路灯智能监控系统.doc

【原创】路灯智能监控系统1 设计目标 本设计是基于路灯智能监控系统的模拟设计。主要为基于蓝牙的无线通信设备实现路灯控制系统的人机交互，通过PC上位机界面，设置路灯的各项控制参数，控制系统获得控制参数后对路灯进行智能控制。主要实现了以下功能： 1） 开发个性化PC上位机管理界面，实现对控制设备的人机交互； 2） 通过上位机完成对路灯系统的开灯时间、关灯时间、单独开关控制、系统对时控制、故障检测与显示等； 3） 控制系统实现系统时间、开灯时间和关灯时间、光线强度、ICKEY与高校LOGO等显示； 4） 控制系统在每天固定的时间开灯和关灯； 5） 检测光线强度进行开关灯； 6） 根据PC管理界面的控制进行开关灯； 7） 设置参数的掉电存储； 8） 基于RTC的系统时间管理，以及通过PC管理界面的对时； 9） 系统为12V供电系统； 2 设计过程 2.1 硬件资源 在本设计中，主要使用了以下硬件资源： 1） TI公司C2000系列MCU(TMS320F28027)； 2） GY-30光强检测模块（基于BH1750光强感应芯片）； 3） RTC实时时钟模块； 4） BLE4.0（低功耗蓝牙）模块； 5） 3W LED； 6） 电源调理芯片； 2.2 设计思路 1）使用光度计检测环境光强，从而控制开关灯动作； 2）使用RTC实现时钟功能，实现定时开关灯，以及晚上12点后调光功能； 3）使用蓝牙实现与PC的无线通信； 4）使用PC管理界面实现参数的设定等操作； 5）使用电源转换电路实现12V输入3.3V输出给控制系统； 6）当控制灯打开后，光度计检测到环境光强并没有较大的增大，则认为发生故障； 7）使用LED模拟路灯操作； 8）使用PWM控制LED亮度； 3 系统介绍 3.1系统结构示意图 设计系统的总体结构示意图如下图所示。12V电源除了给LED供电外，也作为控制系统的电源，电源转换电路将12V电源转换为3.3V电源提供给系统。 TI公司的28027MCU作为核心控制芯片管理控制系统的所有模块。光强检测模块提供外部环境的光线强度，从而来决定是否需要开灯。RTC实时时钟模块 为系统提供了世界时间，从而可以实现定时开关灯。LED显示模块可以显示当前系统时间、开关灯设定时间、外部环境光线强度、logo等。蓝牙通信模块提供 了无限通信连接媒介，可以使用专门开发的PC控制界面来实现通信和参数设定。通过PWM波调制LED的电压来实现LED亮度的调整。 3.2 MCU TMS320F28027是TI公司的高效32位CPU，哈佛总线架构，具有60MHz的主频，三个32位CPU定时器。 本设计使用的是TI公司的28027Launchpad开发板。 3.3蓝牙模块 BLE蓝牙模块如下图所示。该蓝牙模块灵敏度达到-80dBm，内置2.4GHz天线，外置8Mbit FLASH，可以实现较大量数据的快速传递。工作电压3.3V，完全适用于单片机系统，接口为HCI端口（UART 或者USB），可以实现系统的良好对接。工作温度-25到75。并且具有低功耗特性。有效传输距离可达10米以上，能够适合应用需求。 3.4光强度计模块 基于BH1750FVI光强度传感器芯片的光强度计模块，内部具有16位ADC，输出范围为0到65535，能够非常灵敏地反映环境光线强度的改变。适用于3.3V系统，使用I2C通信协议进行数据通信。并且模块对光源的依赖性不大， 3.5 RTC模块 RTC模块如下图所示。同样是基于I2C接口和协议，带有日历功能，连接电池从而实现掉电后正常工作。 3.6 LCD显示屏 使用0.96寸12864OLED显示屏来完成信息的显示。主要显示ICKEY和高校LOGO、系统时间、开灯时间、关灯时间、当前环境光强。 3.7电源转换模块 因为只有12V系统，所以这里使用了电源转换电路将12V转换为3.3V。一开始在电路板上设计的是使用TPS563200和LMS1587分别实现12V转5V和5V转3.3V，但在使用过程中操作失误发生短路，将TPS563200烧坏了（并且没有找到替换芯片在哪儿去了），最后使用的是L7805来实现12V转5V。 4程序流程图 程序流程图如下图所示。程序开始运行后先对需要使用的一系列外设进行初始化和使能，然后分别读取RTC、光度计的数据，再对读取到的数据进行分析处理（光强是否低于需要开灯光强，是否高于需要关灯光强，是否达到开灯和关灯时间）。然后查看是否收到BLE发来的数据（在中断中接收），如果有数据发来，则处理通信数据包（是否进行了LED的开光灯控制，是否进行了开关灯时间设置，开关灯光强设置，是否进行了对时操作等）。然后进行开关灯动作操作，最后在LCD上更新显示，然后进行再一次循环。 【本文档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】精选范本,供参考！