隨著各地經濟和交通的的快速發展，照明路燈設施規模越來越大，數量也越來越多，照明耗能也越來越大，照明用電量接近發電量的15%，許多地方用電效率低，且浪費嚴重。我國目前能源短缺，供電緊張，很有必要采用一種既方便又經濟的節電器來解決以上問題。
經過理論分析和反復實踐并多次電路改進，研制出了一種用ATmegal28單片機作為控制核心的智能型路燈節電裝置（以下簡稱路燈節電器），該節電器具有根據時間自動開關燈，根據系統電壓電流自動調壓，自動實現節電器的各種保護等多種功能，經過現場實際應用，運行穩定、節電效果顯著。
1智能節電器的原理與控制方式1.1節電原理電光源的亮度與其工作電壓呈非線性關系，額定電壓230V逐漸降至195V時，發光體的亮度變化是緩慢的，照明的效果和質量不會有明顯的變化，對人體的視覺滿足程度基本相同。
根據理論推導計算和，包括主回路電路、單片機和采樣電路等外圍電路。
由-放大系統結構框。3采樣電路要使系統根據電網的電壓電流波動，作出相應的控制動作，必須對電壓電流進行采樣，其采樣電路如所示。通過電壓互感器、電流互感器來分別檢測電壓、電流，同時為了提篼系統的抗干擾能力，用共模電感減少共模干擾的影響，用電容Cl，C2進行濾波，再通過電壓轉換器整流為直流信號，最后通過放大器隔離為單片機提供采樣信號，用軟件進行校準。
t.l主回路電路主回路部分有四個抽頭變壓器，輸人交流220V，輸出分別為210，200，190，185和220V共分為五擋，分別由接觸器KM3，KM4，KM5，KM6和KM7控制，KM8，KM9，KM10分別控制三相回路的通斷。KMR為過渡電阻控制接觸器，KM7為封零接觸器，啟動時，繼電器KM0先閉合，KM1和KM2吸合，先全壓啟動一定時間后進入節電狀態，根據設置值逐步進行調壓穩壓。
2.2單片機的選擇來控制電路。該單片機具有128K的FLASH、2K的EEPROM，擦寫次數可達10萬次，可以用來存儲節電的狀態信息；4個定時器/計數器，可用來設置溢出中斷；53個I/O引腳，具有較大的電流驅動能力，可以直接驅動液晶顯示器而省去驅動電賂；2個可程序設計串行USART接口支持全雙工同步/異步串行通信；8信道10位A/D信道，實現對電流、電壓由模擬量向數字量的轉換。
2.4其他電路時鐘電路采用時鐘芯片DS1 307，通過單片機的I2C總線來通信，同時為了防止斷電造成芯片停止計時，需另加一個鋰電池；數字量輸入電路通過線、復位線、片選線等信號線，來控制液晶顯示；鍵盤可由單片機直接驅動，執行菜單的輸人設置功能。
3控制電路的軟件設計軟件程序設計采用模塊化設計，以主程序為核心，同時設置了許多功能子模塊。子模塊包括：鍵盤檢測模塊、液晶顯示模塊、時鐘模塊、控制模塊、保護模塊、通信模塊等，分別實現相應的功能。
系統程序流程如所示。先對單片機系統進行初始化，包括初始化單片機的I/O口、定時器T1和12、通信串口UART、模數轉化A/D等外設，同時把存儲數據從EEPROM中讀出，設置好控制參數；把時鐘芯片中的時間通過I2C總線讀到芯片中，以便顯示出當地時間。
液晶顯示程序是程序的主要模塊，是控制器的人機接口，具有兩級菜單，可以設置各種不同的功能，如經緯度設定、固定節電時間設定、時鐘設定、通信參數設定等。各種控制功能的編寫都有一定的算法，根據控制需要改變繼電器的動作順序及狀態。
全壓工作即當路燈啟動后先全壓工作15min，使路燈正常發光。然后進人節電狀態，把電壓、電流通過互感器采到AD口，經AD轉換成數字董，根據AD采樣值來進行1.2節控制方式控制。通過時控方式選擇，進人節電運行狀態。
4遠程監控系統由于城市路燈具有終端多、戶外、分散和地域廣等特點，采用什么通信方式是解決路燈遠程監控及管理的關鍵問題。通�？梢圆捎脽o線電臺、電力線載波和電話線路作為通信手段，但這些通信方式需要自行投資建設專用計算機通信網絡，致使一次性投資、運營費用高，并要求專業技術人員維護，是實現路燈系統遠程監控的主要困難。
采用公用通信和計算機網絡GPRS-Intemet可以很好地解決以上問題。
4.1監控系統的組成監控系統的組成結構如所示。
圈4監控系統遠程監控終端節電器通過GPRS設備終端將路燈線路運行的實時運行參數（包括電壓、電流、開關量等）傳到Internet網上，再經過Internet網連到監控中心計算機實施遠程監測、控制和信息管理。
4.2監控系統的通倍系統選用TCP/IP協議進行數據傳輸，在用戶層采用一定的數據錯誤檢測機制，并在此基礎上設計一個遠程監控終端和監控中心計算機通信規約，實現遠程監控終端與監控中心計算機之間的通信，保證數據傳輸的實時性、經濟性和可靠性。
兩者的報文格式如表1所示。
監控中心計算機發送數據報文中的地址是節電器地址編號，功能包括設置運行參數、調數據報表1通倌報文格式b起始地址類型數據長度數據校驗和結束1 1 1 1文和校對時間等，采用16位CRC校驗，生成多項式為G（尤）='6+心++1.單片機返回的數據報文包括路燈線路的實時運行參數（電壓、支路電流和總電流、開關童）和故障信息等。其中，故障信息主要包括復位信息、A/D轉換故障、CRC校驗錯誤、停電信息、時間錯誤和終端設備異常等。
4.3監控軟件的設計遠程監控系統在軟件環境的選擇上要力求先進、實用，以便系統在軟件環境上的更新換代，滿足用戶對人機對話和操作方便等方面的要求。選用VB作為編程語言，監控中心軟件為中文的圖形菜單式界面，界面設計及操作方式均采用Windows標準風格。
Sockets控件進行網絡通信編程。Winsock的基本模式為：建立一個網絡連接實例的服務器端，只需設置本地服務端口號，然后服務器調用方法Listen進人阻塞狀態，等待來自客戶的連接請求。與此對應的客戶端不但要將Winsock的屬性RemoteHost置為服務器的名稱（IP地址或網絡代號），還應設置服務器所監聽的栩應服務的端口號（RemotePort），然后調用方法Win-sock.Coect向服務器發出請求。服務器接收到客戶請求時，事件ConnectionRequest將被觸發。如服務器愿意提供服務，則可調用Accept方法接受連接。一旦連接建立，兩端均可使用SendData或GetData進行數據的發送或接收。
智能路燈節電器軟件的開發需要伴隨大量的數據資料。面對如此龐大而復雜的數據，必須對其進行科學的管理和組織，這就要求有一個功能強大的數據軟件。而目前非常流行的Microsoft Access數據庫軟件不僅功能強大而且直觀易用。
對一些簡單應用甚至不需要編寫任何代碼即可實現。另外，VisualBasic中的Adodc接口提供了直接訪問Access的功能，使用起來非常方便。
系統采用目前比較流行的GPRS通信方式，結合監控軟件的設計，實現了用戶管理，地圖切換，實時監控，無線數據傳輸等功能�？偨Y起來，系統監控中心軟件有如下幾方面的優越性能和功能：系統的安全性、可靠性篼；人機界面友好，操作簡單；數據實時發送與接受；采用了客戶機/務器結構，分布處理能力強；系統的可擴展性強，便于維護和擴展。
5結論設計了以ATmega128單片機為核心的智能路燈節電器，描述了節電器的各種功能，詳細分析了硬件結構及軟件編程。該節電器設計原理簡單，硬件結構合理。，具有多種時間控制方式，且能使燈在電壓波動范圍內自動穩壓和自動進行各種保護功能，同時具有與監控中心進行遠程通信，實現遙控、遙測和遙信的功能，方便維護和管理，提高了工作效率�，F場運行表明，該節電器照明控制系統節電效率為30%左右，節電效率篼，具有很大的市場推廣價值。
