论基于嵌入式的智能电气节能控制研究

发表时间:2020/12/11   来源:《科学与技术》2020年第22期   作者:徐如根
[导读] 针对当前的城市路灯照明系统情况,分别从系统硬件结构设计、系统软件设计等角度来论述了路灯系统的智能电气节能控制方案,并就其中的关键技术要点进行全面分

        徐如根
        慈溪威力电机制造有限公司

        摘要:针对当前的城市路灯照明系统情况,分别从系统硬件结构设计、系统软件设计等角度来论述了路灯系统的智能电气节能控制方案,并就其中的关键技术要点进行全面分析,希望对于今后全方位提升智能化电气节能控制水平有所帮助。
关键词:智能电气控制,节能控制,节能照明,照明控制
1 引言
        在信息化时代背景下,嵌入式技术得到了广阔的发展应用空间,在诸多领域都有着广泛的应用。如果能将嵌入式系统应用在电力节能方面,则能大大改善电能不合理利用的现状,有效解决电力资源匮乏的问题。当前,在我国城市化进程的快速发展的过程中,市政各项配套工作也逐步完善,体现出现代化社会发展的特点。
        比如,在城市路灯照明系统中,改变了传统照明方式中仅仅通过开关灯的单一化功能,这样能对于传统设定时间类型的路灯开关控制方案进行优化,以便更好地满足人口密集化特点,以及越来越多的机动车的情况。在传统路灯照明模式下,特别是在大雨、浓雾等情况下,难以保障足够的道路照明要求,而在深夜的人流稀少的情况下,却存在着较大的电力浪费问题。对于出现的路灯故障来说,仅能通过巡检人员人工方式的检查,难以有效快速反映到照明控制系统中,在维护工作中存在一定难度。所以,我们应该重视如何从实际出发,来实现智能路灯控制系统的逐步完善,利用嵌入式的智能电气控制技术,在满足基本的按时开关基础上,有效结合实际来进行灯光的灵活控制,能结合车流量、天气状况来智能化进行调整,从而有效实现预期的节能环保要求,同时,当出现路灯故障的情况下,也应快速发应到控制系统中。
2 系统硬件结构设计
2.1 总体方案设计
    结合智能路灯控制系统的特点,能够实现智能化控制的要求,这里选择AT89S52单片机为相应的微控制器,主要能够实现的功能如下:一是,能结合实际环境的明暗情况,实现路灯控制的自动开启和关闭;二是,系统具有时钟功能,能有效进行开关灯时间的设定,能结合实际需求来实现整条线路的开关要求,还能独立地控制每支路灯的实际情况;三是,路灯控制系统能结合交通状况的要求,来满足路灯亮度的调节;四是,对于出现故障的情况来说,如果灯不亮,则应提供相应的声光报警处理,通知相应的维护部门,并明确出现故障路灯的地址进行编号。
2.2硬件结构设计
        在硬件控制方面,这里主要采用模块化的方案,具体来说,涉及到如下几个部分。
(1)时钟模块  
    为了保障系统实现精确化的时钟控制要求,这里则是采用串行时钟芯片DS1302,其能具备体积小、价格低、芯片线路较为简单,能满足预期的时钟控制要求,以及计时格式的要求。这种芯片能实现主电源/后备电源双电源引脚的功能,在主电源断电之后依然不影响工作性能,实现准确化的时钟要求,还能保障进行后续充电的要求。其中,时钟模块主要是能满足智能路灯控制中的定时开关要求,并能结合实际需求来进行调整相关的数据。


(2)信号采集模块     
        针对信号采集工作来说,要涉及到物体检测模式以及环境亮度检测模块。
        前者中,主要是利用路两侧的光电传感器,能实现在正常的交通情况下的人流车流的情况,特别是在物体通过情况下根据算法来提升亮度,而物体通过后则恢复相应的亮度。应结合实际的应用情况,在明确光电传感器所涉及到的精度以及检测距离的要求。
        后者中,主要是借助于光敏器件来实现环境亮度情况的检测,并能从而提出相应的有效自动开关控制措施,满足感光度的可调要求。比如,如果环境较为恶劣情况下,造成环境亮度下降,则进行路灯照明的自动化开启;同样,环境亮度的正常状态下则关闭照明。同时,此模块应具有相应的抗干扰性,如果存在着烟花、闪电等瞬间强光的情况下,依然能保持路灯的工作状态。
(3)报警模块
        当出现路灯故障的情况下,系统则应进行喇叭警报,并能自动化进行传输相应的故障灯编号。同时,可以结合相应的LED发光报警情况,满足有效进行声光协同报警工作。
(4)故障检侧模块
        结合光电传感器的作用,来有效判断是否存在着故障问题,并能进行相关电平信号的检测工作。
(5)显示模块
    此模块主要是通过液晶显示模块或LED数码管的方式,其中,LED数码管性价比更好,但往往在内容方面有着一定的限制。
3 系统软件设计
        结合上述的硬件不同模块设计来说,在软件设计中则是提供相应功能的子程序,以及中断服务子程序,能实现相应的主程序调用,完成实现预期的智能控制要求。
        在此过程中,则应重视软件设计的细节内容,比如,在进行流量检测控制环节中,合理化判断是否具备足够短的响应时间,如果存在着时间较长的延迟情况,则难以实现预期的功能,路灯增加亮度变得没有意义;有效提升光敏器件的抗干扰程序优化,可以选择在进行按键消抖方式中的多次判别方案来提出有效的处理措施,可以有效延时相应的两次判别间隔,从而以落实好有效的检测信号要求。
4结语
        综上所述,随着我国越来越重视节能环保工作的开展,绿色低碳经济发展已经渗透到各个领域中,通过智能化路灯控制系统,不仅仅能有效实现预期的照明效果,还能保障实现电力资源的节约,从而保障更加智能化、人性化来控制城市的路灯照明,也能大大提升路灯系统的检修以及维护工作,从而有利于在一定程度上进行有效推广。

参考文献:
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[3] 李超, 姚冰莹, 聂军.  一种智能路灯照明控制系统的设计与实现[J]. 工业控制计算机, 2016年第12期:55-56,58.
[4] 杨梅.  新型智能路灯节电管理的设计分析与发展趋势[J]. 电测与仪表, 2010年第A08期:108-110,118.
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