智能路燈的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及效果分析

.智能路燈的產(chǎn)品設(shè)計(jì)：

軟件主要完成：根據(jù)比較所得的結(jié)果控制硬件切換檔位以達(dá)到路燈定時(shí)工作的要求；檢測(cè)實(shí)時(shí)電網(wǎng)電壓以控制是否要改變檔位以達(dá)到電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的；最后則是配合主控室完成多機(jī)通信。整個(gè)智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)被分為了分時(shí)分段模塊(主要通過時(shí)鐘芯片DS1302和鐵電存儲(chǔ)芯片AT24C02配合完成)、電壓監(jiān)控調(diào)檔模塊(由電工參數(shù)測(cè)量芯片ATT7028加以軟件判斷來實(shí)現(xiàn))、遠(yuǎn)程通信模塊(由LM1893完成)以及實(shí)時(shí)顯示模塊組成。

將一年大致分為三個(gè)季節(jié)段來對(duì)路燈進(jìn)行控制，每個(gè)季節(jié)段有著不同的開關(guān)燈時(shí)間。從開燈到關(guān)燈根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌ㄓ挚纱笾路譃槿齻€(gè)階段來對(duì)路燈進(jìn)行控制，分別為交通高峰期、交通正常期和交通低谷期。這三個(gè)階段加上避免電網(wǎng)電壓過低的全壓運(yùn)行檔，就構(gòu)成了全壓、高峰、正常、低谷四個(gè)工作時(shí)間段，根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行劃分。系統(tǒng)通過對(duì)日歷時(shí)鐘芯片DS1302

讀出來的當(dāng)前與鐵電存儲(chǔ)器芯片AT24C02中存儲(chǔ)的開、關(guān)燈時(shí)間進(jìn)行比較，在各檔開啟的時(shí)刻就切換至相應(yīng)檔位，在關(guān)閉的時(shí)段關(guān)閉，其余時(shí)段進(jìn)行監(jiān)控。在交通高峰時(shí)段，保證路燈有足夠的照明度。于是正常情況下，路燈應(yīng)投入第1檔運(yùn)行。此時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)電壓過低(低于208 V)，則路燈應(yīng)全壓運(yùn)行；如果電網(wǎng)電壓過高(高于236 V)，智能路燈可以跳過第1檔，直接投入第2檔運(yùn)行。在交通正常階段，要兼顧照度和節(jié)電效果，正常情況下，路燈應(yīng)該投入第2檔運(yùn)行。在電網(wǎng)電壓低手205 V時(shí)，返回第1檔運(yùn)行；在電網(wǎng)電壓高于242 V時(shí)，則投入第3檔運(yùn)行。在交通低谷階段，重點(diǎn)考慮節(jié)電效果。正常情況下投入第3檔運(yùn)行，只有當(dāng)電網(wǎng)電壓過低(低于195 V)時(shí)，路燈才會(huì)返回第2檔運(yùn)行。但是由于電網(wǎng)的波動(dòng)或干擾，可能會(huì)出現(xiàn)電壓偶爾的不正常，若一旦檢測(cè)到電壓超限就切換檔位，很容易造成誤操作，從而導(dǎo)致頻繁的切換。設(shè)計(jì)中采用了以下方法來避免檔位的頻繁切換：當(dāng)路燈運(yùn)行于1～2檔時(shí)刻之間，需使電壓維持在208～236 V之間，這里采用COUNT，COUNT_H，COUNT_L三個(gè)計(jì)數(shù)器來監(jiān)測(cè)電壓。COUNT從0開始，每分鐘加1，加到5，即5 min后清零。COUNT_H從0開始，每min比較當(dāng)前電壓與電壓上限值的大小，若超過上限則將COUNT_H加1，在每次COUNT清零之前，若COUNT H值等于5，則認(rèn)為連續(xù)5 min電壓超出上限運(yùn)行，相應(yīng)地將路燈運(yùn)行檔位切換至低一檔運(yùn)行；若COUNT_H值小于5，則認(rèn)為是電網(wǎng)的波動(dòng)，不進(jìn)行切換。電壓下限監(jiān)測(cè)同理。每5 min將三個(gè)計(jì)數(shù)器同時(shí)清零。

從SPI總線上獲取ATT7028檢測(cè)的電工參數(shù)的計(jì)量結(jié)果，再對(duì)檢測(cè)值進(jìn)行校表，即可對(duì)校表寄存器賦值來進(jìn)行軟件校表。

顯示模塊主要是在控制室內(nèi)顯示當(dāng)前時(shí)間及檢測(cè)到的路燈的運(yùn)行情況。

主程序與各個(gè)子模塊之間采用定時(shí)中斷聯(lián)系，每隔1 min中斷一次，在每次中斷時(shí)均要完成四大任務(wù)，即讀出實(shí)時(shí)時(shí)間發(fā)送至主控室，決定是否換檔，根據(jù)電網(wǎng)波動(dòng)實(shí)際情況控制決定是否改變檔位，以及將原邊電網(wǎng)電壓根據(jù)實(shí)際情況發(fā)送至監(jiān)控室。軟件流程圖如圖3所示。

智能路燈的效果分析：以1kw路燈為例，設(shè)當(dāng)路燈電壓為205V時(shí)，單位時(shí)間耗電量為0.87kWh；當(dāng)路燈電壓為193V時(shí)，耗電為O.77 kWh；在滿足行人車輛運(yùn)行需要的情況下，適當(dāng)降低路燈的端電壓，可節(jié)能20%左右。在深夜行人稀少時(shí)，可將路燈的端電壓降至170～180 V，路燈1 h內(nèi)耗電O.55 kWh左右，除去其他損耗，可節(jié)約電能近40 %。