基于MCS-51单片机的路灯检测系统的设计

集美大学诚毅学院毕业设计陈香梅：基于MCS-51单片机的路灯检测系统的设计基于MCS-51单片机的路灯检测系统的设计######学院信息工程系自动化专业2008届姓名学号摘要本设计对城市路灯自动检测系统方法进行了尝试。采用单片机和PC机组成上下位机结构的路灯测试系统。单片机作为下位机采集小区各路灯好坏的状态信息，并通过RS-232将这些信息送到上位机。PC机作为上位机对下位机送来的各路灯信息进行显示、保存。系统设计了路灯检测电路、RS-232接口电路。下位机采用汇编语言完成程序设计，上位机采用VisualBasic作为软件开发平台设计监控界面、文件管理等。实验表明,系统设计可行，这种通信方案提高了监测路灯的效率可以提高了监测路灯的效率。关键词实时监控MAX232电路串口调试监控界面MCS-51单片机集美大学诚毅学院毕业设计陈香梅：基于MCS-51单片机的路灯检测系统的设计MCS-51basedroaddetectionsystemdesignChenXiangmei2008926003，Automationmajor，2008Dept.ofAutomationmajor，ChengyiCollegeofJimeiUniversityAbstract:ThesystemintroducesasinglechipmicrocomputerbasedonMCS-51streetlampmonitoringsystem,analogstreetlightcablecommunicationmode.Aimingatthecurrentlightingqualityinspectionisusuallyusedartificialwaytobringalotofinconveniencetothisproblem,putforwardPCmachinerealtimemonitoringlampqualityplan.SystemmachineusingMCS-51microcontrollerasthemaincontrolchip,usingassemblyasthesoftwaredevelopmentplatform.InthehardwarewithLEDlightstosimulatethelamp,therelaycoilisconnectedinserieswiththelamp,basedonSCMP1porthaspotentialtojudgethecorrespondinglampquality.SoftwareonthePCmachinethroughtheVisualBasicsoftwaretodesignareal-timemonitoringinterface,real-timemonitoringthestateofroadlamp,recordsandstoresthebadlightinformation.Experimentalresultsshowthat,theschemeimprovesthemonitoringlampefficiency.Keywords:real-timemonitoring；MAX232circuit；debuggingserial；monitoringinterface；chipMCS-51目录目录引言..........................................................................................................................................................1第1章绪论........................................................................................................................................21.1课题研究的背景、目的和意义...................................21.2国内外的研究与发展概况.......................................3第2章系统硬件的设计................................................................................................................42.1总体方案设计.................................................42.2硬件设计.....................................................52.3串口电路的设计...............................................6第3章系统软件设计.....................................................................................................................83.1程序设计思路.................................................83.2程序的设计..................................................103.2.1串口通信程序............................................103.2.2串口调试................................................123.2.3上位机软件设计.....................................................................................................13结论.......................................................................................................................................................18致谢......................................................................................................................................................19参考文献.............................................................................................................................................20引言1引言现代的城市生活当中路灯照明已经成为人们生活中不可或缺的公共设施之一，目前城市范围在不断的扩大，城市道路的路灯数量也成倍的增长;而随着人们生活水平的提高，人们对于居住环境要求也越来越高，许多高档小区中的路灯与景观灯数量也达到了一定的规模。随着灯具数量的成倍增长，传统的人工巡查检测方式不仅耗费人力物力，并且容易产生死角给不法分子以可趁之机，因此传统的方式在现阶段已经不再适应。对于现阶段的路灯照明系统来说，基于智能化照明的智能检测系统是满足人们生活要求、保障人身安全、显示现代化城市和小区风景与形象的科学解决方法[1]。第一章绪论2第1章绪论1.1课题研究的背景、目的和意义随着中国经济的快速、稳定发展，中国城市进入了一个日新月异、蓬勃发展的时期，城市路灯照明作为城市建设的重要组成部分，不仅直接关系到人民群众的交通安全，而且直接关系到城市的形象。随着城市规模的不断扩大，城市路灯数量也不断增加，目前一些地区采用人工巡检的方式检查路灯的好坏已经不适合了。对于城市路灯的控制和管理迫切需要一种科学、合理和高效的方法，对于路灯的开关，特别是路灯好坏的检测提出了更高的要求，城市路灯检测作为其中最主要的管理系统之一，目前已成为各城市路灯建设的必要内容。单片机自问世以来，在国内外应用日趋广泛，其性能不断提高和完善，性能价格比不断提高，体积、重量大为减小，除此之外，还具有稳定性好，抗干扰能力强，温度范围宽等优点。它广泛用于工业控制、仪器仪表、数据处理、通讯设备、节能应用、制导和军事、生活消费等方面。本课题要求设计基于单片机控制的路灯检测系统，本系统采用用一个单片机对小区的多个灯杆的路灯进行检修，并将本小区的灯杆状态发送到上位机（PC机），上位机将小区的路灯信息发送到路灯所的网站上，为路灯所的工作人员提供参考。上位机采用VisualBasic作为软件开发平台，记录并储存坏灯信息。这样该系统就能够实时地监测各个路灯的运行情况，当某个路灯出现故障时，能自动将路灯的标号信息送到小区的上位机，上位机再送到网络，使路灯所工作人员及时派电工前去更换路灯，完善控制功能，方便的管理，能高效可靠地实现路灯的检测。本课题的研究有利于巩固所学的单片机的知识，特别是对单片机的硬件有更进一步地提升，不仅加强了VisualBasic语言程序设计的理解和应用，也进一步加强了我的编程能力和硬件的调试能力。为今后从事研究工作打下良好的基础，具有较强的实用意义。第一章绪论31.2国内外的研究与发展概况在市场经济的推动下，在招商引资的投资坏境中，城市的基础建设，备受投资者的关注。在诸多的基础建设硬件中，城市路灯、景观灯城市照明设施，无疑是整个城市夜晚的亮点，为城市增添无穷魅力。根据百度百科上查阅，目前国内一些城市的路灯控制方式，还停留在原来的手动、光控、钟控模式。受季节、天气和人为因素影响、自动化管理水平不高，经常该亮时不亮，该灭时不灭，极易造成极大的能源浪费。主要是不具备远程故障报警，现在有些地方照明设施管理工作主要采用人工巡查模式，不仅工作量大，还浪费人力、物力、财力。故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉，缺乏主动性、及时性和可靠性，不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况，缺乏有效的故障预警机制。不具备设备监测：城市路灯覆盖面积大，管理手段落后，无法准确发现电缆盗割、短路和断路，一旦出现以上情况，势必给政府带来巨大的经济损失，同时影响市民的正常生活。也不具备良好的工作管理：设备的维护和员工的工作考核，主要依赖人工，缺乏对工作人员的工作考核。当然随着计算机网络、信息、通讯和自动化技术的飞速发展，城市路灯控制方式也逐渐步入到了自动化和信息化管理模式。路灯监控系统已经从传统的控制方法(如手动控制、定时器控制与光敏控制等)发展到能在监控室实现对单条支路进行自动检测[1]。路灯监控系统在国外已经非常成熟，采用电力线载波通信技术和数传机电台通信技术实现对路灯的实时控制在国外得到了很好的应用。所以我国的路灯监控系统技术是一项急需提高的项目。第二章MCS-51系统硬件的设计4第2章系统硬件的设计2.1总体方案设计将一座城市分成若干个小区，每个小区为方圆500米左右，选择具有电信光纤网的地方放置本小区的灯杆检测信息系统的上位机，用一个单片机作为测试系统的下位机。单片机检测每个灯杆的好坏信息，并将信息送到上位机并存储记录。上位机将本小区的灯杆信息送到路灯所的网站，为路灯所的工作人员查询各灯杆状态提供便利。当路灯维修好后，系统通过人-机对话的方式记录维修时间，维修人员和维修说明，以备管理之用。各小区的灯杆信息汇集成整个城市的路灯检测、管理系统。本次设计的总体设计步骤如下：1）串口通信功能，主要完成数据有