路灯控制器篇1

关键词：路灯地下电缆；路灯运行；监管；

由于城市的高度社会化，人群化，所以要求城市的夜生活要丰富多彩，而城市照明对城市交通安全、人民生活、美化环境等起着重要作用。但由于路灯控制和管理模式较为落后，没有做到科学管理。

一、路灯电缆故障产生的主要原因

1.路灯电缆施工不规范，施工质量差，野蛮施工，违章拖拽电缆，造成电缆外皮绝缘损伤，电缆设计选用规格容量过小，长期超负荷负运行，绝缘电阻降低，同样造成短路和接地现象。

2.路灯电缆头及中间接头施工不规范，电缆接头施工过程中，要严格执行电缆接头规范，如电缆接头并线包扎不紧，电缆接头压接不紧，电缆热缩管选用规格不服，都会导致电缆出现故障。

3.其他施工单位在路灯电缆上方施工损伤电缆，其他管线施工之前不通知路灯管理单位，施工随意性强，经常发生将路灯电缆挖断、损伤的现象，而且私自处理损伤电缆，电缆受潮，电缆被击穿出现故障。

4.路灯电缆安装环境差，地基下沉和错位，自然灾害等，超过电缆安装使用环境的指标。

二、路灯电缆常见故障及现象

1.路灯电缆短路，主要是电缆相线或其他两相线电流过大，超过熔断器容量，无法送电，现象为相线与地线，相线与大地，相线与相线之间。

2.路灯电缆接地，主要是电缆相线或其他两相线电流过大，导线接地，同祥超过熔断器容量，无法送电，现象为相线接大地。

3.路灯电缆断路，主要是电缆相线或其他两相线电流降低，部分路灯还能继续供电运行，电缆断路处的绝缘电阻较高，不对相线或其他两相线及地线进行放电，但长期运行会出现上述1-2的现象。

三、路灯故障电缆采用传统的巡测方法

具体做法是：在路灯故障电缆的相线保险盒的下端串联一只1KW/220V电炉，就等于在故障电缆上串联了一个电阻或电容（R或C），那么串联电阻或电容负载主要目的，是解决路灯故障电缆不能送电的问题。若在路灯电缆之间短路，则用钳形电流表进行测试时，在路灯第1、2、3、4座灯杆都能测量到电流，当测量到第5座路灯时，就测量不出电流，这就可确定电缆故障点在第4座灯与第5座灯之间的电缆处。这种方法比较简单实用，维修人员容易掌握，目前我们路灯维修人员还在使用这种方法。

四、路灯故障电缆的定点测试方法

路灯故障电缆的定点测试比较难，故障电缆埋设地下，地表面又无任何明显标记，除施工挖坏损伤电缆有明显标记外，巡找故障电缆点一直是路灯管理人员难题。确定电缆故障点的仪器也很少，就目前我们路灯电缆故障测试仪器使用情况都存着问题，受电缆故障的种类不同，环境不同，测试结果不同，下面对我们使用两种路灯电缆故障测试仪器方法和体会。

1.使用电缆故障定点仪。该仪器主要是通过低压电缆故障高压产生器，对故障电缆施加高压，让故障电缆损坏处放电，产生的高压放电声音，用电缆故障定点仪进行测听放电声音。几年的使用，该仪器的测试效果一般，主要是故障电缆出现种类不同，定点误差率较大。在使用该仪器过程中要注意以下几个方面问题：第一，低压电缆故障高压产生器需要使用220V电源，在输入高压之前，拆除路灯两端电缆连接线和灯头引线，只保留故障电缆线。第二，对故障电缆处进行直流电阻测试的电阻不能等于零。否则，低压电缆故障高压产生器的放电现象不能在故障电缆处显现出。第三，电缆出现断路，电阻较高，高压产生器输入高压之后，不产生放电现象，定点仪就听不到声音。

2.使用路灯电缆故障测试仪。路灯电缆故障测试仪充分考虑国内路灯电缆现状而研发设计，全套仪器具有故障区域判断、故障点定位、路径查找、埋深测试等四种功能为一体，全套仪器由发射机、接收机、区域耦合器、A字测试架等组成。仪器具有液晶显示、栅条指示、声音提示功能，测量电缆深度为一键显示直读。测试过程无需使用交流电源及高压产生器，一人操作就能完成电缆故障点定位、路径查找、埋深测试等项目的测量。比电缆故障定点仪的产品及测试方法要先进，能快捷方便地确定电缆故障点，提高了对故障电缆修复能力，分别准确测定电缆故障，用该仪器还要注意以下几个方面问题：第一，该仪器发出信号辐射范围内电缆故障就不好测量，因此，建议更换测量位置，从电缆另一个端头输入信号，解决不好测量问题。第二，电缆上方已经硬化道路路面及绿地内树苗过密影响，采用A字测试架测试有困难。

五、城市路灯可靠运行

1.城市路灯照明系统由电力变压器（专用或公用）将高压供电电网降至三相380V或单相220V照明用电，经低压架空线或地下电缆送至各路灯杆柱。由于压降限制，每台变压器以能为一条或多条街区路灯供电为限，称一个节点，开关灯控制则由变压器一次侧或二次侧设置的开关设备实现。开关设在变压器一次侧上时，可避免变压器百日里空载损耗，但高压开关价格昂贵且维护使用不便，故多采用在变压器付侧设一开关柜（或盘）由自动控制装置控制开关灯的动作，以达到开P关灯的目的。在计算机检测管理系统中，街区路灯控制装置即节点控制站，与设在路灯管理机构的中央控制室，形成两级分布式计算机控制系统，（上位机设在中控室，下位机设在各节点站）中控室上位机兼做管理计算机和工程师操作站，主要完成遥控、遥测、故障分析、数据检索、系统维护、电子显示和报表打印等功能。

2.节点站下位机为实时在线控制机，完成路灯开关控制，电流、电压、电能及功率因参数的检测，调压降压运行等功能。节点站采用三级冗余控制，即中控室发出的指令控制，为优先级控制，如阴雨天、节假日、空防治安等情况下发出的特殊指令控制（一日后复原）。

3.中央控制室的基本设备有微电脑，数传设备，高增益全天向天线，成套控制软件等，其结构如图1所示。

路灯照明系统是城市建设不可缺少的公用设施，设计自动化程度高、运行可靠、高效节电、使用维护方便并能美化市容的路灯系统，是路灯控制与管理现代化的必然要求。

参考文献：

[1]陈大庆.浅谈微机无线路灯监控系统信道设计[J].道路照明.2013（02）.

[2]钱冬杰，谈向萍.浅谈无线网络路灯控制[J].科技致富向导2011（23）.

路灯控制器篇2

关键词：照明路灯；路灯控制器；光敏元件；光照强度；传感器

中图分类号：TK519文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）01-0041-02

1方案论证

随着能源问题越来越引起人们的重视，节能已经成为生产应用中不可忽视的问题，路灯控制器主要用于安装在公共场所或道路两旁，通常能使路灯随日照光强度的变化而自动开启和关断，既满足行人的需要，更重要的是它能节电。本文了解了常用路灯控制的各种方法及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用传感器进行选型，同时加以电路的设计与分析，达到设计目的。

2电路设计

3器件的选择

3.1IC7812

电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。

3.21N4002

几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。1N4002是一种整流二极管，它是利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。

3.3发光二极管

发光二极管的发光原理同样可以用PN结的能带结构来解释。发光二极管作为一种能发光的半导体固体发光元件，具有工作电压低、功耗小、体积小、效率高等优点，在现代照明技术中有着非常广泛的应用。因此在一些简易的光纤传感器的设计中，如果LED能够胜任，选用它作为光源即可大大降低整个传感器的成本。然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。因此，在一些需要功率高、调制速率快、单色性好的光源的传感器设计中，就不得不以提高成本为代价，选用其他更高性能的光源。

3.4光敏电阻

光敏电阻的工作原理是内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。

半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子-空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子-空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。

4电路的分析

利用光照强度为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点，利用电桥，可将光线信号转换成电信号，再通过电压比较器等方式，可以有效地完成控制需要。这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负载，只需再加接触器便可完成。在本系统的设计中，如何提高系统在光线临界状态的稳定性，是设计的难点所在。由于光敏电阻的电阻值变化是连续的，因此在靠近临界点时，容易造成不稳定，在设计中若能用运放电路来完成处理，则可将运放接成电压比较器的方式，这样可以完成较为精确的起控；若采用分立元件来处理，可以采用稳压管来稳定工作点，只有当分压大于稳压管的击穿电压时，电路才能起控。

5结语

本设计中的声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时，路灯自动点亮，从而实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用，不仅节约了电能，而且能延长灯泡的使用寿命，可广泛应用于楼梯、走廊、卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。此控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光，照明效果很好。

参考文献

[1]蔡红斌．电气与PLC控制技术[M]．北京：清华大学出版社，2007．

[2]王兆安．电力电子技术[M]．北京：机械工业出版社，2009.

[3]牛耕，陈思宇，于继翔．基于Matlab对Spice二极管特性受温度影响的研究[J]．现代电子技术，2012，（2）．

[4]毛兴武，张艳雯，周建军，等．新一代绿色光源LED及其应用技术[M]．北京：人民邮电出版社，2008．

[5]赵晖，蒲元培，黄文奇，等．简易发光二极管测试仪的设计研究[J]．现代电子技术，2012，（35）21．

路灯控制器篇3

（上海华勤通信技术有限公司上海201203）

摘要基于ZigBee和CDMA2000协议的智能路灯控制系统可用于实现城市道路照明的智能化控制。本文简述了该系统的原理和架构，介绍了系统路灯控制器和网关的硬件设计以及各部分的软件设计，并在室外环境下对系统中心频率和误包率等参数性能进行了测试。所设计的系统应用于实际道路中，能有效减少公路照明的电能消耗并提高路灯的使用寿命。

关键词ZigBee，CDMA2000，远程控制

doi:10.3969/j.issn.1674-7933.2015.04.001

作者简介：聂磊，男，1977年生，通信工程工科学士，工程师，主要从事及研究领域：无线通信领域的智能化终端设计及无线通信模块定制化的细分行业应用、特别是WCDMA/CDMA2000/TDSCDMA3G制式及TDD-LTE/FDD-LTE4G制式的应用研究，Email：lei.nie@propipr.com。

0引言

目前，由于基础设施的条件限制，国内公路照明普遍缺少路灯级的通信链路，只能对整条道路的路灯进行统一控制，而无法对每一盏灯进行精确的控制[1]。另外，国内高速公路照明多数采用人工控制，只能根据不同时段，主观地决定灯具开关数量和方式，效率低、维护成本高[2]。

国外公路智能照明研究和实践开始的较早，技术相对成熟。依据交通量、速度和环境亮度进行自动调光技术于20世纪60年代在意、法等欧洲国家进行应用。国内智能照明起步较晚，主要研究方向集中于通过照明灯具的自动化设计来实现节能控制。比如光控灯具、声控灯具和设计照明亮度分析和计算软件，通过计算照明亮度等参数来评价和分析各种方案的性能等[3][4]。

根据公路智能照明的应用场景与业务特征，本文设计了一套基于ZigBee和CDMA2000的智能路灯控制系统。ZigBee技术具有低功耗、低成本、短时延等特点，结合覆盖范围较广的3G网络，能够实现控制中心对整条公路路灯的集中智能控制。此外，系统还结合gps、光线感应和地磁感应等技术，实现了多种照明控制策略。

1系统原理和架构

ZigBee是ZigBee联盟在IEEE802.15.4定义的物理层和MAC层基础之上制定的一种通信协议标准，主要定义了网络层和应用层规范[5]。ZigBee以2.4GHz为主要频段，能满足近距离无线连接的需要，但并不适用于公路照明应用场景下的复杂环境。因此，本系统采用具有较强的绕射和穿透能力的470MHz频段，结合ZigBee协议实现长距离的传输。

公路智能路灯控制系统网络体系架构包括感知层、网络层和应用层。处于应用层的控制中心通过网络层向各个感知层子网的网关结点发送控制命令和其他业务数据；网关节点控制感知层子网的组建和维护，并将来自控制中心的命令和数据分发给具体的目标设备；路灯控制器利用GPS模块、光线传感器和地磁传感器收集数据，并通过感知层和网络层与控制中心进行数据交互，然后根据控制中心设定的策略完成照明的智能控制。图1为智能路灯控制系统的网络架构图。

2硬件系统设计

本节重点分析智能路灯控制系统中的路灯控制器和网关等硬件设备的设计方案。

2.1路灯控制器

路灯控制器包括CC1120收发器、STM32微控制器、GPS模块、光线传感器、地磁基站和电源管理模块等部分。CC1100E是一款高性能射频收发器，设计旨在运用于极低功耗RF。STM32是基于ARMCortex-M3内核的微控制器，具有高性能、低成本、低功耗等特性。微控制器通过控制射频收发器传输数据，并根据接收到的指令输出脉冲宽度调制（PulseWidthModulation，PWM）信号调整路灯的亮度。通过GPS模块、光线传感器以及地磁基站所控制的地磁传感器，微控制器可获得所处环境的位置、光强和车流量信息将其上传给控制中心。路灯控制器硬件框图如图2所示。

另外，由于STM32输出的PWM信号幅度太小，不能直接驱动照明设备进行调光。因此PWM在送到照明设备之前，必须进行放大，图3为PWM放大电路。

2.2网关

和路灯控制器一样，网关也具有CC1120收发器和STM32微控制器。此外，网关还包含CDMA2000传输模块MC323。MC323支持CDMA20001×800/1900MHz双频，并且内嵌了内嵌TCP/IP协议。网关模块硬件框图如图4所示。

STM32的工作电压为3.3V，而MC323的工作电压为3.8V，因此需要通过电压转换模块来完成两者之间的连接。电压转换模块原理图如图5所示。

3软件系统设计

智能路灯控制系统中的软件部分包括：路灯控制器软件、网关软件和控制服务器中心软件。

3.1路灯控制器软件设计

智能路灯控制系统采用适用于STM32的IAR集成开发环境作为路灯控制器软件的开发环境，通过ZigBee协议栈完成路灯控制器和网关之间的通信。路灯控制器开机之后，首先进行系统初始化，禁止看门狗并完成系统时钟和中断向量表的配置；随后进行接口的初始化，建立与各功能模块的连接；接口初始化完成之后，再进行各功能模块和系统调度的初始化，使得系统进入等待调度的状态；系统等待接收网关所传来的指令，并执行相应的任务。路灯控制器软件的流程图如图6所示。

路灯控制器与网关进行数据交互从而获得控制中心发送的任务指令，通过任务的执行可实现以下功能：①读取GPS模块测量的位置信息；②读取光线传感器测量的光强信息；③控制地磁基站，读取地磁传感器所测量的车流量信息；④将测量到的信息汇总，经过网关上传给控制中心；⑤根据控制中心制定的控制策略，完成路灯开关和亮度的控制。

3.2网关软件设计

和路灯控制器一样，网关也采用STM32微控制器，因此两者的软件在结构和流程上基本一致。网关在开机之后依次进行系统初始化、接口初始化、功能初始化和系统调度。网关软件的流程图如图7所示。

网关是ZigBee无线传感网络与3G无线网络的连接设备，是保证感知层和网络层无缝连接的关键设备，因此网关的主要任务是完成路灯控制器和控制中心之间的数据转发。网关的CC1100E模块接收到来自ZigBee网络中控制设备发送的数据后，先进行数据格式的转换，使之符合CDMA2000协议，然后通过3G无线网络发送给控制中心。网关从控制中心接收到数据也需要先进行相应的转换，然后再通过ZigBee网络发送给路灯控制器。

3.3控制中心服务器软件

控制中心的服务器软件是基于.net架构开发，能实现路灯当前状态的显示以及控制策略的选择。图8是控制中心服务器的软件结构图。

在与路灯控制器与控制中心服务器交互的过程中，服务器可以得到每盏路灯的位置、光强和车流量等信息，然后将其存储到后台数据库中。通过调用相关API，可以实现在卫星地图中显示当前路况中的每盏路灯的信息。根据所获得的信息，控制中心可实现时间控制触发、环境光强触发和车辆行进情况触发三种路灯控制策略。

时间控制触发即按照预设时间策略调节灯的开关与明暗。在部分公共区域可以通过时间控制，按照正常的工作时间安排灯的开关时间，使灯能够定时开或关。

并根据时间的不同自动的调整路灯的亮度。环境光强触发是指路灯亮度能随着环境光线亮度的变化而变化。在环境光线足够暗时，可以按照预设处理策略增加路灯的亮度；当环境光线够亮时，系统又可控制路灯为熄灭状态。车辆行进情况触发能使路灯根据地磁传感器反馈的车流量信息调整亮度。没有车辆经过时，按照预设时间策略调节灯的开关与明暗；在有车辆经过时，亮度调节到100%，经过一段延时后亮度调整为50%，在延时后车辆控制时段结束，回到按照预设时间策略调节灯的开关与明暗的状态。

4系统测试和应用实例

4.1系统测试

在室外环境下，设置系统硬件平台，使路灯控制器向网关发送数据。待系统稳定工作后，用矢量信号分析仪测量路灯控制器无线收发器的中心频率，观察矢量信号分析仪上的测试结果，如图9所示。

由图9可知，信号中心频率为471MHz，中心频率误差在允许范围内，符合设计要求。

将路灯控制器的发射功率固定为-9dBm，连续地向网关发送10000个数据包。在不同的通信距离下，网关所接收到数据的误包率如表1所示。

由表1可知，在200米距离内，路灯控制器和网关之间的通信质量较高。因此在实际应用中，一般会保证路灯控制器和网关之间的距离不大于200米。

4.2应用实例

我们将本文设计的智能路灯控制系统应用到了实际道路中。配置了该系统的道路全长123公里，有各式灯头2517个，总功率831千瓦，路灯存在着能耗高、寿命短等不足。本文设计的系统能够有效减少公路的照明电能消耗，预计可实现年节约标煤2700吨以上，并大大提高灯具的使用寿命。图10为系统安装配置完成后控制中心的用户界面。

5结语

为了提高公路照明质量，降低能耗与运营成本，营造安全舒适的行车环境，本文设计了基于ZigBee和CDMA2000的智能路灯控制系统。所设计的系统被应用到实际道路中，应用实例表明能有效减少公路的照明电能消耗，提高路灯的使用寿命。

参考文献

浦敏,李云飞,王宜怀.基于物联网的无线照明控制系统[J].照明工程学报,2010(2):86-89.

秦岸.基于LED光源的高速公路隧道照明节能技术研究[D].重庆交通大学,2010.

程望斌,刘盼,黄奇卉,周馨维,易斯斯.新型光控路灯控制系统的设计与实现[J].湖南理工学院学报（自然科学版）,2013(3):53-57.

路灯控制器篇4

【关键词】EDA数字电路电路仿真

数字电路主要有组合逻辑电路和时序逻辑电路两部分组成，交通灯控制器的设计既可以涉及到这两部分的基本原理的运用，又可以锻炼学生对数电综合电路的设计和分析能力，因此交通灯控制器的设计是数字电路一个很好的教学题材，在完成电路设计的同时配合电子设计自动化（EDA）教学，学生无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，EDA可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。目前在各高校教学中普遍使用EDA仿真软件是Multisim10.1，是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

下面介绍以Muitisim10.1为平台设计一个十字路通控制器系统的过程.

1设计要求

设计一个十字路口的交通灯控制器，要求主干道和支干道交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒；支干道每次通行时间都设为20秒；绿灯可以通行，红灯禁止通行；每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟（此时另干道的红灯不变）；十字路口要有数字显示，作为等候的时间提示。要求主干道和支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位做减法计数。黄灯亮时，原红灯按1Hz的频率闪烁。

2交通控制器电路设计与仿真

2.1状态控制器的设计

根据设计要求，主干道和支干道红、绿、黄灯正常工作时，只有四种可能：主干道车道绿灯亮，支干道车道红灯亮，用S0表示，绿灯亮足规定的时间间隔30秒时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态；主干道车道黄灯亮，支干道车道红灯闪烁，用S1表示，黄灯亮规定的时间间隔5秒时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态；主干道车道红灯亮，支干道车道绿灯亮，用S2表示，绿灯亮足规定的时间间隔20秒时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态；主干道车道红灯闪烁，支干道车道黄灯亮，用S3表示，黄灯亮足规定的时间间隔5秒是，控制器发出状态转换信号，系统又转换到最初种状态。可以用一个2位二进制计数器实现这四种状态：S0=00，S1=01，S2=10，S3=11，本设计用74ls190连接成二进制加法计数器，电路图如图1所示：

2.2状态译码器的设计

状态控制器已经产生了四种状态，用Q2，Q1两位二进制数组合来表示S0到S3四种状态，状态译码器要求利用Q2，Q1分别控制主、支干道上红、绿、黄信号灯的状态，红、绿、黄信号灯状态与控制器的输出Q2，Q1关心可用表1（1不是灯亮，0表示灯灭）来表示。由信号真值表可以设计出状态译码器电路，如图2所示：

74LS245为8个双向3态缓冲电路。主要使用在数据的双向缓冲，～G=0，DIR=0，B->A；～G=0，DIR=1，A->B；～G=1，DIR为0或者1，输入和输出均为高阻态；高阻态的含意就是相当于没有这个芯片。在本电路中是实现红灯的闪烁，无论是主干道还是支干道，Q1为1，可以利用Q1来控制～G，当Q1为1，～Q1为0，～G为0，秒信号就可以输入电路，实现红灯的闪烁。

2.3倒计时电路的设计

根据设计要求，该系统共有四种状态（S0-S3），在每种状态都要求能够自动调入不同定时时间的定时器，完成30S、20S、5S的倒计时显示。该定时器由两片74LS190构成减法计算器实现，初始值可通过三片74LS245完成预置数，显示电路用自带译码功能的两个数码管实现两位十进制数的显示。设计的定时倒计时电路如图3所示：

2.4仿真结果

将上述各单元电路组合起来，可以得到交通控制灯的整体电路，点击Multisim10.1软件的“Simulate/Run”按钮，便可以进行交通灯控制器的仿真。电路的倒计时显示首先为30s，此时主干道绿灯亮，支干道红灯亮，进入状态S0，倒计时为0后，主干道黄灯亮，支干道红灯闪烁，闪烁的频率为1HZ，进入状态S1，倒计时从5开始计时，倒计时为0后，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，进入状态S2，倒计时从20开始计时，倒计时为0后，主干道红灯闪烁，闪烁的频率为1HZ，支干道黄灯亮，进入状态S3，倒计时从5开始计时，倒计时为0后，又回到S0状态，如此循环下去。

3结语

该设计通过把数字电路的分析与设计与EDA相互结合，完成交通灯控制器各个单元电路和整体电路的设计和仿真，很好的解决目前高校教育中理论教学与实际动手实验相脱节，试验室条件不足等问题。电路设计仿真成功后再构建实际电路，既可以降低成本，又大大提高了教学和专业设计的效率，对老师教学也是一个很好的提高和促进。

参考文献

[1]孙晓艳，黄萍.基于Multisim的电子电路课堂教学[J].微电子技术，2006（24）.

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[3]张艳春.数字电子系统的EDA设计方法研究[J].现代电子技术，2009（17）.

[4]郑步生，吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京：电子工业出版社，2002.

路灯控制器篇5

【关键字】路灯管理无线控制

承钢目前的路灯管理现状还处于落后的“人力”管理方式，浪费大量的人力物力资源。管理和控制方式没有智能化，不能根据季节、天气、当日的光亮情况去动态的控制路灯的开关，如在光线较亮的路段或者凌晨的时段，如能采取间隔开灯的工作方式，这样就可以实现节约能源的目的。路灯的监控方式主要还是由人工监控，这样受到天气、时间、地域等条件的限制和约束，给监控工作带来很大的不便，管理效率低下，由于不能实现数据的实时远程采集交换功能，遇到故障就很难及时发现和排除。所以实时、稳定、智能的路灯管理系统的实现可以在很大程度上改观和解决现在承钢照明系统中出现的一些弊端，从而改善承钢照明系统的服务质量，降低承钢照明成本

一、系统设计与开发

该系统由监控中、集中控制器、监控终端和终端组成。集中控制器安装在配电柜内，通过GPRS无线网络与监控中心进行通信，监控终端安装在照明终端，以电力载波通信方式与集中控制器进行通信。集中控制器接收、执行、转发监控中心的命令，并通过监控终端对每盏路灯进行开关控制和亮度调节，实现灵活的远程控制。同时，集中控制器可通过内置输出端口实现对各路灯回路的监控，并通过监控终端监控每盏路灯的实时状态。实现对路灯的管理。

二、系统主要功能

2.1监控中心

监控中心软件是整个系统的核心监控平台，采用B/S架构和浏览器访问形式，通过人性化的人机交互界面，实现承钢路灯管理系统的各项功能需求。

2.2集中控制器

集中控制器通过电力线以载波通信方式实现对所属控制节点的管理和控制，并通过GPRS无线通信方式，或者通过10/100M以太网接口及多种协议（如TCP/IP）与监控中心连接，实现与监控中心的通信。

集中控制器内置相关软件程序，在电力线上形成智能控制网络，实现对所属回路及路灯的管理和控制。

状态查询：查询所属回路及路灯的开关状态和运行参数。

开关控制：根据设定对所属回路及路灯进行开关控制。

2.3监控终端

监控终端为单灯或双灯控制器，它利用低压电力线作为通信媒介，以载波通信方式与集中控制器进行数据传输，接收集中控制器发出的指令，对路灯的开关控制，并实时监测路灯的运行电流、电压、功率等运行参数。

三、系统工作原理

接入Internet的智能路灯系统一般采用监督控制。在监督控制方式下，远程的web用户发出控制指令给本地的操作系统，本地的控制系统执行该指令，并将执行的情况返回给web用户。因此，B/S结构的监控系统中的远程控制，简单来说是远程客户通过Internet对现场的运行参数进行设定，并能对某些设备进行操作。一般的远程控制程序包括二部分，即控制服务程序和客户应用程序。客户应用程序通过远程的控制服务程序对设备进行操作，而控制服务程序负责与客户应用程序远程通信，并执行客户应用程序的控制指令。在实现B/S结构监控系统的远程控制中，最关键的技术就是如何实现由浏览器到web服务程序再到现场设备的快速数据交换。

在本系统中，远程监控终端通过标准接口与GPRS网络的无线终端相连接，监控中心主机通过专线接入Internet网络，将在照明期间采集到的路灯环境数据，通过GPRS网络将数据传给监控中心，监控中心主控计算机将接收到的数据存入数据库中，并与设置的参数标准相比较来实现路灯亮度的调节。监控人员可以通过管理系统实现远程控制终端。

四、结语

过去，路灯的管理依靠人工进行单灯和分段管理，既不能及时调整开关等的时间，又无法及时反映照明设备的运行情况，路灯的巡查与管理对于承钢来说也是个很大的人力物力的消耗。

鉴于过去路灯管理方式的种种问题，所以提出了这个路灯管理系统开发，本系统采用B/S模式的三层基本架构，使用C#语言、数据库、GPRS网络等来实现远程路灯开关控制，使得路灯管理智能化。

参考文献

路灯控制器篇6

新闻演播室控制需求

小型新闻演播室(以下简称新闻演播室)不仅要满足制作高清新闻类电视节目的需求，同时还要满足访谈等不同类型电视节目拍摄、播出的灯光需求。新闻演播室对灯光系统的要求是灯光品质要高、显色性要好，在性能安全可靠的同时又要有各种不同的场景；灯具要求能调光，在控制功能上要求就地控制、场景控制、区域控制、遥控控制等功能，以方便在进行不同类型节目时能灵活方便的改变灯光状况。所以，新闻演播室在灯光控制系统的设计上既要满足使用要求，还要具有先进性、稳定性和操作方便性。

采用传统的控制方式实现上述功能非常复杂，而智能灯光控制系统则能很方便的满足上述要求，实现了灯光控制的智能化，以满足演播室在不同场合下使用不同场景的需求。

新闻演播室灯光控制系统的构成

在一个已完成的新闻演播室当中，灯光控制系统一般由灯具、控制设备、系统网络这三个部分构成。

1灯具构成：新闻演播室灯具通常都由三基色柔光灯、聚光灯、金卤灯、散光灯、光束灯、天幕灯、电脑灯等各种灯具及换色器构成。

2控制设备构成：新闻演播室的灯光控制设备通常都有调光台、调光柜或调光器、DM×编码解码器及相关网络传输、转换设备等构成。

3控制系统网络构成：有传统DMX512控制系统结构、半以太网络控制系统结构、全以太网络控制系统结构、全光纤以太网络控制系统结构。

例如：某新闻演播室，共有三基色柔光灯15个回路、非球面平凸聚光灯7个回路、幕灯2个回路、电脑灯1个回路、金卤灯4个回路。

以前采用的控制方式如下：

将三基色柔光灯15个回路，电脑灯1个回路、金卤灯4个回路共20个回路采用直通柜做开关控制。

将非球面平凸聚光灯7个回路，幕灯2个回路共9个回路采用调光器做调光控制。

利用调光台直接输出DMX512信号来控制直通柜和调光器。(也有些新闻演播室是通过DMX编码器将调光台输出的DMX512信号转换成网络信号，在直通柜和调光器这端通过DMX解码器将网络信号转换为DMX512信号；或者是利用调光台直接输出网络DMX512信号来控制直通柜和调光器，但前提是调光台、直通柜、调光器都必须带有网络接口。)

新闻演播室当中所有的灯光效果都在调光台上通过专业灯光师来完成。

该演播室的控制方式是典型的DMX512控制系统网络结构，现对其进行智能化的改造；具体的控制方式如下：

在不改变原有的格局情况下，将三基色柔光灯15个回路采用三个六路荧光灯调光器通过调节可调光电子镇流器的输出电压及频率来调节其亮度。

将非球面平凸聚光灯7个回路，幕灯2个回路共9个回路采用智能调光器做调光控制；电脑灯1个回路和金卤灯4个回路共5个回路采用智能继电器做开关控制。

为便于控制电脑灯，配置一个48路DMX表演模块输出DMX512信号来进行控制；所有控制输出设备和断路器安装在配电间的配电箱内。

演播室入口处安装一个7寸真彩触摸屏，并设置多个场景：如准备模式、新闻直播、人物访谈、清洁模式、开会模式、全开全关等。根据不同的场合需要时，只需要按一个键选择对应的场景，系统会自动将各个回路调节到合适的亮度。例如：准备模式时，只需打开部分的灯光；新闻直播时，各回路全部打开以保证拍摄所需亮度；人物访谈时，各回路亮度不同、层次分明，以营造出一个丰富温馨的灯光环境；清洁模式时，仅打开少部分回路灯光以满足清洁的需要；全关模式，当人全部离场时仅须选择该场景即可完全熄灭所有回路的灯光。

主持人区域安装一个多功能液晶面板，以便于主持人就近选择场景；场景设置为：准备模式、新闻直播、人物访谈、全开全关等场景。另外导播室也设置了一个多功能液晶面板，在节目直播时，导播可以随时控制灯光亮度，以适应不同气氛的需要。

用一根五类双绞线将DM×表演模块、荧光灯调光器、智能调光器、智能继电器、多功能液晶面板等串连起来。

智能灯光控制系统既适用于旧的新闻演播室灯光控制系统改造，同样也可直接用于新建的新闻演播室的灯光控制系统当中。

传统控制系统与智能灯光控制系统的比较

1传统控制系统

新闻演播室传统灯光解决方案通常是采用调光台、固定式调光器和DMX编码解码器等构成，它们之间通过DMX512信号线进行连接，在演出时由专业人员进行操作。它具有如下缺点：

(1)无备份功能，系统可靠性无双重保证，如需增加备份调光台，则需增加设备成本；

(2)操作复杂，每个节目都需专业灯光师值守，浪费人力资源；

(3)不能对三基色荧光灯进行调光，所有控制只能在调光台上单独进行；

(4)不具有远程编程和管理功能；

2智能灯光控制系统

系统采用模块化结构设计，简单灵活、安装方便。控制回路与负载回路分离，各个回路的灯具直接接到输出设备上，将所有设备通过4芯低压电缆(确保人身安全)连成网络，再通过输入设备(触摸屏、面板)来控制灯光场景。根据环境及用户需求的变化，只需做软件修改设置或少量线路改造，就可以实现灯光布局的改变和功能扩充。

系统内各设备的控制信息独立存储，任意设备损坏也不影响本系统中其它设备正常工作，更不会引起系统瘫痪。存储的信息具有停电后不丢数据功能，在恢复供电时，系统会自动恢复到停电前的工作状态。系统设备中配有“软启动”功能以防止高启动电流或热冲击所引起的灯具的永久性损坏。

灯光控制系统的功能是通过软件设置的，可以通过软件实现：开关、调光、就地控制、多点控制、遥控控制、区域控制等。使用时，简单的通过触摸操作就可以切换场景。

系统能非常方便地与剧场、电视台演播室中的其它相关控制和管理系统(如大型演播厅舞台灯光控制系统、多媒体内部通讯系统、保安系统、BA系统、消防系统等)的平台实现扩展和联接，实现“多网合一，资源共享”的管理模式。它具有如下优点：

使用智能灯光控制系统能比传统控制系统节省成本；

操作简单，无需专业灯光师值守，节省人力资源；

可根据节目、人员变化只需轻触按键就可随时切换灯光场景；

可对三基色荧光灯进行调光，可进行远程编程和管理；

可作为备份调光台使用，大大增强了演播室的可靠性；

可实现多点、分布式控制，节省电能、便于管理。