路灯恒流源

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录前 言第一章 绪论第二章 路灯控制系统的总体设计第三章 路灯控制系统的硬件设计第四章 路灯控制器系统的软件设计第五章 系统电路与软件的调试第六章 设计的心得结束语致谢附录一 硬件电路总体设计图附录二 元器件清单附录三 主程序清单原文第一章 绪论1.1 课题的背景和意义 照明工程迅猛发展，其路灯数量的增大，而且功耗和性能大不提高，因而对路灯定时器控制的要求比较精确. 目前，路灯开关灯控制方法多为“钟控”和“光控”。“钟控”不适应天气突变与季节变化等自然情况；“光控”容易受外部环境干扰，灵敏度低且可靠性较差，二者均不能实现控制开关灯的合理化、科学化。从而会出现：开灯早

2、，关灯晚；或者开灯晚，关灯早的现象。前者会造成巨大的电能浪费，后者会损害城市形象、影响社会治安和交通安全，从而影响城市的投资环境。以上难点，将直接影响城市照明管理水平。而照明管理的高低又将直接影响到城市的市容、投资环境、交通安全和社会治安等，是构建良好的城市环境的重要组成部份，对城市的建设和发展有着重要的意义。总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。路灯管理工作需要一个以计算机为核心的、自动化的管理手段来替代传统的钟控，光控和普通的路灯监控系统。使整个城市照明监测，决策和管理工作建立在计算机信息网络平台之上。

3、因此，建设现代化的“路灯监控管理系统”已迫在眉睫。 因而单片机在路灯系统中的应用应运而生，下面简略介绍一下单片机的发展过程及其应用。1.1.1 单片机的发展20世纪70年代为单片机发展的初级阶段。以Intel公司的MCS-48系列单片机为典型代表，在一块芯片内含有CPU、并行口、定时器、RAM和ROM存贮器，这是一种真正的单片机。这个阶段的单片机因受工艺和集成度的限制，品种少、CPU功能底、存贮器容量小、I/O部件种类和数量少，只能用在比较简单的场合，单片机的应用未引起足够的重视。 20世纪80年代为高性能单片机的发展阶段。以Intel公司的MCS-51、MCS-96系列单片机为典型代表.参考

4、资料1孙涵芳.MCS51系列单片机原理及其应用北京航空航天大学出版社.19882何立民.MCS51系列单片机应用系统设计北京航空航天大学出版社.19903 马忠梅.单片机的C语言应用程序设计北京航空航天大学出版社.20014 陈小忠.单片机接口技术实用子程序人民邮电大学出版社.20055张淑清.单片微型计算机接口技术及其应用国防工业大学出版社.20016 曹琳琳.单片机原理及接口技术国防科技大学出版社.20007徐煜明.单片机原理及接口技术电子工业出版社.20058杨将新.单片机程序设计及应用从基础到实践电子工业出版社.20069龚运新 胡长胜 单片机实用技术教程 北京师范大学出版社 2005

5、PL2101在路灯控制系统中的应用摘要：新型直序扩频半双工异步调制解调顺PL2101具有功能多、抗干扰能力强等特点。利用它通过电力线载波应用系统可实现路灯的集约化及自动化管理和控制。文中介绍了用PL2101对路灯进行集约化自动控制设计的基本原理及软硬件实现方法，同时给出了其设计原理图和主、从控站的程序流程图。 关键词：电力线载波 路灯控制 PL2101芯片 通信协议1 引言为实现校园路灯控制的自动化，笔者应用PL2101芯片开发了基于电力线载波的路灯控制系统。该系统采用电力载波通信方式，它将所有的路灯连接到计算机上，并通过计算机监视所控区域内的路灯工作状态，可随时设定开关时间、路灯开启比例或单

6、独革一个路灯的开与关。任一路路灯的工作电流和温度均可随时查询，路灯损坏时可实时报警，并可显示具体地理位置，以便于快速维修；当夜晚（或光线较暗）来临且处在交通高峰时，路灯全部开启，交通高峰期后，进入按比例开启，如午夜之后70%；在凌晨之前时段，路灯开启比例可以降到40%等，这样既兼顾了照明需要，又减少了电力浪费。2 系统工作原理该系统由三个层次组成，分为总控站、主控站及从控站。总控站由PC机组成，可与主控站通过光缆或无线电连接，以实现对各个主控站的管理，并设定开关灯时间及执行开灯比例指令，同时对主控站返回的信息进行汇总，对有故障的路灯通过图文显示出来，以便准确确定其所在的位置。 主控站内部结构如

7、图1所示。主控站通过光缆或无线方式来接收总控机的指令，并通过电力线载波的串行通信方式来对从控站进行监控。一个通信数据包由8字节数据组成，第一、二字节是主控标识，第三字节是命令，第四、五字节是从站地址，第六至第八字节为数据。从理论上讲，一个主控站最多可控制6万个从站。主控站采用广播方式发送命令数据，从机站收到通信包后进行数据分析，分析的内容：一是识别主机是否是自己的上级主控站，二是识别从机地址是否是自己的地址，只有在全部确认无误后，主控站才执行命令和相应的操作。 从控站的内部逻辑结构如图2所示，每个从控站可控制三组路灯，它通过电力载波接收电路来接收主控站的指令，并执行相应的操作，完成对工作电流的

8、采样及处理，判断路灯是否工作正常，以便采取合理的保护措施；同时，它可以对现场工作温度进行采样处理，以便在温度超出正常工作范围时采取保护措施，同时将相关信息返送回主控站中。3 硬件设计3.1 主要元件的选择与性能PL2101是一个新型的直序扩频半双异步调制解调器，载频为120kHz，带宽为15kHz，传输速率为500bps，接收灵敏度高达30V，另外，PL2101还具有上电复位、电压监测电路、看门狗定时器及可编程实时时钟等附属功能电路。该电路抗干扰能力强，灵敏度高，且与TTL电平兼容。此外，PL2101与MCS51系列单片机的接口非常简单，因而完全能够满足系统要求。 AT89C2051和89C5

9、5WD系列单片机是具有Flash存储器且指令与MCS51完全兼容的、高性价比的微处理器。其中89C2051带有2kB Flash存储器，可用于从控站。89C55WD则具有20kB Flash存储器，可用于主控站。 TLC0832是一款8bit二通道三总线的A/D转换器，其特点是体积小巧、占用单片机资源少，且性能优良。3.2 电路设计该设计中的接收放大电路如图3所示。其中D7用于箝位，以防止过大的浪涌电流；C5、L1及Q1组成输入信号选频放大电路，以对输入的微小信号进行放大，从而提高接收灵敏度。 发射放大电路如图4所示。这种发射放大电路非常简单，主要由4个三极管组成，四个二极管起保护作用。从控机

10、数据处理及控制电路原理如图5所示。当PL2101收到的载频信号经内部电路处理后，它将解调出数据bit信息，并经RXD输出，同时HEAD同步输出低电平。当AT89C2051的INT1产生断并接收bit后，会根据预定格式合成相应的指令信息；同时根据指令中所规定的时间设置来修改开关灯时间及开灯的比例，并执行开关灯的操作等。另外，它还将在开灯后监控电流、温度等参数，以便在严重超标时执行保护措施，同时及时给主控机发送故障原因信息。主控机信息处理电路如图6所示。它的调制与解调电路与从控机一致，在图中增加了中文液晶显示和一个12键键盘，可用于现场进行电路参数设置。与总控机之间的通信采用行通信协议，并通过中断

11、由SBUF进行收发，员时经SN75176转换成RS-485电平。其物理结构可以是光纤或无线数据传输设备。 总控机的作用是在PC机上用VB开发整个城市路灯控制系统的线咱图，它可在某一路灯发生故障时，准确及时地显示出故障发生的具体位置和可能的故障原因。3.3 软件设计该系统软件要用C51语言编写，并采用全部模块化编程。从控机中的单片机程序模块包括对PL2101的接收以及电流和温度采样、路灯控制等，其主程序流程如图7所示。主控机中的程序模块主要包括对总控机通信数据的接收、键盘的扫描、显示以及对从控机发送数据等，其主程序流程如图8所示。图9为其中断程序。4 结束语该城市路灯控制系统开发完成后，目前已被

12、应用在860只路灯的小型应用控制系统中。实际使用证明：该系统性能稳定良好。 ()内容简介：毕业设计 路灯控制电路设计（共47页，24377字）目 录摘要： 3第一章 绪论 4 1.1 市场分析与系统设计的必要性 4 1.2设计指标的提出与系统的规划 4第二章 系统的设计规划 6 2.1 系统的主要功能图与设计的主要指标 6 2.2系统子站硬件系统的模块图 8第三章 系统子站主监控单元的设计 11 3.1系统子站主监控单元处理器 11 3.2系统子站主监控单元设计中所使用的技术 12 3.3 系统子站主监控单元的软件编程 17第四章 系统子站A/D模块板与Uo模块的设计 22 4.1 A/D 模

13、块板的设计简述 22 4.2 I/O模块设计简述 22第五章 系统主站与系统子站之间的通信设计 23 5.1 通信方式 23 5.2通讯协议的设计 24第六章 系统主站 29 6.1主站监控软件的设计规划方案与模块框图 29 6.2基于ADO的系统主站应用软件设计要点 34 6.3程序采用Socket套接字的TCP与UDP实现应用程序的网络连接 36 6.4功能规划与系统框图 39参考文献 47摘要：随着人们环保意识的加强以及资源的紧张，新能源的利用已快速地进入我们的生活。本文主要根据该系统的设计，在系统级和框图级的实现上分析了一个系统从设计提出到产品完成所需要做的一系列的工作。从硬件系统，软

14、件系统，系统测试等方面进行阐述，力求给出系统设计的规范解决方案和各部分所涉及的技术的使用心得的讨论。 该系统的设计完成必将加快市政自动化建设的步伐，使市政建设与管理与高效、精确、环保相结合。关键词:新能源；系统设计；自动化LED路灯远程控制系统 瑞斯康智能路灯管理系统方案 一、 瑞斯康智能路灯管理方案概述 为实现城市路灯照明控制的自动化，瑞斯康开发了基于电力线载波的路灯控制系统。该系统采用电力线载波通信方式，它将所有的路灯连接到计算机上，并通过计算机监视所控区域内的路灯工作状态，可随时设定开关时间、路灯开启比例或单独一个路灯的开与关。任一路路灯的工作电流和温度均可随时查询，路灯损坏时可实时报警

15、，以便于快速维修；当夜晚（或光线较暗）来临且处在交通高峰时，路灯全部开启，交通高峰期后，进入按比例开启，如午夜之后70%；在凌晨之前时段，路灯开启比例可以降到40%等，这样既兼顾了照明需要，又减少了电力浪费。 瑞斯康的路灯智能控制系统是依照国家及电力部和国际有关标准，自主设计、研发成功的用电设备管理产品。它建立在公司电力线载波远程通讯技术基础之上，对难于管理的用电设备，例如路灯、公共场馆照明设备等，能按设置的时间自动或人工对分区，分线路进行断电或供电，节能的同时延长了灯具的使用寿命。既可自动定时开关，又可按作需要分不同路段、不同区域，在不同的时间段设置自动开关；还可对路灯实行某时段自动全开关，

16、某时段灯杆间隔自动开关。 可以根据工作和生活的实际需要，事先设置区域、路段、时间段进行定时开关自动控制，也可实时进行开关控制。根据需要按照不同季节和天气变化，在微机上事先设定时间，系统就可自完成开关，不但节省了人力，更排除了人为因素产生的矛盾和失误，有效节约了电能。路灯，景观灯整夜长明，现在只需要在微机上设定好工作时间，路灯就会在这一程序下自动变成间隔灯杆亮，还可对防范重点部位（区域）亮、安全地段（区域）不亮或少亮、有活动有需要的地方亮，无活动无需要的地方不亮或少亮，仅此一项就节电40，一切只需操作员在微机上轻松完成。 该系统对电线（路）路灯故障有监测的功能，操作员极易发现线路故障的地点和位置

17、，只要通知维修人员，就能及时排除故障。如：路灯维修，以前是大白天开着所有路灯，才能一个一个查找故障，显然是浪费。现在只要上微机查看，记下故障灯杆号，就可直奔该灯杆去检修，目标明确，工作效率大大提高。 安装该网络系统，不破坏设施现状和周围环境，不影响正常的工作和生活秩序，施工简捷、工期短，是当今提倡的节约型社会一个很好的科学智能化管理设备。 二、瑞斯康智能路灯管理方案介绍 瑞斯康智能路灯管理方案是采用了先进电力线载波通信技术，具有节能、绿色环保等优点，可广泛应用于城市道路路灯的监测、控制、计能和诊断等，以节约能源、降低维护费用、增进系统可靠性，为公众提供更好的公共照明服务、为处理突发事件和反馈人

18、为原因的故障提供可靠的保障。 2.1 系统功能及特点 系统功能： 主动问询功能：监控中心可以主动问询每路路灯的开关状态、电流电压、电量等数据 主动控制功能：监控中心可以随意开关任何一路路灯 自动控制功能：现场按季节变化自动调节路灯开关时间，并按照开关路灯 报警功能：通信中断、亮灯率过低、未按时开关等情况出现时，监控中心有报警显示 显示功能：电子地图上显示每路路灯的开关状态及其它重要信息。 数据存储功能：现场监控设备和服务器上的数据库中存储历史记录 数据查询功能：监控中心可以查询任意时间段每路路灯数据信息 曲线报表功能：可以生成电流、电压、电能、亮灯率、开关时间的分析曲线和报表 远程维护功能：监

19、控设备中的采集和通信模块具备远程参数设置和维护功能 拓展功能：系统可自由增减监控设备的数量；监控设备可以扩展其它功能 系统特点： 安装施工简易快捷，无需铺设专线，节省成本。 每天可进行自动通、断电操作；可保证工作日、节假日按不同的时间自动通、断电；可对用电设备进行分区、分线路管理。 作者：116.30.18.*2009-2-24 16:03 2LED路灯远程控制系统 控制灯具的开/关和亮度，从而可以显著延长灯具的有效寿命，减少灯具更换次数，节约资源，减少有害气体污染环境。可以远程设置节点控制参数，实现节点的灵活控制。在后半夜车稀人少时，则控制路灯保持较低照度的照明。这样做主要优点就是在调光的同

20、时，也大幅降低了电耗，节约用电，同时还可以延长灯源寿命。 根据天气情况和实际光的照度，自动控制灯具的开/关和灯具的亮度，如在不好的天气时及时打开路灯，对于安装在桥下或隧道的路灯，路据实测光强，来自动以最佳的亮度打开路灯，提高公众满意度，在灾害天气使路灯更人性化。 通过微机、集中器设置，防止非授权人操作，确保断路器安全可靠。依据用电情况，可判断无人值守的用电设备运行情况。所有运行参数（自动通断电时间，区域划分）可在管理终端随时设置，随时启用，管理方便。 2.2智能路灯管理方案的工作原理及组成单元 由上图可以看出，该系统由三部分组成： 1. 单灯控制器(RTU) 内嵌RISE3301的单灯控制器通

21、过低压电力线与集中控制器联系，用来接收和处理集中控制器发送的控制检测命令，实现对所控负载的通断控制，并可以将控制结果或当前状态反馈给集中控制器。 2. 集中控制器 集中控制器处于监控中心及远程控制器的中间，向上通过以太网、电话网GSM、GPRS、485总线、RS232等方式同监控中心通信，向下则是通过低压电力网，以电力线载波为通讯方式，同各个路灯监控器连接。 3. 监控中心 监控中心主要实现通过监控软件对不同变压器下的集中控制器进行远程数据访问，包括参数配置，控制命令发送、现场灯具状态收集等。 三、 瑞斯康智能路灯监控系统工作原理 3.1单灯控制器(RTU) 路灯控制单元实现的主要功能有：控制

22、路灯开关、亮度调节、温度采集、湿度采集、亮度采集、计算电流电压功率以及功率因数等。 单灯控制器功能主要由MTN3301模块实现，由以下单元组成：瑞斯康RISE3301电力线载波芯片、电力线载波通信电路、照度探头电路、智能电子镇流控制器单通道调光器电路、电压、电流测量电路、电能测量电路、测温度电路、测湿度电路、手工操作开关和电源部分。路灯控制器的应用软件支持在应用中升级，每一个路灯控制节点都有一个固定的物理地址（UID）和系统分配的逻辑地址，可以与GIS（地理信息系统）匹配。 智能电力线载波通信单灯控制器结构如下图： MTN3301模块符合EIA-709.1，EIA-709.2和EN50065-

23、1等国际标准，内部集成了ANSI709.1七层协议、自动路由自适应算法，是实现自动抄表、安防系统、灯光控制、工业控制、家庭等领域人工智能化的一项核心产品。通过MTN3301，可以将一个通信节点动态配置为一个路由或普通节点，其出色的物理层性能和自动路由的特点为您提供了可靠的网络通信性能。 3.2集中控制器 集中控制器ECC3000的主要功能有：路灯时序调整、数据记录、报警处理和发送。时序调度应用程序允许按照路灯管理中心设置的时序来控制路灯，可以根据日期、时间和事件来调度路灯的动作；数据记录应用程序记录路灯控制器的电流、电压、电能累积等数据活动，并可用来进行趋势分析、报告和应用分析；报警应用程序提

24、供识别、通告和记录路灯报警状况的手段，灯光控制器产生报警后，可以设置ECC3000收到报警信息、识别错误和报警状态并确认报警成立后，将报警发送到路灯管理中心或发送E-Mail到指定的邮件里，也可以发送短消息到手机。 ECC3000集中器系统由硬件与软件两部分组成。硬件部分可分为ECC-PLC、ECC-PS、ECC-ARM和GPRS模块四个主要模块。由载波板、电源板、ARM板、GPRS模块组成的ECC3000中间管理单元，可以接到三相电力线上。 ECC-PLC是电力线载波通讯的收发电路和以RISE3301芯片为核心的PLC协议栈处理部分，用于完成电力线载波通讯的所有功能。ECC-PLC板和ECC

25、-ARM板通过UART口进行通讯。 2.4万字 有设计图和程序代码摘要 路灯控制系统在城市中的用途很广泛，本路灯控制器系统针对实际情况的需要进行优化设计的。在本设计中，输入是开关按钮，进行时间控制，显示是六个LED数码管和LED二极管，时间为正常24小时走时，可用按钮调节定时开关时间，达到控制的目的。二极管为模拟路灯的控制，让本设计更加的形象化。此设计中分了三路控制按钮和一路总控制按钮。该设计系统可以实现时间设置路灯的开关,对小时和分钟可以进行调整；启动后进入计时显示,计时用六位数码管显示；当一天时间过去后可以循环继续控制，用六个LED二极管进行模拟显示。 为了适应市场的发展需求，开发出价格低

26、廉、功能更强的路灯控制器，我们将使用AT89C51和7407芯片，AT89C51它不但应用功能强大，而且使用方便、价格便宜可以最大限度的降低成本、增加计时模式和提高计时精确度。论文索取请联系： QQ： Email：目录:第一章 引言第二章 系统方案选择与论证第三章 系统相关技术和主要芯片介绍第四章 系统各模块硬件设计第五章 系统软件设计及系统调试第六章 结束语参考文献附录正文:第一章 引言1.1 现状和背景随着大中城市规模的不断扩大，城市市容的改善，照明路灯的数量越来越多, 其路灯数量的增大，而且功耗和性能大不提高，因而对路灯定时器控制的要求比较精确. 目前，路灯开关灯控制方法多为“钟控”。“

27、钟控”不适应天气突变与季节变化等自然情况,不能实现控制开关灯的合理化、科学化。从而会出现：天还没有黑或者天早亮了,灯却开着;天黑了或者天还未亮,灯却未开或者已关。前者会造成巨大的电能浪费，后者会损害城市形象、影响社会治安和交通安全，从而影响城市的投资环境。以上难点，将直接影响城市照明管理水平。而照明管理的高低又将直接影响到城市的市容、投资环境、交通安全和社会治安等，是构建良好的城市环境的重要组成部份，对城市的建设和发展有着重要的意义。总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。路灯管理工作需要一个以光电式传感器为

28、核心的自动化的管理手段来替代传统的钟控，和普通的路灯监控系统。使整个城市照明监测，决策和管理工作变得只能化。因此，建设现代化光控型“路灯监控管理系统”已迫在眉睫。总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。路灯管理工作需要一个以光电式传感器为核心的自动化的管理手段来替代传统的钟控，和普通的路灯监控系统。使整个城市照明监测，决策和管理工作变得只能化。因此，建设现代化光控型“路灯监控管理系统”已迫在眉睫。.摘要:分析了我国路灯系统现状，介绍了一种以光敏电阻为核心的路灯照明智能系统，详述了路灯自动控制原理，提出了实现系

29、统的技术方案。关键词：光控；单片机；LCD显示Abstract：Analyzed the present condition of our country s street lamp, introduced a kind of automatic street lamp with CDS for core, Elaborate in detail of The automatic street lamp controls system principle, Put forward the technique project of the system.Key Words：CDS; MCU-51

30、;LCD参考文献:1 张堂武,浅谈路灯微机自动监控系统的功能J, 电子制作,1995.2华建平,城市路灯自动监控系统简介J, 电子制作,2000.3庄亦东,简析路灯节电控制电路J，电子制作,1998.4谢自美,电子线路设计?实验?测试(第二版)M.武汉:华中理工大学出版社,2000.5胡乾斌,李光斌,李玲,等.单片微型计算机原理与应用M. 武汉:华中理工大学出版社,1997.6胥筱门,单片机系统的实验与应用J.电子制作,1999 , (6).7张友汉,电子线路设计应用手册M福州:福建科学技术出版社,2000.时钟芯片DS1302及应用. 8赵鸽, 陈姚节.基于WDM 设备驱动的虚拟仪器的研究与

31、实现M.武汉理工大学学报(交通科学与工程版) , 2002, 26 (6) : 811 814.9李广弟,朱月秀, 王秀山.单片机基础M.北京: 北京航空航天大学出版社, 2001. 200 24010 何小艇,电子系统设计M.（第三版）.11 吴金戌 沈庆阳 郭庭吉,8051单片机实践与应用M.路灯自动控制系统技术的研究 【摘要】： 本文阐述了路灯控制、运行现状以及自动控制的基本原理和知识，对实施方案进行了详细分析，并介绍了利用GPRS网络的路灯自动控制的设计与实现。 本市现有纳入市级管理的各式路灯总数已达14.5万余盏，箱式变电站、变压器近1000台。目前路灯照明控制还是采用光控、时间控制

32、及单点电子控制，维修管理仍旧采用人工巡查及群众反映等传统方式，由于缺乏科学有效的监控管理手段，白天大面积亮灯，夜间大面积不亮灯现象经常发生，往往不能及时的发现和处理，不但造成电力资源、人力资源的浪费，提高了系统的运行成本，又给市民的生活带来不便。 本文在现有路灯设备控制管理手段的基础上，根据国内外路灯自动控制方面的一些最新学术和应用成果，对GPRS，USSD等当前较为成熟的网络技术进行了详细的分析与研究；在分析了其功能和实现上的优劣性的同时，提出了一种基于GPRS网络的路灯监控方法。 在程序的编制过程中，利用了VB，SQL SERVER，MAPINFO等工具建立路灯数据库系统档案，实施自动化管

33、理。并对路灯实施无线监控，实现基本的开、关灯优化控制，以便足不出户地监视全市区路灯系统的运行状况。 本文的研究成果路灯自动控制系统，包括对路灯的远程操控，资产的综合管理，能实时的监控路灯的运行情况，并提供解决方案。【关键词】： 【学位授予单位】：沈阳工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TP273【DOI】：CNKI:CDMD:2.2007.【目录】： 摘要5-6 Abstract6-10 1 绪论10-12 1.1 本课题设计所要达到的目标10 1.2 课题研究意义10 1.3 国内外研究现状10-12 2 自动控制通讯网络概述12-18 2.1 专网通讯12 2.

34、2 公网通讯12-18 2.2.1 什么是 GPRS12-13 2.2.2 什么是 USSD13-14 2.2.3 GPRS和 USSD通信方式的比较14-15 2.2.4 选择通讯方式的建议15 2.2.5 路灯监控系统 GPRS通信网络结构15-16 2.2.6 路灯监控系统 GPRS通信网络组建16 2.2.7 路灯监控系统 GPRS通信掉线问题防范16-17 2.2.8 路灯监控系统 GPRS通信专线故障自动判别和处理体系17-18 3 路灯控制18-21 3.1 专网18-19 3.2 公网19-21 3.2.1 系统总体结构19-20 3.2.2 各分系统概述20-21 4 路灯管

35、理21-26 4.1 地理信息概述21-24 4.1.1 什么是地理信息21-22 4.1.2 地理信息系统的组成22-24 4.2 路灯地理信息资产管理24-26 5 软件设计与实现26-53 5.1 支撑技术介绍26-30 5.1.1 MapInfo简介26-27 5.1.2 Visual Basic简介27-28 5.1.3 Sql Server简介28-30 5.2 控制系统功能实现30-46 5.2.1 通讯部分30-38 5.2.2 参数设置38-43 5.2.3 通讯函数43-46 5.3 管理功能实现46-53 5.3.1 资产信息表结构46-50 5.3.2 资产信息保存50

36、-52 5.3.3 资产信息获取52-53 5.4 系统运行界面53-57 5.4.1 送电运行窗体53-54 5.4.2 资产配置窗体54-55 5.4.3 资产基本信息窗体55 5.4.4 资产详细信息窗体55-56 5.4.5 资产图片窗体56-57 6 结论57-58 参考文献58-60 在学研究成果60-61 致谢61 大功率LED恒流驱动电路的设计分析与实例(第1页)来源：光电新闻网 作者： 浏览：2791人次 发布：2009-07-10 注：其他网站转载须注明出处，转载而不注明出处者，一经查实，将追究其法律责任虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的照明灯具，但它们在室内外装饰

37、、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED的新应用至关重要。LED按照功率和发光亮度可以划分为大功率LED、高亮度LED及普通LED。虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的照明灯具，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED的新应用至关重要。LED按照功率和发光亮度可以划分为大功率LED、高亮度LED及普通LED。一般来说，大功率LED的功率至少在1W以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W和10W。已大批量应用的有1W和3W LED，而5W、8W和10W

38、LED的应用相对较少。预计大功率LED灯会在2010年上海世博会上大量应用，因此电子和照明行业都非常关注LED照明新技术的发展应用。 中国照明网技术论文LED照明 恒流驱动和提高LED的光学效率是LED 应用设计的两个关键问题，本文首先介绍大功率LED的应用及其恒流驱动方案的选择指南，然后以美国国家半导体(NS)的产品为例，重点讨论如何巧妙应用LED恒流驱动电路的采样电阻提高大功率LED的效率，并给出大功率LED驱动器设计与散热设计的注意事项。 中国照明网技术论文LED照明 驱动芯片的选择 中国照明网技术论文LED照明 LED驱动只占LED照明系统成本的很小部分，但它关系到整个系统性能的可靠性

39、。目前，美国国家半导体公司的LED驱动方案主要定位在中高端LED照明和灯饰等市场。灯饰分为室内和室外两种，由于室内LED灯所应用的电源环境有AC/DC和DC/DC转换器两种方式，所以驱动芯片的选择也要从这两方面考虑。 中国照明网技术论文LED照明 图1：可变电流和可变电压基本电路中国照明网技术论文LED照明 1. AC/DC转换器 中国照明网技术论文LED照明 AC/DC分为220V交流输入和12V交流输入。12V交流电是酒店中广泛应用的卤素灯的电源，现有的LED可以在保留现有交流12V的条件下进行设计。针对替代卤素灯的设计，美国国家半导体LM2734的主要优势是体积小、可靠性高、输出电流高达

40、1A，恰好适合卤素灯灯口直径小的特点。中国照明网技术论文LED照明 取代卤素灯之后，LED灯一般做成1W或3W。LED灯与卤素灯相比有两大优势：(1)光源比较集中，1W照明所获得的亮度等同于十几瓦卤素灯的亮度，因此比较省电；(2) LED灯的寿命比卤素灯长。中国照明网技术论文LED照明 LED灯的主要弱点是灯光的射角太窄，成本相对较高。但从长远来看，由于LED灯的寿命较长，所以还是具有非常大的成本优势。220V AC/DC转换器(例如LM5021)主要锁定舞台灯和路灯市场。 中国照明网技术论文LED照明 图2：RFB计算中国照明网技术论文：大功率LED恒流驱动电路的设计分析与实例 关键词Tag

41、s： 2. DC/DC转换器 中国照明网技术论文LED照明 目前，LED手电筒占据了DC/DC转换器的绝大部分需求量。手电筒采用的LED功率基本上是1W，供电方式包括锂电池和镍锌电池、碱性电池等。3W 手电筒的应用一直还存在一些难点，因为3W LED灯本身需要散热，散热装置的体积大，从而在一定程度上削弱了LED灯体积小的优势。此外，由于3W LED灯的电流高达700mA，一次充电后的电池使用时间缩短。尽管如此，对于上述应用国家半导体提供LM3475、LM2623A和LM3485等方案。中国照明网技术论文LED照明 矿灯也是LED灯的主要应用领域之一，它属于特种照明行业，需要专业的认证标准，中国

42、对LED在矿灯领域的应用一直都很重视。目前，LED设计行业存在对特种行业的需求认识不足的问题，设计中常采用一些不切实际的、新奇的设计方案。例如，将LED灯和电池一起嵌入头盔，却没有考虑到矿灯特殊使用环境的各种需求，这可能是造成LED在矿灯市场的应用一直没有打开局面的重要原因。中国照明网技术论文LED照明 对于矿灯LED应用，美国国家半导体提供了丰富的DC/DC稳压器产品，包括LM3485、LM3478和LM5010。已经用户采用一颗1W的LED灯，周围再放6颗普通的高亮度LED灯，构成一种具有特殊闪烁功能的矿灯。中国照明网技术论文LED照明 总而言之，LED灯在灯饰和特种照明行业有着广泛的发展

43、前景，国家半导体为此提供完整的新型LED驱动解决方案 中国照明网技术论文LED照明 图3：基于LM2734的恒流驱动电路中国照明网技术论文LED照明 高效的恒流驱动电路中国照明网技术论文LED照明 恒压供电的基本电路(图1左)采用反馈电阻RFB1和RFB2，当负载电流发生变化时，VFB也随之变化，DC/DC稳压器通过感知VFB的变化，使输出电压维持在一个固定的电平： V0=(VFB*(RFB1+RFB2)/RFB1 (1)中国照明网技术论文LED照明 在图1右边电路中，DC/DC稳压器的FB是高阻输入端，流经LED的电流IF为： IF=VFB/RFB (2)中国照明网技术论文LED照明 为保持

44、IF恒定，DC/DC稳压器感知VFB，然后调整LED正端电压，使流经LED的电流保持恒定。这就是利用DC/DC稳压器FB反馈端实现恒压到恒流转换的原理。中国照明网技术论文LED照明 一般来说，DC/DC稳压器对VFB的变化有一个感知的范围，一旦LED选定，其工作电流IF的大小也就确定了，所选的电阻要保证VFB落在DC/DC稳压器容许的范围内。中国照明网技术论文LED照明 以VFB等于1.25V为例，假设IF分别为15mA、350mA和700mA，采样电阻的功耗将分别小于20mW、400mW和800mW。对于1W的LED来说，采样电阻的功耗分别占到总电源消耗的2%、40%和80%。因此，采样电阻

45、的设计对提高LED的功效至关重要，它应该选取尽可能小的数值。中国照明网技术论文LED照明 由于直接将RFB连接FB端会造成RFB的功耗过大，所以在FB端和RFB之间放置一个运算放大器，以放大RFB采集到的电压VTAP(图2)。 IF=VTAP/RFB=(VFB/RFB)*(1+RF/RI) (3)中国照明网技术论文LED照明 通常，1W大功率LED的典型工作电流为350mA，如果选择RFB等于1欧姆，则RFB的功耗为：中国照明网技术论文LED照明 PRFB=I2*R=0.352*1=0.12W (4)中国照明网技术论文LED照明 考虑运算放大器本身的功耗，RFB及其附属电路的功耗大约为1W L

46、ED功率的12%。这样就能在确保LED获得恒流供电的同时，将RFB的功耗降低到可以接受的水平，从而使LED两端的电压尽可能大，流经的电流也尽可能大。国家半导体按照这个原理工作的稳压器有LM2736和LM2734。 中国照明网技术论文LED照明 图4：从采样电阻直接获取反馈电压的设计中国照明网技术论文LED照明 LM2734是1A降压型稳压器。基于LM2734的恒流驱动电路(图3)利用LM321运算放大器获取采样电阻Rset上的电压，结合其它电阻和电容就可以构成一个完整、高效率的大功率LED恒流驱动电路。在实际使用中，有些LED恒流驱动电路可以直接从采样电阻获取反馈电压，如图4所示。中国照明网技

47、术论文LED照明 图3中采样电阻Rset决定了恒流驱动电路的设计，而且对整个系统的效率有重要影响，因此仔细设计Rset对节省能源至关重要。图3和图4的详细设计文件请向国家半导体当地授权分销商索取。中国照明网技术论文LED照明 一般来说，如果要求LED驱动电流的变化不超过标称值的5%至10%，那么采用精度为2%的电阻就足够了。LED驱动电流的典型波动范围是正负10%。由于采样电阻消耗的功率较大，应避免使用功率较小的贴片电阻。此外，LM3478方案适用于多个大功率LED的恒流驱动，而基于LM5021的恒流驱动设计方案则针对220V AC/DC转换器的应用。虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的

48、照明灯具，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED的新应用至关重要。LED按照功率和发光亮度可以划分为大功率LED、高亮度LED及普通LED。恒流驱动与散热的考虑 中国照明网技术论文LED照明 就电子电路系统设计而言，工程师在设计LED恒流驱动电路时首先要了解LED的恒流参数。目前LED芯片的制造商很多，国内外LED的差异主要在于相同电参数的情况下，流明数可能不同，因此设计工程师要清楚地认识到LED功率并不是决定发光效率的唯一参数。例如，同样是1W的LED，有的LED可以达到40流明的亮度，而有的只能达到20流明的亮度

49、，这是因为LED光学效率还取决于材料和制作工艺等诸多环节。中国照明网技术论文LED照明 有些设计工程师为提高发光效率而采取加大驱动电流的办法，例如，对于同一颗1W LED，加大驱动电流后，亮度可以从20流明提高到40流明，但是LED的工作温度也相应升高了。一旦温度超过LED的限温点，就会影响LED的寿命和可靠性，这是设计恒流驱动过程中需要注意的重要问题。中国照明网技术论文LED照明 此外，LED照明系统的光学效率不仅仅取决于LED恒流驱动方案，还与整个系统的散热设计密切相关。为缩小体积，某些LED恒流驱动系统将LED驱动电路与散热部分贴近设计，这样容易影响可靠性。中国照明网技术论文LED照明

50、一般来说，LED照明系统的热源基本就是LED灯本身的热源，热源太集中会产生热损耗，因此LED驱动电路不能与散热系统紧贴在一起。建议采取下列散热措施：LED灯采用铝基板散热；功率器件均匀排布；尽可能避免将LED驱动电路与散热部分贴近设计；抑制封装至印刷电路基板的热阻抗；提高LED芯片的散热顺畅性以降低热阻抗。 中国照明网技术论文LED照明 表1：大功率LED在寿命上具有很大优势中国照明网技术论文LED照明 新应用对驱动器的要求 中国照明网技术论文LED照明 大功率LED被称为“绿色光源”，它将向大LED电流(300mA 至1.4A)、高效率(60至120 流明/瓦)、亮度可调的方向发展。中国照明

51、网技术论文LED照明 由于大功率LED在寿命上具有很大优势(表1)，所以发展前景非常广阔，其中最被看好的照明应用是汽车、医疗设备和仪器仪表及其它特种照明环境。但这些应用对LED驱动系统设计也提出了新的要求，包括：输入电压范围一般要求为6V到24V；具有冲击负载保护、反相和过压保护；待机功耗非常低；低带隙基准以减少电流检测损耗以及具有PWM调整亮度的功能等。中国照明网技术论文LED照明 针对这些需求，美国国家半导体公司提供了全系列LED驱动器设计方案(见表2)，可以为用户提供全面的LED驱动器解决方案。中国照明网技术论文LED照明 LED照明系统需要借助于恒流供电，目前主流的恒流驱动设计方案是利

52、用线性或开关型DC/DC稳压器结合特定的反馈电路为LED提供恒流供电，根据DC/DC稳压器外围电路设计的差异，又可以分为电感型LED驱动器和开关电容型LED驱动器。电感型升压驱动器方案其优点是驱动电流较高，LED的端电压较低、功耗较低、效率保持不变，特别适用于驱动多只LED的应用。在大功率LED驱动器设计中，主要采用开关电容型LED驱动方案，其优点是LED两端的电压较高、流过的电流较大，从而获得较高的功效及光学效率。先进的开关电容技术还能够提高效率，因而在大功率LED驱动中应用广泛。 中国照明网技术论文LED照明 表2：美国国家半导体的LED驱动器解决方案一览表中国照明网技术论文LED照明 本

53、文小结 中国照明网技术论文LED照明 大功率LED照明技术有着广阔的发展前景，因而受到普遍的关注和投资者的追捧。现阶段，由于LED芯片设计和制造技术及材料等诸多因素的限制，它暂时还不能完全取代传统的照明灯具，因而人们更为关注大功率LED在特种照明中的应用。 中国照明网技术论文LED照明 本文首先介绍了特种照明的应用环境，然后，详细阐述了利用DC/DC稳压器实现恒压转恒流设计的基本原理和实际案例，并说明了大功率LED驱动器设计与散热部分设计应该注意的事项，最后指出了大功率LED新应用对驱动器设计提出的新要求，给出了国家半导体公司的完整解决方案的指南，它有助于从事LED照明行业的电子设计工程师全面掌握最新的LED驱动器系统设计技术。专心-专注-专业