钟城 吴春妮 高坤

摘要：随着乡镇城市化发展，路灯的照明需求日益增加，如何在路灯正常供给正常的同时，又能减少电力资源的消耗问题，目前采取缓解用电紧张的最佳和有效的办法是对用电实施智能化管理，本文设计一种基于Android的经纬型智能路灯控制系统，此系统由单片机和Android APP组成，可通过手机的APP上获取当前所在地的经纬度，然后把获得的经纬度数据发送给单片机，单片机根据接收的经纬度数据经过计算，得到一个较为合理的日出日落的时间，进而根据这个日出日落时间来控制路灯的开关，通过这样控制，避免在不合理的时间里长时间亮灯而浪费过多的电力资源。

关键词：智能路灯;DS12887芯片;Wi-Fi;Android

1 绪论

为了解决不必要的人力控制以及路灯的不合理的长时间照明，而造成浪费过多的电力资源等问题。本文的主要内容是设计一种根据经纬度进行智能控制的路灯系统。该系统能根据经纬度与日期数据，进行一系列运算后，得到合适的日出日落的时间进行合理的控制路灯，避免长时间无用照明，而造成过多的电力资源的流失，让资源的利用更有效率。

2 系统总体设计

系统的整体架构如图1所示，它由手机APP和Arduino开发板两大部分组成：

手机APP的主要工作是：获取到当前本地位置的经纬度数据和当前的本地时间数据，然后把数据发送给Arduino开发板;也可以直接送控制信号，控制路灯的开关。

Arduino开发板的主要工作是：（1）接收手机APP发送过来的经纬度数据和时间数据并对数据进行处理，然后根据一系列的天文算法公式自动计算出日出日落的时间，并与本地时间进行对比判断，当本地时间比计算出的日出时间大于或等于并且比日落的时间小时，通过继电器模块熄灭路灯，否则点亮路灯。（2）可以接收APP发来的直接控制信号，来控制继电器模块决定路灯的打开和关闭。

3 硬件电路设计

基于Android的经纬型智能路灯控制系统的硬件部分包括：Android手机、ESP8266WiFi模块、Arduino开发板、LCD1602液晶屏显模块、DS12887时钟芯片模块、键盘处理电路及继电器模块等部分组成。

系统上电进行开机初始化，各模块功能如下：Arduino开发板：接收APP发来的数据和控制信息，DS12887时钟芯片模块触发的中断进行相应的处理。ESP8266WiFi模块主要用于接收APP发送过来的数据，除了接收数据，它还充当服务器模式。LCD1602模块用于可视化本地当前时间（系统当前时间）以及日出日落的时间。DS12887时钟芯片模块用于记录系统时间，因为有外接电池，即使系统断电，时间数据也不会丢失，通过中断方式触发开、关灯处理。继电器模块作为路灯的开关控制模块。

4 软件程序设计

4.1 Arduino开发板功能实现

Arduino开发板功能的流程图如图2所示，当初始化完成后，等待接收APP发送过来的经纬度信息，根据计算日出日落的函数计算当天的开关灯时间，并设置DS12887的闹铃时间，闹铃时间到触发中断控制路灯;还可以接收APP直接发来的路灯开关信号，直接对路灯的开关发控制信号。

4.2 手机端功能实现

手机APP利用GPS定位功能获取经纬度信息，并且获取手机的本地时间，通过WiFi模块发送经纬度信息，到Arduino开发板;手機APP还可以直接发路灯的开关控制信息到，开发板就能接收到数据或控制型号并处理。Android APP的数据发送界面如图3所示。

5 结语

基于Android的经纬型智能路灯控制系统，通过WiFi与主控模块通信，采用DS1302时钟芯片进行时间控制，系统根据日期和路灯所在地的经、纬度，计算出该地当天天黑时间和天亮时间，控制路灯天黑而开、天亮而关。对于特殊情况可以直接由手机控制该系统，该智能路灯控制系统能提高路灯的自动化管理水平，使路灯开关控制更加科学、合理，具有较高的实用价值和广阔的社会前景。

参考文献：

[1]李社蕾，王玲玲.经纬型智能路灯控制系统[J].现代电子技术，2011，34（06）：154156.

[2]胡开明，李跃忠，卢伟华.智能路灯节能控制器的设计与实现[J].现代电子技术，2009，32（09）：143145.

[3]景春国，舒冬梅，顾德英.城市路灯监控系统中日出日落时间算法的实现[J].现代计算机，2003（05）：8486.

项目资助：国家级大学生创新创业训练项目（201813892015）