路灯智能控制算法研究与系统模拟

论文摘要

随着高速公路系统的发展,传统的路灯控制与维护手段已经远远不能适应交通事业发展的速度。当前的路灯主要采用全夜灯、半夜灯和亮一隔一的控制方式,而这些控制方式都存在着一些弊端,如能源浪费、安全隐患和不易控制等问题。本文基于目前路灯控制的现状,提出了一种能够适合多种路灯排列形式的智能控制算法。该算法能够根据当前路灯排列状况以及车辆行驶方向,自动控制路灯的开关,从而达到车来开灯、车走关灯的智能效果,能够极大的降低安全隐患并达到节能目的。论文在研究了ZigBee无线通信技术、传感器原理和MSP430单片机的基础上,结合现在路灯的各种排列形式,提出了单道单排路灯、双道单排路灯、匝道出入口路灯和环形路路灯控制算法,并实现了路灯智能控制模拟系统。该模拟系统主要包含主控制器、传感器和ZigBee射频三个功能模块,其中主控制器模块是本系统的核心模块,用来处理其他各个模块所传来的信号；传感器模块主要负责采集信号,并将采集到的信号经主控制器模块处理后用以控制路灯的开关：ZigBee射频模块用来实现各个路灯之间开关信号的传输。最后,将路灯控制算法嵌入到模拟系统中进行验证,结果表明该算法能够达到预期效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 选题的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 研究内容与论文结构
• 第二章 路灯智能控制系统设计方案
• 2.1 系统的设计思路
• 2.2 系统组成
• 2.3 系统开发工具介绍
• 2.4 本章小结
• 第三章 相关技术介绍
• 3.1 ZigBee协议标准
• 3.1.1 ZigBee技术概述
• 3.1.2 网络层规范
• 3.1.3 应用层规范
• 3.1.4 ZigBee的网络拓扑
• 3.1.5 ZigBee的服务原语
• 3.1.6 ZigBee无线组网
• 3.1.7 ZigBee与其他短距离无线通信技术的性能比较
• 3.2 MSP430单片机简介
• 3.2.1 MSP430单片机特点
• 3.2.2 MSP430F149单片机的结构
• 3.3 热释红外传感器
• 3.3.1 热释红外传感器的基本结构
• 3.3.2 热释红外传感器的工作原理
• 3.3.3 热释红外传感器的优缺点
• 3.4 本章小结
• 第四章 路灯智能控制算法
• 4.1 路灯形式的分类
• 4.2 路灯智能控制算法
• 4.2.1 单道单排路灯算法
• 4.2.2 双道单排路灯算法
• 4.2.3 匝道出入口路灯算法
• 4.2.4 环形路路灯算法
• 4.2.5 故障检测性能分析
• 4.3 算法测试结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 模拟路灯控制系统的实现
• 5.1 主控制器模块设计
• 5.1.1 主控模块芯片选择
• 5.1.2 主控模块电路设计
• 5.2 射频模块设计
• 5.2.1 射频模块芯片选择
• 5.2.2 射频模块电路设计
• 5.3 传感器模块设计
• 5.3.1 传感器模块芯片选择
• 5.3.2 传感器模块电路设计
• 5.4 通讯模式
• 5.4.1 SPI同步通讯模式
• 5.4.2 RS-232串口通信
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 电路原理图
• 附录B 电路PCB图
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 详细摘要