基于nRF905和555的智能路灯照明控制系统

　　3.1.4 时间控制策略

　　时间控制主要包括每天的开关灯控制和夜间按照道路交通流量分时段进行的调光控制。这些控制操作不仅应该能够取得明显的节电效果，还应该能够提高道路照明质量。

　　(1)开关灯时间可以一个月为时间段将一年分为12个时间段。每个月的起止时间应以当地具体日照情况为准，可采用多次测量后的平均值得到，并将得到的数据保存在单片机中供软件查询用。

　　(2)夜间分时段多样化控制。夜间的路灯照明控制主要是根据道路夜间交通流量变化规律进行分时段控制，尽管在一条道路上每天夜间不同时刻的交通流量会略有差异，但在一段时间(一个月或几个月)的统计规律来看，这种变化的波动并不很大，所以完全可以按照平均交通流量变化规律把一年的照明周期划分成若干照明季节。由于每个照明季节的开关灯时间有所差别，又将每天的整个时段分为三个小时段，每个小时段可以配合行人检测对路灯进行调光、部分开关或者全部开关等。

　　3.2 系统软件设计

　　本文采用了ICCAVR编辑器，结合Atmel公司的AVR Studio集成开发平台进行设计。

　　系统的工作流程如图4所示，系统在外界光线达到照明需求时开始初始化，并进入工作状态，此时红外探测器将不断监测路段行人或车辆，将检测到的数据传送给AVR主控制器，主控制器将根据数据量来点亮路灯，并开始利用nRF905向后一组路灯传送消息，后一组在接收到消息后在主控制器中处理信息，提前点亮路灯，等待着再次监测到物体，如此循环。其中软件记录开启时间，进入相应划分的时段时开启相应调光程序。

　　单片机芯片和无线收发芯片在开始工作前都要进行初始化配置，本系统中的包含了以下两个部分的配置：

　　(1)ATmegal6L的SPI接口初始化。ATmegal6L的异步串行接口和SPI接口用同一个USART模块，且要选择SPI的主/从机方式，还要保证系统中只有一个主机，对于此系统应将AVR单片机设置为主机，nRF905模块设置为从机。

　　(2)nRF905的初始化配置。对无线收发芯片的初始化参数的配置是通过nRF905的配置寄存器进行设置的。nRF905中有一个144 b的配置字，该配置字规定了无线收发器的无线收发工作模式、收发频率、发射频率、收发地址宽度、接收地址、无线传输速率、晶振频率以及CRC校验和的长度及有效数据长度等。在同一时刻，nRF905无线收发只能处于工作模式之一。不管模式想发送还是要接收数据，模块上电后都要进行初始化配置。

　　nRF905发送数据时，系统通过软件设置TRX_CE，并使得TX_EN和PWR_UP为高电位来激活nRF905的Shock Burst TM发送模式来实现数据发送。通过Shock Burst TM可以使收发芯片自动上电，且完成数据打包(加字头和CRC校验码)并发送数据包。当数据发送完成后，数据准备(DR)引脚被置高，若AUTO_RETRAN被置高，那么，nRF905将连续地发送数据包，直到检测到TRX_CE为低电平;而当TRX_CE被置为低电平时，表明nRF905数据传输已经结束，并且会自动进入节电模式。

　　当TR_CE为高TX_EN为低时，nRF905进入Shock Burst TM接收模式;再650μs后，nRF905不断检测，等待数据接收;当nRF905检测到同一频段的载波时，载波检测(CD)引脚被置高;但检测到一个相匹配的地址后，地址匹配(AM)引脚被置高;之后就开始接收数据包，接收完成后，nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位，然后把DR引脚置高。在此之后，单片机会将TRX_CE置低，使nRF905处于空闲模式;然后单片机会通过SPI接口将数据以一定的速率传送到单片机内;当所有的数据都接收完毕后，nRF905会把DR引脚和AM引脚置低。至此已完成整个接收流程。

　　单片机接收到信息后，会对和已存信息进行分析比较，并发出相关指令，之后开始进入下一个发送周期。

　　4 结语

　　该智能路灯照明控制系统运用多种控制方法，配合当地具体时段来管理路灯开关状况及亮度等级，并运用无线射频通信技术实现路段的区域控制和实时信息交换，实现“追光”照明。配有自动故障报警功能，同时它降低了运行维护费用，该系统使用方便，制造成本合理，维护较容易，综合来看，有广阔的前景。