用机器人来做智能路灯

使用手记应用天地bookmark0用机器人来做智能路灯文/刘智麟林雪森路灯和我们的生活息息相关。城市现代化的步伐越来越快，亮灯工程和户外灯光广告等也陆续出现。我们的路灯也应跟上时代的步伐，既要降低能源损耗，提高能源的利用率；也应体现出更多的人性化和智能化，以使应用更加方便。大家有没有想过，让学生也动手做一个智能路机器人活动的过程基本上就是‘’认识一分析一制作编程“的过程。现在，我们将用广州中鸣数码科技有限公司的积木机器人套材来做一个智能路灯。 *简单的路灯当然是只有一个电源开关，就好像如图稍微复杂一点，就是一个单键轻触式的路灯，按一下灯就亮，再按一下灯就灭了。现在，我们就用机器人控制器来实现这个例子。仔细分析一下这个实例‘我们可以得出这样的工作过程：⑵开关被按下’则转换路灯状态；工作原理图如所示。 于是，实现这个方案的程序思路就逐渐成型了：首先初始化，然后我们需要一个变量来保存路灯的状态；然后不停地循环执行：检测开关是否按下‘利用保存路灯状态的变量，判断路灯的状态，如果是亮就变成灭’如果是灭就变成亮‘同时改变保存后的路灯状态。 分析完成之后‘就可以真正动手了。我们可以用发光二极管模块来模拟路灯的亮和灭，用按键模块来模拟路灯的按键开关。把积木式机器人M16K主控板和发光二极管、按键进行连线。在RobotEXP机器人快车软件里建立一个应用程序’设置好‘’硬件信息'然后拖出图标，按照算法的描述写出程序算法。这样我们就把这个简单的路灯模型建造好了。*后，编译并下载程序到M16K主控板，重新运行主控板程序，路灯就会按照您的指示，按一下灯就亮，再按一下灯就灭了。 当然了，要手工进行调节的路灯称不上什么智能化路灯，至少要实现无人操作才称得上是智能化的城市路灯。 我们可以选用环境光传感器模块来判断环境的亮度‘作为控制路灯开关的依据，其实就是利用RobotEXP机器人快车软件里面的条件判断模块来判断亮度是否足够，从而控制灯的亮和灭。智能路灯工作原理图如图：所示。 有了目标，我们来分析一下智能路灯的工作过程：⑴读取环境光传感器模块取得的环境光线的数值；⑵判断环境光线值是否小于设定的光线值；（3）环境暗就打开路灯，否则关闭路灯；根据这个算法可以分析：只要把上面搭建路灯里面的触须模块换成环境光检测模块，插在512号任一个端口‘其他的就不需要再作改动了。 下面我们来分析一下根据这个算法写出来的程序：在拖动图标编写程序前，我们需要添加一个变量surround来记录环境光值，并设初始值为0然后拖动添加不同的图标模块；添加一个循环：在循环内部读取环境光线的数值，返回到刚才前面添加的变量里面；判断环境光数值是否小于设定的光线值；比设定的数值小就打开路灯，否则关闭路灯。就这样不断循环，路灯就会根据光线是否超过您设置的阈值自动开关了。 在这个智能路灯例子里面，如果光线在设定值附近变化的时候（例如：云层的变化）路灯会不停地闪动‘所以我们还要对程序进行一些处理，否则灯泡的寿命也是会降低的。例如，我们可以增加开关灯延时的方法来控制，既延长灯泡寿命，又增加一段时间内区域光线的稳定性。这在RoboEXP机器人快车软件里面非常容易实现。 一般来说，我们会安装一列的路灯来照亮整条马路。 某一条马路的环境光线一般都是接近一致的，所以我们用前面介绍的方法来控制，把一列的路灯都并联起来。其实这里我们只用到了主控板上面的2个接口而己，但是强大的M16K控制板有24个接口之多。如果在上面介绍的系统的基础上再加上一些延时的处理，控制不同时间路灯、红绿灯、行人指示灯的亮灭和对盲人的声音提示等等，一个自动化十字路口交通灯系统就开发出来了。 在一些住宅小区‘绿化程度不一样’楼房间隔也不一样，区域内的光线变化也很大。所以‘我们就需要一些能独立智能操作的路灯。无疑，给每个路灯都加装独立的控制器是*容易实现的办法，但是成本相当高，于是我们就提出’应用多端口控制器‘同时控制一组路灯’组成一个路灯能独立操作的智能路灯系统。 如果用一般的算法，先判断一个路灯的状态，接着控制这个路灯；然后才判断下一个路灯状态这样一个接一个地处理‘在每个路灯的控制上都花费13分钟’然后才操作下一个路灯，就无法实现实时控制。所以这里我们采用并行处理机制，时间尽可能短地轮流控制每个路灯，让多个路灯像是独立工作的一样，同时正常运行。 大家可以看到，如所示的这个算法里面，在程序的开始‘先用变量，把所有路灯的状态都读取进来。这个步骤，控制器是操作得非常快的，几乎是瞬时就完成了；然后我们再对每个路灯进行判断，单独改变每个路灯的状态。这个步骤的操作也是在瞬时完成的。 该路一：义一―！i锋苎等年灯I.完成一次路灯操作后，程序将继续循环执行上面的步骤，路灯就会自动地控制开启和关闭了。