從機硬件結(jié)構(gòu)框圖

從機負責對自身太陽能路燈進行控制處理并對電路進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況就會進行故障診斷，并將通過主機將結(jié)果發(fā)給監(jiān)控中心進行處理，其主要由AVR單片機、無線傳輸模塊、光傳感器、人體紅外感應模塊、位置檢測電阻、電機模塊、電源管理、實時時鐘電路DS1302、后備電源、太陽能電池和蓄電池組成。

3.2 硬件平臺選用及資源配置

硬件平臺選用EVK1100,串口用于與GSM模塊通訊,PWM用于背光變頻,光照傳感器用于檢測環(huán)境周圍光度,液晶顯示器用于顯示各種信息,SPI用于與DS1302通訊，ADC用于太陽能電池電壓檢測、蓄電池電壓檢測、環(huán)境光度檢測、太陽能電池位置檢測和太陽位置檢測，1個通用輸入輸出口用于人體紅外檢測模塊，4個通用輸入輸出口用于電機控制，8個通用輸入輸出口用于4*4矩陣鍵盤。

3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

3.4 系統(tǒng)軟件流程

監(jiān)控中心程序運行流程圖

系統(tǒng)上電后先對系統(tǒng)和GSM模塊進行初始化，接著更新系統(tǒng)時間，然后判斷現(xiàn)在是不是白天，如果是就繼續(xù)判斷系統(tǒng)是否收到信息，如果不是則檢查是否有新信息到來；在晚上，有新信息表示主機或者從機出現(xiàn)問題，系統(tǒng)進入信息處理階段，根據(jù)用戶設置有本地通知和短信通知兩種方式，如果用戶設置為短信通知，則系統(tǒng)只會通過短信通知用戶，而不會在本地發(fā)警報通知用戶；接著進行按鍵檢測，有按鍵按下則進入按鍵處理程序，對系統(tǒng)進行設置或者查看狀態(tài)；然后檢測有沒人接近，有則開液晶顯示器和背光，沒有則將它們關掉；接著又檢測是不是白天，如此循環(huán)；在白天，系統(tǒng)檢查是否有信息，有信息則發(fā)警報通知用戶，并將信息刪除；接著檢測太陽位置和太陽能電池電壓，如果太陽能電池電壓低于設定值，標志位置位；如果太陽能電池電壓沒有問題，系統(tǒng)則驅(qū)動電機將太陽能電池轉(zhuǎn)向陽光最大處，如果太陽能電池在規(guī)定時間內(nèi)轉(zhuǎn)不到指定位置則說明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)問題，接著判斷太陽能電池是否有問題，如果有，說明太陽能電池個電機模塊有問題，如果沒有則再次對太陽能電池電壓進行采樣，將其與上一次采樣電壓進行比較，兩次電壓相差不大，說明電機有問題；兩次電壓相差大，說明位置檢測電阻有問題，然后，報警通知用戶，至此程序完成一次循環(huán)。當前面太陽能電池轉(zhuǎn)動后到達指定位置后，系統(tǒng)進入定時循環(huán)狀態(tài)，此時如果系統(tǒng)收到主機入網(wǎng)請求，則對主機進行入網(wǎng)處理；沒有收到請求則會判斷是否有按鍵按下，有則進行按鍵處理，沒有則檢測有沒人接近，有則開液晶顯示器和背光，沒有則將它們關掉；如此循環(huán)，直到定時時間到。

主機程序運行流程圖

系統(tǒng)上電后先對系統(tǒng)、GSM模塊和2.4GHz無線模塊進行初始化，接著向監(jiān)控中心發(fā)送聯(lián)網(wǎng)請求，直到收到監(jiān)控中心應答信號，允許入網(wǎng)。接著通過監(jiān)控中心發(fā)回信號更新系統(tǒng)時間，然后判斷現(xiàn)在是不是白天，如果是就判斷系統(tǒng)是否有錯誤信息，如果不是則發(fā)信息查詢從機狀態(tài)。在晚上，首先向從機發(fā)送查詢信息，如果在規(guī)定時間內(nèi)收不到從機應答信號，說明從機有問題，錯誤標志置位；如果收到信息，系統(tǒng)亮燈，并對蓄電池電壓進行檢測，如果蓄電池電壓小于設定值，說明蓄電池有問題，錯誤標志置位；如果蓄電池電壓大于設定值，則判斷路燈是否亮，路燈不亮，錯誤標志置位；路燈亮，判斷是否有錯誤置位，如果有，則想監(jiān)控中心發(fā)送錯誤代碼直到收到監(jiān)控中心應答信號，接著判斷主機是否有錯誤，有則進入待機模式等待檢修，沒有則進入路燈工作模式。首先檢測是否有人通過，有則進行功率調(diào)整，使路燈處于正常發(fā)光模式，沒有則判斷是否到了晚上十二點，是則進行功率調(diào)整，使路燈處于觸發(fā)工作模式，只有人經(jīng)過的時候才會亮燈；如果不是則判斷是否到了早上，是則進行功率調(diào)整，使路燈處于正常工作模式，否則判斷是否到了白天，如果到了白天，則路燈熄滅，進入白天儲能階段。如果還沒有到白天，則檢測沒有人經(jīng)過路燈的時間是否大于預定值，是則對路燈進行功率調(diào)整，降低功耗；沒有則返回路人檢測程序段，如此循環(huán)；在白天，系統(tǒng)檢查是否有錯誤信息，有則不執(zhí)行下面程序，直到晚上；如果沒有錯誤信息，則接著檢測太陽位置和太陽能電池電壓，如果太陽能電池電壓低于設定值，標志位置位；如果太陽能電池電壓沒有問題，系統(tǒng)則驅(qū)動電機將太陽能電池轉(zhuǎn)向陽光最大處，如果太陽能電池在規(guī)定時間內(nèi)轉(zhuǎn)不到指定位置則說明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)問題，接著判斷太陽能電池是否有問題，如果有，說明太陽能電池個電機模塊有問題，如果沒有則再次對太陽能電池電壓進行采樣，將其與上一次采樣電壓進行比較，兩次電壓相差不大，說明電機有問題；兩次電壓相差大，說明位置檢測電阻有問題，然后，報警通知用戶，至此程序完成一次循環(huán)。當前面太陽能電池轉(zhuǎn)動后到達指定位置后，系統(tǒng)進入定時循環(huán)狀態(tài)，此時如果系統(tǒng)收到從機聯(lián)網(wǎng)請求，則對從機進行聯(lián)網(wǎng)處理；如此循環(huán)，直到定時時間到。

從機程序運行流程圖

從機程序運行流程圖與主機程序運行流程圖類似，在此不再復述。

3.5 系統(tǒng)預計實現(xiàn)結(jié)果

在白天，太陽能路燈處于蓄能狀態(tài)，控制電路通過光傳感器探知太陽所在位置，并控制電機轉(zhuǎn)動太陽能電池跟蹤太陽，使其能獲取更多的太陽能轉(zhuǎn)換成電能儲存在蓄電池內(nèi)；在晚上，從機首先進行自檢，并將結(jié)果通過無線網(wǎng)絡發(fā)送到主機，主機收到的同時也進行自檢，將結(jié)果匯集后通過GSM網(wǎng)絡向監(jiān)控中心報告，監(jiān)控中心發(fā)現(xiàn)問題則通知管理人員處理；自檢結(jié)束后，從機和主機進入照明模式，人體紅外感應模塊工作。當有人經(jīng)過，路燈進入正常照明模式；當一段時間沒人經(jīng)過，則路燈進入節(jié)能模式，發(fā)光強度有所下降。到了晚上十二點，由于該時段行人稀少，故路燈進入觸發(fā)工作模式，只在有人經(jīng)過的情況下才會發(fā)光；到了早上路燈再次進入正常照明模式直到天亮。