基于nRF905和555的智能路燈照明控制系統

　　3.1.4 時間控制策略

　　時間控制主要包括每天的開關燈控制和夜間按照道路交通流量分時段進行的調光控制。這些控制操作不僅應該能夠取得明顯的節電效果，還應該能夠提高道路照明質量。

　　(1)開關燈時間可以一個月為時間段將一年分為12個時間段。每個月的起止時間應以當地具體日照情況為準，可采用多次測量后的平均值得到，并將得到的數據保存在單片機中供軟件查詢用。

　　(2)夜間分時段多樣化控制。夜間的路燈照明控制主要是根據道路夜間交通流量變化規律進行分時段控制，盡管在一條道路上每天夜間不同時刻的交通流量會略有差異，但在一段時間(一個月或幾個月)的統計規律來看，這種變化的波動并不很大，所以完全可以按照平均交通流量變化規律把一年的照明周期劃分成若干照明季節。由于每個照明季節的開關燈時間有所差別，又將每天的整個時段分為三個小時段，每個小時段可以配合行人檢測對路燈進行調光、部分開關或者全部開關等。

　　3.2 系統軟件設計

　　本文采用了ICCAVR編輯器，結合Atmel公司的AVR Studio集成開發平臺進行設計。

　　系統的工作流程如圖4所示，系統在外界光線達到照明需求時開始初始化，并進入工作狀態，此時紅外探測器將不斷監測路段行人或車輛，將檢測到的數據傳送給AVR主控制器，主控制器將根據數據量來點亮路燈，并開始利用nRF905向后一組路燈傳送消息，后一組在接收到消息后在主控制器中處理信息，提前點亮路燈，等待著再次監測到物體，如此循環。其中軟件記錄開啟時間，進入相應劃分的時段時開啟相應調光程序。

　　單片機芯片和無線收發芯片在開始工作前都要進行初始化配置，本系統中的包含了以下兩個部分的配置：

　　(1)ATmegal6L的SPI接口初始化。ATmegal6L的異步串行接口和SPI接口用同一個USART模塊，且要選擇SPI的主/從機方式，還要保證系統中只有一個主機，對于此系統應將AVR單片機設置為主機，nRF905模塊設置為從機。

　　(2)nRF905的初始化配置。對無線收發芯片的初始化參數的配置是通過nRF905的配置寄存器進行設置的。nRF905中有一個144 b的配置字，該配置字規定了無線收發器的無線收發工作模式、收發頻率、發射頻率、收發地址寬度、接收地址、無線傳輸速率、晶振頻率以及CRC校驗和的長度及有效數據長度等。在同一時刻，nRF905無線收發只能處于工作模式之一。不管模式想發送還是要接收數據，模塊上電后都要進行初始化配置。

　　nRF905發送數據時，系統通過軟件設置TRX_CE，并使得TX_EN和PWR_UP為高電位來激活nRF905的Shock Burst TM發送模式來實現數據發送。通過Shock Burst TM可以使收發芯片自動上電，且完成數據打包(加字頭和CRC校驗碼)并發送數據包。當數據發送完成后，數據準備(DR)引腳被置高，若AUTO_RETRAN被置高，那么，nRF905將連續地發送數據包，直到檢測到TRX_CE為低電平;而當TRX_CE被置為低電平時，表明nRF905數據傳輸已經結束，并且會自動進入節電模式。

　　當TR_CE為高TX_EN為低時，nRF905進入Shock Burst TM接收模式;再650μs后，nRF905不斷檢測，等待數據接收;當nRF905檢測到同一頻段的載波時，載波檢測(CD)引腳被置高;但檢測到一個相匹配的地址后，地址匹配(AM)引腳被置高;之后就開始接收數據包，接收完成后，nRF905自動移去字頭、地址和CRC校驗位，然后把DR引腳置高。在此之后，單片機會將TRX_CE置低，使nRF905處于空閑模式;然后單片機會通過SPI接口將數據以一定的速率傳送到單片機內;當所有的數據都接收完畢后，nRF905會把DR引腳和AM引腳置低。至此已完成整個接收流程。

　　單片機接收到信息后，會對和已存信息進行分析比較，并發出相關指令，之后開始進入下一個發送周期。

　　4 結語

　　該智能路燈照明控制系統運用多種控制方法，配合當地具體時段來管理路燈開關狀況及亮度等級，并運用無線射頻通信技術實現路段的區域控制和實時信息交換，實現“追光”照明。配有自動故障報警功能，同時它降低了運行維護費用，該系統使用方便，制造成本合理，維護較容易，綜合來看，有廣闊的前景。