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毕业设计说明书
基于LED照明的智能路灯设计
学 生 姓 名 胡启庆
专 业 名 称 电子信息工程
指 导 教 师 王悦
电子与信息工程系
2011 年6 月1 日
基于LED照明的智能路灯设计
The Design of Intelligent Lights Based-on LED
随着我国的经济高速发展，对电的使用日益升高，因此造成了电能的浪费。目前国
内路灯照明光源一般采用高压钠灯金属卤化物灯等。常出现开关灯不定时的现象，不但
造成了电能的浪费、影响人们日常生活、影响社会治安以及造成一定程度的交通安全隐
患。因此带来了很多不好的后果。
伴随着城市发展的不断伸展，现有的路灯控制方法已远不能满足城市路灯发展与控
制的需要，所以采用先进的科学技术进行有效的控制和管理，已经成为了必然。在当代
路灯发展技术，智能控制路灯上显然很是重要的。本设计基于光敏电阻的控制原理，设
计了一个基于LED路灯智能控制系统，实现LED路灯的智能控制。本系统主要由光敏检
测模块、噪声检测模块、时钟电路、继电器开关、外置恒流源模块、LCD显示模块以及
ZigBee无线模块组成，应用STC89C52单片机控制，通过对LED路灯的模拟控制，为最
终的实际应用提供参考依据。并分析了研究过程中出现的问题，逐步找出LED路灯智能
控制系统的最佳设计方案。
关键词：LED 路灯；光敏检测模块；噪声检测模块；恒流源驱动模块；89C52 单片机；
With China's rapid economic development, the increasing use of electricity increased,
therefore, it resulted in waste of energy. Currently street lighting commonly used
high-pressure sodium lamp metal halide lamp. Switch lights often appear from time to time
phenomenon, caused not only a waste of energy, affecting people's daily lives, affecting social
order and to a certain degree of traffic safety problems. So bring a lot of bad consequences.
With the continuous stretch of urban development, the existing street light control
method has been far from city lights can not meet the needs of development and control, so
the use of advanced science and technology for effective control and management is the
inevitable. Development of technology in modern lights, street lamps on the intelligent
control is very important. The design is based on photosensitive resistor control theory, which
is based on LED lighting design intelligent control system, intelligent control of LED
lights. The system consists of photosensitive detection module, the noise detection module,
the clock circuit, the relay switch, an external current source module, LCD display module,
and ZigBee wireless module, application STC89C52 MCU control, LED lights through the
analog control for the final reference for the practical applications. And analyzed the problems
in the research process, and gradually find out the LED lights intelligent control system, the
best design.
Keywords: LED street lamp；photosensitive detection module；Noise detection module；
Constant-current source driver modules；Single-chip 89C52；
第1 章 绪论 ............................................................... 1
第2 章 LED 照明的智能路灯控制设计方案 ..................................... 2
2.1 LED 照明课题背景 .................................................. 2
2.2 LED 路灯智能控制工作原理 .......................................... 2
2.3 LED 路灯控制方案论证 .............................................. 3
2.3.1 微处理器选择方案论证 ......................................... 3
2.3.2 声音检测模块方案论证 ......................................... 3
2.3.3 光检测模块方案论证 ........................................... 4
第3 章 LED 路灯控制系统的硬件设计 ......................................... 5
3.1 LED 智能路灯总的设计 ............................................... 5
3.2 主要硬件以及电路实现 .............................................. 6
3.2.1 STC89C52 ..................................................... 6
3.2.2 光敏检测模块 ................................................. 9
3.2.3 噪声检测模块 ................................................ 10
3.2.4 时钟电路 .................................................... 12
3.2.5 LCD 屏幕显示模块 ............................................ 13
3.2.6 电源模块 .................................................... 16
3.2.7 ZigBee 无线模块介绍 ......................................... 18
第4 章 LED 路灯控制系统的软件设计 ........................................ 21
4.1 程序流程图 ....................................................... 21
4.2 系统软件设计 ..................................................... 23
4.2.1 光敏检测子程序(汇编) ........................................ 23
4.2.2 噪声检测子程序 .............................................. 24
4.2.3 ZigBee CC2430 部分程序 ...................................... 25
4.2.4 LCD 液晶显示部分子程序（c 语言） ............................ 26
第5 章 设计体会 .......................................................... 27
致 谢 ................................................................... 28
参考文献 ................................................................. 29
附 录 ................................................. 错误！未定义书签。28
附录1 硬件原理图 ................................... 错误！未定义书签。28
附录2 系统程序 ..................................... 错误！未定义书签。29
第1 章 绪论
第1 章 绪论
随着中国城市经济的高速发展，城市道路照明也越来越受到社会的普遍关注，与此
同时，世界能源短缺的时代里，发展节约型、可持续性发展社会已经成为了一种国际的
约定，所以产生了我们对路灯改革的需求。路灯是一个城市照明工程的重要组成部分。
目前一般的传统路灯一般采用钠灯、水银灯等老式的灯具，这类灯具有发光效率高、安
装简便、光色良好等优点被广泛使用，但缺点也是存在的，比如功率因子低、耗电量大、
使用寿命不长等。我国的大部分城市道路都采用“全夜灯”的方式进行照明，这些道路在
夜间车流量人流量和都比较小的时候，甚至没有车或者人经过，这些路灯也是长时间亮
着，这么一来电能就这样被时间给白白浪费掉了。大多的路段真正有效的照明时间只占
到整个照明时间的20%－30%。因此有些地方采用“半夜灯”前半夜全亮后半夜全灭的方
式，这种方法虽然节约了电量的使用能耗，但是带来诸多的社会治安和交通安全隐患问
题，这样的话带来的影响使我们不能不去深思啊。
LED 照明技术作为一种较新的技术，已经开始广泛用于各种照明中。它具有能效高、
亮度可调、使用寿命长等优点。一个 LED 路灯，如果要达到和普通的高压钠灯和高压
水银灯接近的亮度，大约需要消耗的 40W 以上功耗，大概只有传统路灯的 20%－40%
左右，不能不说 LED 照明技术的发展对于整个城市的发展用电节约下来的不仅是一个
数字而已，由此带来的是对于整个国家以及世界来说都有着一个重大的意义。LED 光源
作为一种新型绿色光源，具有比原来老式光源的各种节能环保的优点，是未来几年的发
展趋势，更是一种社会科技发展的见证。09 年初，中国科技部推出“十城万盏”半导体照
明应用示范城市方案，该计划涵盖了北京、上海、深圳、武汉等 21 个国内发达城市，
由此说明国家正在关注和引导我国的半导体照明技术的快速发展，LED 照明技术在未来
的几年更是一种不可或缺的半导体光源。
LED 道路照明控制系统采用的是智能传感器和无线控制技术，对于整个道路动态照
明有着良好的控制能力，既能充分展示了LED 路灯的可控性，又可以有效的节约电能。
基于单片机微控系统，实时根据道路照明需求调整LED 路灯的亮度，大大节约了能耗，
达到了环保节能的目的。LED 路灯智能控制系统研发的思想也是主要因为如此才不断的
有很多人对它进行开发研究，它的研究成果不仅仅只作为路灯控制使用，还可以改良作
为家庭、办公室、娱乐场所等各种地方的智能控制，所以 LED 路灯控制系统具有很大
的社会价值，它的发展也象征着 LED 照明技术的进步，是一个时代的科技发展的代表
第2 章 LED 照明的智能路灯控制设计方案
第2 章 LED 照明的智能路灯控制设计方案
2.1 LED 照明课题背景
LED 光源作为一种新型的绿色光源，具有节能、环保、寿命长等特点，是未来照明
的发展趋势。2009 年初，中国科技部推出“十城万盏”半导体照明应用示范城市方案，该
计划涵盖北京、上海、深圳、武汉等 21 个国内发达城市。这计划的实施将有效引导我
国半导体照明应用的快速发展。
发光二极管 LED 照明器具，是近几年出现的新一代的照明技术，与传统照明相比
具有效率高、节能、寿命长、可控性高等优点，属环保的绿色照明方式。
LED 道路照明智能控制系统，采用的是智能传感器和无线控制技术，对照明进行动
态调整和联网控制，充分利用了 LED 的可控性，进一步提高节能效果。上位机管理系
统通过电力载波对城市照明系统，进行控制和监测，结合微电脑的数据采集和控制节能
算法，实现最佳照度控制，以达到节能目的。LED 照明器具有低功耗睡眠机制，通过智
能传感系统唤醒，比没有智能控制的LED 路灯进一步节电10%―20%左右。
本课题正是基于 LED 光源道路照明而设计的智能路灯节能控制系统，从而有效解
决现有的道路照明管理系统普遍存在着难以反馈路灯状态信息、没有适时开关灯、基本
没有节电效果等问题。
2.2 LED 路灯智能控制工作原理
LED 路灯的智能控制原理：
主控制器主要由光敏传感器、噪声传感器、微处理器和其他的辅助电路组成的。其
工作原理是：LED 路灯的开和关完全智能化控制，根据交通状况有三个时期：高峰期、
中间期、末段期，从而合理的对路灯进行控制，利用时钟芯片可以将实时时钟传到主控
制器，划分三个时期定时，实现实时分时期控制 LED 路灯的照明状况。在白天，通过
感敏传感器，路灯灭。进入晚上，路灯亮。在末段期，也就是我们夜间的深夜，由噪声
传感器根据实时交通路况信息进行判断，通过微处理器改变路灯的明暗度以及亮灭。白
天当光照度没达到预先设置的要求，也可以对路灯进行控制开启及时照明。通过改变电
路电压也可以对路灯的明暗度进行实时调节，以达到节能的效果。
第2 章 LED 照明的智能路灯控制设计方案
2.3 LED 路灯控制方案论证
2.3.1 微处理器选择方案论证
方案一: 由89C51 芯片作为微处理器，采用flash ROM，内部具有4KB ROM存储
空间,可以在 3V 的超低压下工作,并与MCS 51 系列单片机完全兼容,但是使用在电路设
计时由于不具备 ISP 在线编程技术, 当在对硬件进行调试时，由于程序的错误或加入新
增功能时需要烧入程序时，对芯片的频繁插拔会对芯片造成一定的伤害。
方案二:由STC89C52,片内ROM全都采用flash ROM；可以在5V 的超底压下工作；
同时也与MCS-51 系列单片机兼容，内部具有8KB ROM存储空间，具有在线编程可擦
除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或加入新增功能需要烧入程序时，
不用对芯片频繁拔插，绝对的保证了芯片的使用寿命。
方案一与方案二对比，故选择采用STC89C52 作为微处理器芯片。
2.3.2 声音检测模块方案论证
方案一：超声波传感器
超声波传感器是利用超声波特性具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方
向性好，能成为射线而定向传播等特点，应用领域十分广泛。但是由于其灵敏度极其高，
很难对检测事物进行定量，同时它的工作频率较高因此不适合本电路的工作频率，价格
十分昂贵，因此本设计不采用超声波传感器。
方案二：噪声传感器
噪声传感器是一款宽声频范围、高声强动态范围、操作简便的声音传感器。
该传感器体积小，重量轻，安装灵活，其声频测量范围覆盖了人耳所能听到的全
部频率，测量的声强能量范围满足国家噪声管理标准中的全部要求。此外，该传
感器输出为标准电压信号，便于与各类数据采集和测量控制系统组成精细的噪声
测量系统，是环境监测、噪声定量分析、声源定位理想选择。价格也很便宜，适
合本次电路的设计，故采用噪声传感器。
第2 章 LED 照明的智能路灯控制设计方案
2.3.3 光检测模块方案论证
本设计使用的是光敏电阻作为光敏传感器的主要部件，利用光敏电阻将光信号转
换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外
线波长。光敏传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和
非电量电检测技术中占有非常重要的位置。考虑到系统的监测电路以及它的外围监测
电路实现要更加的简单，本次设计上选用的光敏电阻作为光检测模块的核心部件，光敏
电阻 RG1 在电路上可以实现随时进行光的检测，当环境的光照亮度没有达到预先的设
置值时，光敏电阻的阻值上升，电路上的电压比较器反向输入端电压升高，输出高电平，
灯亮。反之，输出为低电平，灯灭。从上述的原理可以简单的设计光敏检测电路，进行
光检测，根据光敏电阻的光照特性可以做更多的扩展和精度更准的亮度检测，方便快捷，
在本次的设计当中采用光敏电阻作为光传感器比较适合，价格也比较适中，也更好地有
利于于实际的实验操作。
第3 章 LED 路灯控制系统的硬件设计
第3 章 LED 路灯控制系统的硬件设计
3.1 LED 智能路灯总的设计
LED 智能路灯设计控制器主要由光传感器、噪声传感器、实时时钟、微处理器和
ZigBee 无线网络系统组成。其工作原理：根据实际的路况，将从开灯到关灯分为高峰、
中间、末段三个时期来对路灯进行控制，利用时钟芯片可将实时时钟传入主控制器，从
而把各时期划分定时，再由主控制器通过电力载波通信将信号传递给从控制器，而LED
亮度决定于经高压交流传输整流后，再进行 DC/DC 输出电压的大小，此时从控制器通
过PWM（脉冲宽度调制）后控制其输出电压（各档位时段对应各自电压）。末段时期，
从控制器利用设置在路面的噪声传感器检测路面交通的实时交通状况，通过噪声状况决
定是否改变目前的路灯电压，实现动态节能。通过光电传感器在非常时期还可实现实时
检测路面的光照度。当光照度达不到预先设置的要求，可以启动路灯及时照明。为了体
现系统的智能化控制，系统采用 ZigBee 无线网络系统，利用具有自动路由功能的通信
控制器，对各个从智能控制器进行无线连接，达到灯的开断和照度调节。
LED 路灯的智能控制器设计系统硬件结构:
LED 路灯控制系统的重点在支路控制器。STC89C52 单片机作为控制核心，时钟电
路将实时信息显示和存储；光敏检测模块主要用来检测光线的强度，决定是否应该开关
路灯；噪声检测模块主要是用来检测周围环境的车流量和人流量，决定是否开关路灯以
及调整光的明暗度。
STC89C52单片
光敏检测模块
噪声检测模块
继电器开关 LED路灯
LCD屏幕显示
外置恒流源
ZigBee无线模块
图3-1 系统硬件结构总图
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
图3-2 系统实物图
3.2 主要硬件以及电路实现
3.2.1 STC89C52
图3-3 STC89C52 单片机引脚图
STC89C52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-Flash
Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 COMOS8 的微处理
器，俗称单片机。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准
的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。
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U9 STC89C52RC
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
时钟电路 STC89C52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，RXD 和
TXD 分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。
内部方式的时钟电路如图3-4 所示，在 RXD 和TXD 引脚上外接 定时元件，内部
振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成 的并联谐振回路。晶
体振荡频率可以在1.2～12MHz 之间选择，电容值在5～30pF 之间选择，电容值的大小
可对频率起微调的作用。
外部方式的时钟电路如图 3-5 所示，RXD 接地，TXD 接外部振荡器。对外部振荡
信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz 的方波信号。
RXD 接地，TXD 接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽
度，一般采用频率低 12MHz 的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一
个两相时钟P1 和P2，供单片机使用。
图3-4 内部方式时钟电路
图3-5 外部方式时钟电路
RST 引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24 个
振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用频率为6MHz 的晶振，则复位信号持续时间应
超过4us 才能完成复位操作。
STC89C52 具体介绍如下：
1.主电源引脚（2 根）
VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V 电源GND(Pin20)：接地线
2.外接晶振引脚（2 根）
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外部振荡器
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端
XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端
3.控制引脚（4 根）
RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号
PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，
如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
4.可编程输入/输出引脚（32 根）
STC89C52 单片机有4 组8 位的可编程 I/O 口，分别位 P0、P1、P2、P3 口，
每个口有8 位（8 根引脚），共32 根。
PO 口（Pin39～Pin32）：8 位双向 I/O 口线，名称为P0.0～P0.7
P1 口（Pin1～Pin8）：8 位准双向 I/O 口线，名称为P1.0～P1.7
P2 口（Pin21～Pin28）：8 位准双向 I/O 口线，名称为P2.0～P2.7
P3 口（Pin10～Pin17）：8 位准双向 I/O 口线，名称为P3.0～P3.7
表3-1 STC89C52 主要功能
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
主要功能特性
兼容MCS51 指令系统 8K 可反复擦写Flash ROM
32 个双向I/O 口 256*8bit 内部RAM
3 个16 位可编程定时、计数
时钟频率0-24MHZ
2 个串行中断 可编程UART 串行通道
2 个外部中断源 共6 个中断源
2 个读写中断线 3 级加密位
低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能
3.2.2 光敏检测模块
光敏检测模块是由光敏电阻和电压比较器LM393 组成，光敏电阻器（Photoresistor）
又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随着光线的强弱而变化的电
阻；光线强，电阻减小，光线弱，电阻增大。光敏电阻主要用于光线检测、控制和光电
电压比较器LM393 用来比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个
输入电压的大小关系)： 当“＋”输入端电压高于“－”输入端时，电压比较器输出为高电
平；当“＋”输入端电压低于“－”输入端时，电压比较器输出为低电平。
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和
变换电路等。电压比较器不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反
相，则输出高电平，否则输出为低电平。电压比较器输入是线性量，而输出是开关量。
用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。LM393 是专业的
电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合。
图3-6 LM393 引脚功能图
光敏电阻分得的电压经电压比较器与用户设置的参数进行比较，做出相应的动作，
返回到主控制系统中，再由主控制器进行运算、处理，从而实现智能光感应控制。
其工作原理：当光线较弱时，光敏电阻阻值上升，电压比较器反向输入端电压升
高，到设定的值时，LM393 的输出由低电平转变为高电平。这个高电平经 P1.7 口送到
单片机内部与程序设定的初值比较，判断是否打开监测电路，控制LED 路灯的开关。
图3-7 光敏传感器模块电路图
3.2.3 噪声检测模块
1．管脚线定义：
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第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
声音传感器的一管脚与外壳相连，此脚为负端；另外一脚为正端。
2．产品参数：
1)外形尺寸：Φ10mm&8mm
2)输出阻抗：1K—— 5K
3)指向性：全向形
4)频率响应：50Hz—— 15KHz
5)灵敏度：-52dBV/pa(2.0mv/pa)
噪声检测模块电路图如图3-8 所示：
图3-8 噪声检测模块电路图
声音检测模块实物如图3-9 所示：
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MICROPHONE2
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
3-9 噪声检测模块实物图
3.2.4 时钟电路
基于DS1302 的时钟电路设计采用24h 计时方式，时、分、秒并用LCD 显示。采用
STC89C52 单片机和DS1302 实时时钟芯片，使用5V 电源供电，采用按键控制，可以进
行时间校正，并且可对LED 灯的开关时间进行控制和调节。DS1302 的VCC2 加入3 V
锂电池实现时钟掉电保护。DS1302 是一个集成了我选用的51 打片机开发板上的芯片，
按键扩展的话，具有可调节时间的功能。
图3-10 DS1302 时钟电路
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DS1302实时时钟电路
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
3.2.5 LCD 屏幕显示模块
液晶显示电路如图3-11 所示。
K1 为菜单功能键，相对应的菜单有设定LED 灯整条支路开关，独立控制每只路灯
开关时间和功率调节的调光功能；K2 为移位键；K3 为加减键；K4 为确认键。LCD 数
据线与单片机P1 口相连；RS 寄存器选择信号端与P24 相连；RW读写端与P25 相连；
E 使能端与P26 相连。
图3-11 1602LCD 液晶显示电路
1602LCD 液晶显示实物如图3-12 所示：
图3-12 1602LCD 显示实物图
1602LCD 主要技术参数：显示容量:16&2 个字符；芯片工作电压:4.5—5.5V；
工作电流:2.0mA(5.0V)；模块最佳工作电压:5.0V；字符尺寸:2.95&4.35(W&H)mm
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LCD液晶显示电路
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第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
表3-2 1602LCD 引脚说明
1 VSS 电源 9 D2 数据
2 VDD 电源正极 10 D3 数据
液晶显示偏
11 D4 数据
12 D5 数据
5 R/W 读/写选择 13 D6 数据
6 E 使能信号 14 D7 数据
7 D0 数据 15 BLA
8 D1 数据 16 BLK
引脚功能说明：
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
第1 脚：VSS 为地电源。
第2 脚：VDD 接5V 正电源。
第3 脚：VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，
对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度。
第4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5 脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS 和R/W
共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W为高电平时
可以读忙信号，当RS 为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6 脚：E 端为使能端，当E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14 脚：D0～D7 为8 位双向数据线。
第15 脚：背光源正极。
第16 脚：背光源负极。
第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
3.2.6 电源模块
1）电路电源设计：
STC89C52 的工作电压4.0V-5.5V，电源电路采用线性稳压电源。交流电源由变压器
T1 将 220V 的交流电压转换成 10V 左右的低压交流电，VD1、VD2、VD3、VD4 整流
后转换成12V 的脉动直流电压。由于此脉动的直流电压含有较大的交流分量，必须通过
滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压所以在电路中加了 C4、滤出交流分量。
通过三端稳压管L7805 稳压，输出+5V 的直流电压。
L7805 是一种三端稳压集成模块，它有三个端即输入端、公共端、输出端。它内部
有调整管、基准电压源、取样电路、比较放大器、过流保护、芯片过热保护及调整管安
全工作区保护电路组成。三端集成稳压电源具有安全可靠、性能稳定的优点。
L7805 是一种输出电流为 1.5A 的低电流稳压模块，能有效的为整个电路提供稳定
的工作电压，因此在本设计过程中充分的考虑到节能的设计理念运用以 7800 系列的稳
压模块为电路提供能量。
另外说明的是，本次模拟的实物设计采用的是51 系列单片机开发板，用的是USB
口接5V 供电，上面的设计电路电源也适合运用到实际开发当中的，本人采用的自选的
开发板，同时集成了USB 5V 供电方式，此种供电的方式适合于开发板的实验操作，方
便、简单。如果不使用 USB 供电的就要根据上面的设计电路设计电源，输出的电压根
据电路实际使用情况而定。电源模块电路图如图3-13 所示：
图3-13 电路电源图
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Date: 7-Jun-2011 Sheet of
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第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
2）LED 驱动恒流源：
由于LED 模拟路灯采用的是12V 2A 电源供电。电器规格为：
输入电压：85～132VAC/180～264VAC 开关选择
电源频率：47～63Hz
输出电压：DC12V&0.5%
输出电流：2A
输出功率：24W
转换效率：85%
图3-14 恒流源驱动LED 路灯的电路原理图
LED 灯驱动电源如图3-15 所示：
图3-15 LED 驱动恒流源
本次使用的是交流220V 转12V 的LED 驱动恒流源给本设计使用的LED 灯供电，
通过继电器可以控制 LED 灯的亮和灭，这种设计的开关方式缺点就是没办法控制 LED
路灯的明亮程度，所以根据前面我所提到的，关于 LED 的亮度决定于经高压交流传输
整流后，再进行DC/DC 输出电压的大小，此时控制器通过PWM（脉冲宽度调制）后控
制其输出电压来对LED 灯进行明暗度的调节。这里对LED 路灯的明暗度调节功能在本
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Date: 7-Jun-2011 Sheet of
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第3 章 LED 路灯控制系统硬件设计
次的设计当中没有实现，但是可以通过增加外围的电路设计连接单片机可以加以改善方
案，明显在本次的设计方案当中本人有提到通过 PWM（脉冲宽度调节）来控制输出的
电压，来达到调节 LED 路灯的明暗度。在这里再次说明下，方案的不足，有改善的空
3.2.7 ZigBee 无线模块介绍
Zigbee 是IEEE 802.15.4 协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、
低功耗的无线通信技术。主要用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。总之，
ZigBee 就是一种价格低，功耗较少的近距离无线组网通讯技术。ZigBee 的底层技术基
于 IEEE 802.15.4。物理层和 MAC 层直接引用了 IEEE 802.15.4。
IEEE802.15.4 规范是一种经济、高效、数据速率低（&250kbps）、工作在 2.4GHz
和 868/928MHz 的无线技术，用于个人区域网和对等网络。ZigBee 是一种新兴无
线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它依据 802.15.4
标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的
能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以
它们的通信效率非常高。
每个 ZigBee 网络节点不仅可以作为监控对象，其所连接的传感器直接进行数
据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。还有每一个
Zigbee 网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转
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