E ?街:LED驱动的智能路灯系统自动亮度调整根据气候条件和车辆运动

阿卡纳米¹和Mahalahshmi.R²

PG学生,电气电子工程系,Saveetha工程学院,钦奈
教授,电气电子工程系,Saveetha工程学院,钦奈

文摘

路灯的监控和控制是至关重要的在像印度这样的发展中国家,以降低功耗。提出了远程路灯监控系统基于领导和无线传感器网络。系统可以设置为运行在自动模式下,控制路灯。这种控制可以合理调整根据季节性变化。这个系统也可以运行在控制模式。在这种模式下,我们可以通过电脑来主动控制路灯监控终端。这个路灯系统还包括一个定时断路器功能,和更多的电力保护的自动控制模式,即当车辆经过时,光会自动打开,后来关掉。这种设计可以节省大量的电能相比,路灯,使光在晚上。设计实现了交通流数据在不增加任何硬件级,促进交通状况信息收集。此外,这个系统具有自动报警功能,如果任何出发光受损,将显示的序列号受损的光,因此很容易被发现和修复受损的光。系统可以广泛应用于所有的地方都需要及时控制如街道、车站、采矿、学校、电力行业等。 In addition, the system integrates a digital temperature and humidity sensor, not only monitoring the streetlight but also temperature and humidity.

索引词

节能红外探测、路灯控制系统,无线传感器网络。

介绍

近年来,环境问题已经获得了国际上的广泛关注,导致节能技术的发展旨在减少能源消耗。这种发展情况的一个方面是越来越需求减少的电力用于照明。特别是对大型照明节能任务,比如街道照明是获得相当大的重要性。大多数户外照明源,如路灯、HID灯作为光源使用。全球问题提出了关于权力的数量被藏灯,推而广之,大气中的二氧化碳释放的数量由于这样的功耗。因为这使得阵列照明最近收到的关注作为能源减少光源。LED道路照明要求三分之一的一半藏所需的电力照明。

领导的生命周期可以三倍多,只要一个藏光。LED照明可以减少所需的时间交换有缺陷的设备,和预计LED系统相对维护自由。反过来,这意味着领导系统可以被认为是适合使用在离岛或高山区。在这样一个背景,由于近年来显著提高发光效率,LED照明可以完全代替之前使用的光源在我们的有生之年。LED照明的预期发展图1所示。

照明系统,尤其是在公共部门,仍按以前的标准设计的可靠性,他们通常不盈利的最新的技术发展。然而,最近原材料价格相关的越来越大的压力和增加社会敏感度有限公司₂排放是导致开发新技术和技术允许显著节约成本和对环境更大的尊重。在文献中我们会注意到三个解决这些问题。

第一个决议,也许最具革命性,是使用远程管理系统大多是基于智能灯柱,发送信息到中央管理系统,简化了管理和维护。IEEE802.15.4标准芯片无线(MiWi)通信协议在这里用于植入路灯之间的无线通信单元和PC监控终端。

第二个是,如果任何人类或车辆运动检测、运动传感器触发单片机把发光二极管最大亮度和恢复回调光的亮度。

第三个决议,调查模式。打开/关掉也可以控制手动从EB站通过相同的无线介质。

远程路灯控制系统的体系结构

系统包括一组测量站在街上(一站位于每一个街灯柱)和一个基站附近。系统被设计为一个模块化的系统,很容易扩展。测量站是用来观察街道日光的强度条件,根据条件激活或关闭灯。其他影响因素激活是:气候条件、季节、地理位置、和许多可能的替代方法的因素。

由于这些原因每个灯设计独立的决定关于光的激活。基站相连地检查任何灯是否正确操作和使用运营商的无线网络发送消息将在故障的情况下采取行动。

图2显示了函数,当车辆通过道路。路灯的开启车辆接近时的LED灯被激活,后来关掉。和车辆在某些距离附近的LED灯变暗的一半水平的领导权力使用PWM技术,减少权力。这些控制和领导的状态信息通过Mi-Wi无线介质。

硬件的设计

提出了路灯控制系统的框图如图3所示图3 (a)和(b)。发射机结束由电源、单片机PIC 16 f,光敏检测电路(白天与夜晚传感器)、红外车辆检测器、反馈电路、故障检测电路、液晶显示和Mi-Wi发射机模块。接收部分包括Mi-Wi接收机模块,MAX232、RS232和电脑。框图解释了整个系统开发的简单的工作。

电源电路提供了振兴的5 v稳压电源单片机模块。系统的核心是一个PIC18F45J11单片机。它是首选的,因为以下特性:低电力,高性能增强flash 8位单片机8 k字节的在系统可编程闪存,256字节的内存,32个I / O线,三个16位定时器/计数器,一个全双工串行端口,芯片上的振荡器,和支持两种软件选择节电模式:低功率闲置和权力——模式。白天与黑夜的光敏检测电路由传感器来确定外部光强度。阈值(参考)最初设置照明水平。设置的阈值强度的光电传感器是用来观察街道日光的强度条件,根据条件激活或关闭灯。路灯还消耗大量的电力驾驶只是少数时候在路上。因此,有一个伟大的需要开发一个基于交通流密度控制系统。每当没有交通流量为零,即密度没有必要路灯的光芒在高速公路上可以节省功耗更大程度上。特定区域的灯光应该只有当一个区域在高速公路上的汽车进入。 For this purpose, the infrared detection circuit has been used. It consists of IR sensor (presence sensor) which has the task of identifying the passage of a vehicle or pedestrian causing the switching ON/OFF of street lamps. This feature permits to activate lamps solely when necessary, avoiding wastage of energy. The load which is street-light lamps is connected to microcontroller. Using power transistors and solid state dual relays, the street-lamps are switched ON/OFF. The solid state relays accept the triggering voltage from power transistors which in turn are triggered by microcontroller on reception of activation signals from the sensors. Pulse width Modulation or PWM is one of the powerful techniques used in control systems today. They are not only employed in wide range of control application which includes: speed control, power control, measurement and communication. This PWM technique switches the power supply 5v to 3.3v for dimming purpose. These dimming purposes save the great amount of power consumption.

故障检测电路显示LED灯失败以及线错灯和线数首先打开灯时,在传感。通过反馈电路故障的消息传播到控制器也显示在LCD和无线传输通过Mi-Wi模块控制终端。液晶显示器用于显示不同条件的消息像一天,晚上,光测试、导线故障,导致失败,等传感器收集到的信息转移到一个控制器的软件管理系统。

紧凑的和完整的,易于使用的PIR人体检测传感器模块。结合菲涅耳透镜和运动检测IC,适合广泛的供应电压和电流损耗较低。可调延迟时间与高灵敏度和低噪声。输出是一个标准的TTL信号输出。PIR传感器配有PIR的特点,运动检测IC和菲涅耳透镜,对偶元素与低噪声、高灵敏度传感器,电源电压:5-20Vdc,延迟时间可调:5秒18分钟,标准TTL输出模块维度:28毫米长度,38毫米宽度、40毫米高度。

此外,该系统集成了数字温度和湿度传感器,不仅监控路灯而且温度和湿度。MCP9800数字温度传感器能够阅读温度从- 55°C + 125°C。温度数据从一个集成温度传感器测量并转换为数字词与一个用户可选择的9到12位σδ模拟到数字转换器。MCP9800通知主机控制器,当环境温度超过一个用户程序设置点。警报输出可编程恒温器操作的一个简单的比较器或温度事件中断。与通过双线式传感器实现总线通信与Mi-Wi兼容的标准协议。这允许阅读当前温度、编程设置点和磁滞和配置设备。物理尺寸小、安装成本低和易用性使MCP9800理想选择实现复杂的温度系统管理方案在不同的应用程序。

所有的操作是由时间管理,允许系统设置了注定的时间。系列Mi-Wi传输模块(S2)连接到微控制器接收数据状态的灯并将其发送给一个Mi - Wi接收机模块与控制终端处理单元(基站)。Mi-Wi模块所需的工作电压3.3 v。它的实现是通过使用低辍学调压器LM2950使用5 v的输入从稳压电源部分和提供3.3 v输出激励Mi-Wi模块。终端的处理单元由一个串行UART RS232接口,接收数据有关的状态灯MI-Wi接收机提供的模块,连接到UART接口。需要终端系统的图形演示的结果。图形界面允许可视化系统的状态灯的状态和每一个灯的功率消耗(能耗数据图)。

路灯自动控制的方法

图5显示了主要控制的流程图,最初在夜间路灯被激活,因为糟糕的环境光条件。街灯在两种模式操作。第一个如果路灯在自动模式下,如果任何人类或车辆运动检测、运动传感器触发单片机把发光二极管最大亮度和恢复回调光的亮度。另一个是控制方式,在控制方式计算道路使用者人类和汽车,并将计算值来控制房间。打开/关掉也可以控制手动从EB站通过相同的无线介质。根据用户只需要路灯在自动模式或操作控制方式。图6显示了调光操作。

测试

应用程序使用PIC18F45J11单片机开发。图18 fcontrollers用于高水平集成和低功率消耗。这个控制器有能力工作31千赫至48 MHz频率,有8 kb的闪存和可以连接多达32个通用设备。

程序编码的方式如果环境光条件低控制器将自动在街上开关单元。

最小的线路图是图7所示。此电路显示了图18 f是界面上的异地恋,领导和温度传感器得到的值并显示在液晶显示器中。

Fig.8显示了最小电路PWM技术的实施在这个应用程序中实现调光技术(例如)当车辆或街附近的一个人是单位的领导将最大亮度,而没有运动LED灯将被转回其混沌。

估计价格和储蓄

这个提议的系统可能会被批评为昂贵但是我们必须考虑其优势:价格略高的灯柱补偿缺乏昂贵的线路和电力网络的可用性和维修的价格要低得多(由于中央管理和led的可靠性)。

节约能源是至关重要的。因此,我们的目标是减少操作价格的街道照明创建一个系统,其特征是简单的安装和低功耗,采用可再生能源供应通过太阳能电池板有害大气排放和减少光污染。

做一个简短的比较正常的街道照明系统:假设一个灯是打开每年4000小时。一个路灯每年平均消费200 W。与系统提出了,每个灯使用大约20 - 25 W led)(95%的能源消耗。

基于节能的实地测试另一个可能性变得明显。古典系统是否需要独立消耗能量。是积极为每天10小时,每月工作时间总数约为300,而87 - 108小时提出系统,节省约66%至71%的预期。储蓄可能提高了使用更高效的发光二极管,因为消耗的能量几乎完全取决于led消耗。

CONCLUCION

总之通过使用e大街,我们可以节省多余的能量。这是通过取代钠蒸汽灯,LED和增加调光技术。e大街节能提供了一个有效的措施,防止不必要的浪费电,造成由于手动开关路灯当它不是必需的。系统是通用的、可扩展的和完全可调的用户需求。

引用

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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程