摘要：随着城市化进程的飞速推进和城市路灯渗透率的快速提高，城市路灯的数量和增长率都在快速增加，结合光伏发电技术，LED太阳能路灯得到大量普及和应用。同时路灯作为道路的重要设施，在现实生活中只起照明作用，显然功能比较单一。运用智能感应路灯伞系统有效地结合现有路灯资源，拓展路灯单一功能，增加便民服务；充分地利用新能源技术，结合太阳能，有效促进促进清洁能源的推广和使用；实时监测环境参数，结合气象监测，方便气象数据采集。

本设计选用STC12C5A60S2单片机作为控制芯片，使用雨水传感器、热释电红外传感器、DHT11和GY-30等多类传感器进行数据采集，42直线丝杆步进电机进行动力输出，独立电源模块设计，确保系统运行的稳定性和驱动力，结合特有3D结构设计最终构成一套具有灯光亮度自动调节、天气信息实时显示、自动避雨、自动太阳能充电和语音播报等功能的智能感应路灯伞系统，体现现代城市路灯的智能化、人性化和高效节能的特点。

本设计软件部分采用C开发语言，利用MDK KEIL集成开发环境进行编程开发；硬件部分采用Altium Designer作为开发工具，进行PCB的设计与仿真；结构部分采用SOLIDWORKS作为设计工具，进行3D结构的设计。

经过测试，本设计可实时采集光照强度、温湿度、雨量等信息并进行显示和回传，实时显示日期与各类天气信息，自动进行光电的转换与存储；路灯根据天气情况自动运作，可为雨天在马路上的行人实现智能避雨的功能，并语音播报执行信息，可输出5V和12V两路电压作为公共电源满足行人使用电动汽车、手机等车辆与设备的用电需求，目前设备运行稳定。

关键词：单片机；传感器；步进电机；语音模块；光伏发电板

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 前言1

1.1 研究背景1

1.2 国内外研究现状2

1.3 研究目的和意义3

1.4 系统可行性分析3

第2章 设计方案总体分析5

2.1 系统简述5

2.2 系统工作原理5

2.3 创新点与项目特色6

2.4产品使用及说明介绍6

2.5 技术路线及预期成果6

第3章 硬件功能的设计与实现8

3.1控制部分设计8

3.2 传感器的选择8

3.3 动力模块设计13

3.4 电源模块设计14

3.5语音模块设计15

3.7 结构部分设计18

第4章 软件功能的设计与实现19

4.1 通信机制的设计19

4.2 模块程序设计19

第5章 系统仿真与PCB板设计25

5.1模块电路仿真图25

5.1系统电路仿真图26

5.3系统PCB电路板设计26

第6章 系统焊接与调试28

6.1 电路焊接28

6.2 系统调试28

6.3 实物测试30

第7章 总结与展望31

致谢32

参考文献33