯照明系统的指令；第三步，如果指令是肯定的，则传递到功率单元，由功率单元完成路灯照明系统的启动工作（通常情况下,一条街道的路灯照明系统是由数

十、甚至过百的路灯共同组成的）第四步，路灯处于开启状态后，路面的声学传感器会采集路面车辆流量和行人流量的信息，将声信号传送到智能控制器；第五步，智能控制器对传输来的声信号进行分析,作出相应的调节指令，传送到功率单元；第六步，功率单元接收到操作指令后，作出相应改变可变电抗器的动作，从而控制路灯的端电压，改变路灯的照明亮度当路面上车辆流量和行人流量较大时，智能控制系统会提高路灯的端电压，增强路灯亮度；反之，路灯亮度则减小整套路灯节能控制系统的中心是智能控制器，它采用的是先进的模糊控制算法，对输入来的数据进行处理和比对，选择出最适合的控制信号输出其中输入到智能控制器中的信号有光信号和声信号两种，决定整套系统开启和停止的是光信号，实时反映外界环境的要求的是声信号，这两种信号均需要经过放大、转换以后才能输入到智能控制器的微处理器中，发挥其应有的作用系统控制器的设计

2.3声音光线信号触发控功率变信号调理制模块换单元智能路灯节能控制器的总体设计如下图2-6所示图2-6智能路灯节能控制器的总体设计智能控制器的主要功能有控R制S485算法运算、—检►人测机启交互动模块电量信号、控制功率单元、控制开关部件，现场总线通信一个优化的智能控制器需要具有专门的电子镇流器，CAN总线通信和谐的人机交流界面智能控制器的工作原理是将外界传输进来的声信号和光信号转化为可测量的电流电压信号，对该信号进行模糊控制算法，得A/D D/A转换转换踣灯软起动信号专用镇流器芯片。