论文总字数：54485字

摘 要

近几年来，我国各大中城市都在实施城市照明工程，基于环保、节能和美观的要求，促使着路灯控制向着单灯控制、节能的方向发展。城市里的路灯分布广泛，一旦某个路灯发生了故障，不容易立即发现，得不到及时更换，进而影响交通环境。所以路灯管理部门急需简单、快捷、准确检测路灯故障点的位置，这是所有路灯部门十分关心的问题。

本文结合路灯控制的实际需要，研制了利用51系列单片机控制照度传感器、GSM模块和无线模块等，设计了一个路灯故障信息的无线传输系统。前端检测模块需要在特定时间检测路灯的状态，若发现路灯故障，就通过无线模块发送故障报警信号，当控制中心从无线模块接受到故障报警信号以后，能够通过GSM模块发送报警短信，将故障路灯杆号通知相关人员，第一时间对路灯故障检修，避免因故障导致事故的发生。

该系统实现了对路灯故障信息的无线传输并且能够根据环境的照度控制路灯的开关，能够实时、准确的知道故障路灯，系统成本较低，有着十分广阔的市场应用前景。

关键词：路灯故障 nRF24l01 51单片机 sim900a

The Wireless Transmission System of Streetlight Fault Information

Abstract

In recent years, citis are implemented urban lighting project. Based on environment, energy and city appearance requirements, energy saving and single light control system are more and more urgent.The city’s street lights are widely distributed, once a light has a fault, people is not easy to find it immediately. Thereby the faulty light will affect traffic environment.Street management needed simple, fast and accurately project to determine the location of the failure lights, this is a problem of great concern to all sectors lights.

Combined with the actual needs of street lighting control, this paper designed a wireless transmission system of streetlight fault information, which based on 51 series micro-processor, GSM and wireless module. Front-end detection module needed to be detected the lights’ status at a particular time, if found lights malfunction, it sended a warning signal to control center via the wireless module. When the control center receives signals, it could send warning messages to people by GSM module. Control center sended the number of fault lights to the relevant personnel, and then people repair the fault light at the first time ,to avoid failure caused the accident.

The system realized the streetlights’ fault information transmission through wireless network and accorded to the environmental illumination controled the streetlight switch. The system could real-time and accurate know the location of the fault lights, the cost of the system is low. For conclusion, the system has a broad application prospect.

Keyword: streetlight fault; nRF24l01; 51 single-chip microcomputer; sim900a

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2课题研究的背景 1

1.3课题的研究现状及意义 2

1.3.1 课题的研究现状 2

1.3.2 课题研究的意义 2

1.4本文所做的工作 3

1.5本文的结构 3

第二章 路灯故障信息无线传输系统的总体设计 5

2.1路灯故障信息传输系统组成 5

2.2传输系统整体功能要求 5

2.3无线通信协议 6

2.4传输系统总体方案确定 7

第三章 路灯故障信息传输系统硬件设计 9

3.1 STC89C52 单片机介绍 9

3.2照度模块选择 11

3.2.1 BH1750FVI芯片 11

3.2.2光敏电阻5506芯片 12

3.3时钟模块DS1302介绍 13

3.4显示模块LCD1602介绍 14

3.5无线模块nRF24L01介绍 15

3.6 GSM模块介绍 17

3.7采集器原理图设计 18

3.7.1单片机工作电路及调试IO接口电路设计 18

3.7.2无线模块工作电路设计 20

3.7.3故障检测模块工作电路设计 20

3.7.4显示模块工作电路设计 21

3.7.5 GSM模块工作电路设计 22

第四章 路灯故障信息传输系统软件设计 23

4.1系统软件总体设计流程图 23

4.1.1 系统软件功能需求分析 23

4.1.2 系统软件总体设计流程图 24

4.1.3 开发软件介绍 25

4.2 无线模块发送和接收设计 25

4.3前端检测模块设计 27

4.4 GSM模块设计 28

第五章 路灯故障信息传输系统软硬件测试 29

5.1 系统软件测试 29

5.2系统硬件测试 30

5.3 系统整体测试 32

第六章 总结与展望 34

6.1 总结 34

6.2展望 35

参考文献 37

致谢 39

附录Ⅰ 系统原理图 40

附录Ⅱ PCB图 41

附录Ⅲ 实物图 42

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