电子载波技术的路灯单灯节能控制装置的研究与设计
摘 要城市道路两旁的路灯是一项我国能源消耗比较大的基础设施之一，也是我国节能工作的重点。所以必须不断加强对新型节能技术的研发与创新，结合我国城市路灯的实际建设情况，本项目提出研究基于电力载波技术路灯节能远程控制装置的研发，为了降低我国城市路灯能源消耗，使城市路灯所消耗电能量大幅度的降低，能够在使用有限的电能的情况下，我国社会建设与经济发展能够又好又快的进行，促使我国社会与经济的可持续发展。本文讨论了基于电子载波技术的路灯单灯节能控制装置的系统设计，介绍了该毕设的工作原理，并且分析了硬件电路设计，用单片机作为控制系统，通过电力载波线发出控制信息，路灯侧的从机根据收到的信息调节输出PWM波的占空比，利用交流斩波调压电路调节路灯的电压，从而达到节能目的。通过大量实验分析可以得出结论，基于电子载波技术的路灯单灯节能控制装置可大幅度地降低路灯的电能消耗，提高用电效率，在这个追求节能的时代，该设计对我国能源节约事业做出了巨大贡献。
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题概述 1
1.1.1 课题研究的背景 1
1.1.2 课题研究的目的及意义 2
1.2 课题的国内外研究现状 2
1.3 论文的主要研究内容 4
1.3.1路灯节能稳压装置的研究与设计 4
1.3.2基于电子载波技术的路灯远程控制器研究与设计 8
1.4本章小结 11
第二章 系统方案设计 12
2.1路灯节能稳压控制系统的构思 12
2.1.1传统节能方法 12
2.1.2智能控制的节能稳压方法 12
2.2路灯节能稳压控制系统方案设计 13
2.2.1 交流调压电路设计方案 13
2.2.2 交流斩控式调压电路的基本原理 17
2.2.3电力载波通信模块的设计方案 17
2.3路灯节能稳压控制系统结构设计 18
2.4本章小结 19
第三章 硬件设计 20
3.1交流斩波调压电路的设计 20
3.1.1 主要
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技术条件及要求 20
3.1.2 开关器件的选择 20
3.1.3 电路计算及元器件参数选型 21
3.1.4 电路的结构设计及分析 21
3.2主控制芯片详细说明 22
3.2.1 芯片的选择 22
3.2.2芯片的详细介绍 22
3.2.3芯片的工作原理 23
3.3电力载波通讯模块的设计 24
3.3.1主要器件的选择和相关的性能 24
3.4本章小结 27
第四章 软件和程序设计 28
4.1程序设计 28
4.2 电力线载波模块部分软件设计 30
4.3本章小结 31
第五章 总结与展望 32
5.1总结 32
5.2 展望 33
致 谢 34
附录1：电路原理图 38
附录2：毕设实物图 39
附录3：外文文献翻译 40
第一章 绪论
1.1 课题概述
课题研究的背景
随着我国社会建设与经济水平的快速发展，我国的城市化进程越加深入。在城市不断建设与发展的过程中，需要消耗大量的能源，在这些能源中，消耗量最多的就是电能。城市路灯的电能消耗又在城市电能消耗中占据了较大比重，如果不能运用新型的节能技术，来降低城市路灯所消耗的电能，那么，城市路灯将会消耗更多的电能，严重影响我国其他设施的能源用量，使我国能源消耗更加紧张。这严重阻碍了我国城市化进程、我们国家的建设以及社会主义市场经济的可持续发展。随着经济的不断发展，人们生活水平不断的改善，人们对生活所需基础设施的要求也在不断提高。城市路灯的使用保证了城市夜晚交通安全，它技术水平影的高低很大程度上响着人们的生命财产安全。一般情况下，城市路灯平均煤5年更换一次，但是因为我国电网供电性能的不稳定性，致使城市路灯在电压波动的作用下 ，使其实际上每隔一年左右就要更换一次。如果城市路灯出现了故障无法及时的更换，这将对人们的夜间生活带来很多麻烦，因此，在这种情况下，我们要在城市路灯设计上，附加新型节能技术，使城市路灯能够有效降低路灯所消耗电能，同时还可以提高路灯消耗电能的效率，使路灯的寿命得到延长。总之，无论是从国家节能的角度，还是从人们生活安全的角度思考，城市路灯设计者们都必须创新设计技术，将“节能降耗”理念与技术有效地应用到城市路灯设计中，以提高城市路灯的节能水平 。
目前，我国城市路灯基本上是在每天傍晚的固定时间开启，到第二天凌晨六点左右，一般都是在l214个小时。有些地区在城市建设过程中，过多地关注城市夜景的建设 ，重视城市路灯的美观与形象设计，对城市路灯的使用情况与分布并没有做出科学的、合理的规划，致使出现路灯长时间开启以及城市主干道路灯过于集 中，城郊公路、桥梁等地的路灯分布较为稀疏的情况。这样，不仅降低了路灯的使用效果，缩短了城市路灯的使用寿命，同时增加了城市电能的消耗量。为了更换新路灯、支付巨额电费，也给政府财政部门增加了很大的压力。有些城市在路灯设施建设过程中，对路灯的照明亮度要求过高，很多路灯的亮度都超过了国家规定的标准这种情况不仅增加了电能的消耗，同时还会产生光污染情况，影响人们夜晚的安全出行 。另外，由于城市电网供电性能的不稳定性，电压常常出现波动，尤其是前半夜与后半夜电负荷的差异，造成路灯照明的不稳定性。也就是说，当前半夜城市电负荷增高时，路灯的亮度就会降低，为人们的出行带来不便；反之，后半夜城市电负荷降低时，路灯的亮度增加，不仅造成电能的过量消耗，同时也会缩短路灯的使用寿命。
课题研究的目的及意义
城市道路两旁的路灯是一项我国能源消耗比较大的基础设施之一，也是我国节能工作的重点。所以必须不断加强对新型节能技术的研发与创新，结合我国城市路灯的实际建设情况，本项目提出研究基于电力载波技术路灯节能远程控制装置的研发，为了降低我国城市路灯能源消耗，使城市路灯所消耗电能量大幅度的降低，能够在使用有限的电能的情况下，我国社会建设与经济发展能够又好又快的进行，促使我国社会与经济的可持续发展。
1.2 课题的国内外研究现状
当前国外，对智能路灯控制研究很多，很多研究的起步也较早，很多国家主义是通过计算机进行控制，比如德国，西班牙和加拿大等，这些国家都研究除了很多的管理系统进行智能管理，大家最为熟悉的就是德国ABB照明系统、澳大利亚的奇胜照明系统等等。
我国在智能路灯控制技术的研究主要在以下几个方面：
1、节能光源，路灯重要的组成部分就是光源部分，我们研究的主要对象就是光源。在进行详细设计的过程中，主要考虑包含下列的一些指标：
（1）发光效率好坏；
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题概述 1
1.1.1 课题研究的背景 1
1.1.2 课题研究的目的及意义 2
1.2 课题的国内外研究现状 2
1.3 论文的主要研究内容 4
1.3.1路灯节能稳压装置的研究与设计 4
1.3.2基于电子载波技术的路灯远程控制器研究与设计 8
1.4本章小结 11
第二章 系统方案设计 12
2.1路灯节能稳压控制系统的构思 12
2.1.1传统节能方法 12
2.1.2智能控制的节能稳压方法 12
2.2路灯节能稳压控制系统方案设计 13
2.2.1 交流调压电路设计方案 13
2.2.2 交流斩控式调压电路的基本原理 17
2.2.3电力载波通信模块的设计方案 17
2.3路灯节能稳压控制系统结构设计 18
2.4本章小结 19
第三章 硬件设计 20
3.1交流斩波调压电路的设计 20
3.1.1 主要
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
技术条件及要求 20
3.1.2 开关器件的选择 20
3.1.3 电路计算及元器件参数选型 21
3.1.4 电路的结构设计及分析 21
3.2主控制芯片详细说明 22
3.2.1 芯片的选择 22
3.2.2芯片的详细介绍 22
3.2.3芯片的工作原理 23
3.3电力载波通讯模块的设计 24
3.3.1主要器件的选择和相关的性能 24
3.4本章小结 27
第四章 软件和程序设计 28
4.1程序设计 28
4.2 电力线载波模块部分软件设计 30
4.3本章小结 31
第五章 总结与展望 32
5.1总结 32
5.2 展望 33
致 谢 34
附录1：电路原理图 38
附录2：毕设实物图 39
附录3：外文文献翻译 40
第一章 绪论
1.1 课题概述
课题研究的背景
随着我国社会建设与经济水平的快速发展，我国的城市化进程越加深入。在城市不断建设与发展的过程中，需要消耗大量的能源，在这些能源中，消耗量最多的就是电能。城市路灯的电能消耗又在城市电能消耗中占据了较大比重，如果不能运用新型的节能技术，来降低城市路灯所消耗的电能，那么，城市路灯将会消耗更多的电能，严重影响我国其他设施的能源用量，使我国能源消耗更加紧张。这严重阻碍了我国城市化进程、我们国家的建设以及社会主义市场经济的可持续发展。随着经济的不断发展，人们生活水平不断的改善，人们对生活所需基础设施的要求也在不断提高。城市路灯的使用保证了城市夜晚交通安全，它技术水平影的高低很大程度上响着人们的生命财产安全。一般情况下，城市路灯平均煤5年更换一次，但是因为我国电网供电性能的不稳定性，致使城市路灯在电压波动的作用下 ，使其实际上每隔一年左右就要更换一次。如果城市路灯出现了故障无法及时的更换，这将对人们的夜间生活带来很多麻烦，因此，在这种情况下，我们要在城市路灯设计上，附加新型节能技术，使城市路灯能够有效降低路灯所消耗电能，同时还可以提高路灯消耗电能的效率，使路灯的寿命得到延长。总之，无论是从国家节能的角度，还是从人们生活安全的角度思考，城市路灯设计者们都必须创新设计技术，将“节能降耗”理念与技术有效地应用到城市路灯设计中，以提高城市路灯的节能水平 。
目前，我国城市路灯基本上是在每天傍晚的固定时间开启，到第二天凌晨六点左右，一般都是在l214个小时。有些地区在城市建设过程中，过多地关注城市夜景的建设 ，重视城市路灯的美观与形象设计，对城市路灯的使用情况与分布并没有做出科学的、合理的规划，致使出现路灯长时间开启以及城市主干道路灯过于集 中，城郊公路、桥梁等地的路灯分布较为稀疏的情况。这样，不仅降低了路灯的使用效果，缩短了城市路灯的使用寿命，同时增加了城市电能的消耗量。为了更换新路灯、支付巨额电费，也给政府财政部门增加了很大的压力。有些城市在路灯设施建设过程中，对路灯的照明亮度要求过高，很多路灯的亮度都超过了国家规定的标准这种情况不仅增加了电能的消耗，同时还会产生光污染情况，影响人们夜晚的安全出行 。另外，由于城市电网供电性能的不稳定性，电压常常出现波动，尤其是前半夜与后半夜电负荷的差异，造成路灯照明的不稳定性。也就是说，当前半夜城市电负荷增高时，路灯的亮度就会降低，为人们的出行带来不便；反之，后半夜城市电负荷降低时，路灯的亮度增加，不仅造成电能的过量消耗，同时也会缩短路灯的使用寿命。
课题研究的目的及意义
城市道路两旁的路灯是一项我国能源消耗比较大的基础设施之一，也是我国节能工作的重点。所以必须不断加强对新型节能技术的研发与创新，结合我国城市路灯的实际建设情况，本项目提出研究基于电力载波技术路灯节能远程控制装置的研发，为了降低我国城市路灯能源消耗，使城市路灯所消耗电能量大幅度的降低，能够在使用有限的电能的情况下，我国社会建设与经济发展能够又好又快的进行，促使我国社会与经济的可持续发展。
1.2 课题的国内外研究现状
当前国外，对智能路灯控制研究很多，很多研究的起步也较早，很多国家主义是通过计算机进行控制，比如德国，西班牙和加拿大等，这些国家都研究除了很多的管理系统进行智能管理，大家最为熟悉的就是德国ABB照明系统、澳大利亚的奇胜照明系统等等。
我国在智能路灯控制技术的研究主要在以下几个方面：
1、节能光源，路灯重要的组成部分就是光源部分，我们研究的主要对象就是光源。在进行详细设计的过程中，主要考虑包含下列的一些指标：
（1）发光效率好坏；
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