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基于51单片机的智能教室灯设计包含完整设计和指导文件.doc
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基于51单片机的智能教室灯设计包含完整设计和指导文件.doc
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中文摘要
本研究针对教室灯光的控制方法,尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状,分析
了教室灯光智能控制的原理和实现方法,提出了基于单片机的教室灯光智能控制 系统的设
计思路,并在此基础上开发了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以 STC89C51 单片机作为控制装置的智能部件,采用热释红外人体传感器检测人
体的存在,采用 LM393 构成的电路检测环境光的强度;根据教室合理开灯的条件,系统通
过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断,完成对教室照明回路的智能控制,
避免了教室用电的大量浪费。采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好,便于改进和扩
充。该系统具有体积小,控制方便,可靠性高,专用性强,性价比合理等优点,可以满足各
类大、中专院校教室灯光控制的要求,很大程度的达到节能目的。
关键词:传感器,智能化,单片机
ABSTRACT
Based on the method of controlling the lamplight, especially in the light of the status quo of
the development of intelligent control are analyzed, the lamplight of intelligent control principle
and realization method, is proposed based on single-chip classroom light intelligent control
system design, and on the basis of the intelligent control system is developed and the
corresponding software, hardware device.
This system to control device of STC89C51single chip microcomputer as intelligent parts,
using thermal infrared detection sensor measuring interpretation of human body, using light
activated triode circuit testing environment of light intensity, According to the condition of lights,
rational system of human existence by ambient light signals and the recognition and intelligent
signal to the classroom, lighting circuit intelligent control, avoid the waste of a classroom. System
also has many alarm functions, Also in soft/hardware in the watch-dog technique etc. Single-chip
microcomputer software anti-interference measures adopted assembly language, modular
structure design, good clear, generality, and to improve and expand. This system has the
advantages of small size, high reliability and easy control, the price is reasonable, strong
specificity etc, can satisfy all kinds of big, secondary colleges classroom light control
requirements, to a great degree of energy-saving objective.
Keywords: infrared sensors SCM pyroelectric
目 录
第一章 引言..........................................................................................................................5
1.1 课题的选题背景意义......................................................................................................5
1.2 研究的现状及其存在的问题.......................................................................................5
1.3 本课题研究的内容和目标.............................................................................................7
1.3.1 研究内容............................................................................................................7
1.3.2 研究目标............................................................................................................7
1.4 本课题拟解决的关键问题.............................................................................................7
第二章 智能灯简介及控制方案的分析..............................................................................7
2.1 教室灯光控制器简介.....................................................................................................8
2.2 系统控制方案的分析.....................................................................................................8
第三章 系统控制模块的硬件设计......................................................................................8
3.1 控制模块的硬件构成.....................................................................................................8
3.2 控制系统的主要硬件电路.............................................................................................9
3.2.1 系统主控电路......................................................................................................9
3.2.2 单片机最小系统.................................................................................................11
3.2.3 LED 提示电路 .................................................................................................12
3.2.4 光敏模块电路.....................................................................................................13
3.2.5 人体感应模块电路............................................................................................14
3.2.6 继电器驱动接口电路........................................................................................16
第四章 系统软件程序的设计............................................................................................17
4.1 Keil C51 软件平台 .....................................................................................................17
4.2 程序的模块化划分.....................................................................................................18
第五章 结论及展望..........................................................................................................19
5.1 总结................................................................................................................................19
5.2 展望................................................................................................................................19
参考文献..............................................................................................................................20
附录 A.................................................................................................................................21
第一章 引言
1.1 课题的选题背景意义
当前,随着经济的飞速发展,能源短缺问题日益突出,成为一个国家经济发展的“瓶
颈”。作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。尤其现今越来越提倡低碳生
活,节约能源已经成为一种全球共识,而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。
但是目前在校园内,教室灯火通明,却空无一人的现象屡见不鲜,这不仅造成了严重的资
源浪费,也对高校的形象造成了很坏的影响。本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好
地实现节约能源的作用。
随着社会经济和科学技术的发展,人们的生活水平也不断提高,导致用电负荷的加剧,
又由于世界性的能源危机,能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。而此问 题对我国来说
尤为严重。随着各类大、中专院校的扩招,教室的扩建,教室照明的需求也越来越多,而
教室照明的管理不到位,往往造成电能的巨大浪费,这样,提高教室用电效率就成为首要
考虑的问题。
目前对灯光的智能控制,国内外已经开始采用,但对教室灯光的控制,尤其是我国教
室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善,依然是传统式的人工管理。各类大、中专院校不断
扩招,教室不断扩建,教室的用电负荷不断加大,教室用电管理不善,造 成学校电能浪费,
经济损失,这种的浪费与当今的节约能源理念楣违背。再者,现代自动化程度不断提高,
计算机技术的普及,灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。例如搂道灯光的自动
控制等等。所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。
于是,开发简便,实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。
1.2 研究的现状及其存在的问题
世界各地发电的主要原料是煤炭、石油和天然气,面丹麦在能源利用方面的成功经验
提供了很好的借鉴。从 1974 年以来,尽管丹麦国民收入增长了 50%。丹麦总的能源消费量
并没有增加。丹麦是 OECD 成员国中能源消耗量和国民收入比值最小的国家。他们不断地
提供一些节能供热系统。例如丹麦热电周供热电厂(CHP)。两且,他们尽可能的有效利用资
源。这样,他们的能源使用总效率达到了 90%。丹麦政府很重视住房空同用电的节簏,并
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