摘要
本课题主要是处理室内灯光的控制，节约能源的问题，尤其是针对当前社会室内灯光的智能控制方面的发展缓慢的现状。本课题详细分析了室内灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机和模拟电路相结合的室内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AT89C52单片机作为主控制装置的“大脑”，采用热释红外人体传感器检测人员的存在与否，采用光敏电阻构成的电路检测周围环境的光照强度。以室内人员数目作为打开照明灯的条件，系统通过对人体的存在信号和周围环境光强信号的识别和智能判断，实施对室内照明调节的智能控制，避免了室内照明用电的大量浪费。同时还采用了软/硬件的“看门狗”技术等抗干扰措施。单片机软件程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性强，便于改进和扩充。
该系统具有一下优点：体积小，控制简单，可靠性高，专用性强，性价比高等优点，可以满足各类室内灯光控制的要求，最大程度的达到节约能源的目的。
关键词:人体；红外线；传感器；自动控制；热释电
Abstract
Currently light intelligent control systems are not efficiently used in the classroom. In order to improve the system, based on control and current methods of how to keep control，developing intelligent classroom light control system and developed the hardware and software system.
This classroom light intelligent control system the theory of the light put forward methods ofon the basis of AT89C52 is developed, which machine of AT89C52 is a major part, and the environment of development is better than before. This system can satisfy the following functions, such as controlling the circuit of illumination, testing and processing daylight signal, testing and processing the signal of human body that illuminates the back track exists, reporting to the warning devices,etc.In order to satisfy these functions, the system adopted the homologous methods respectively, and to the gearing of the system, analyzing how to install，test and run the system.
The microcontroller software was developed based on assemble language. Assemble language is one kind of structured program languages, it has more advantages than other high-level languages. Assemble language adopts building block design. Its commonality is very good and easy to improve and expand. It could be used to develop larger一scale system with more perfect performance. At the same time, the anti-jamming technologies, such as watchdog, are necessary when developing hardware and software.
This system had many advantages. For example, the physical volume was small ，the system was conveniently controlled, the credibility was high, the appropriation was strong, and its price proportion was ideal,etc. The experiment proved that the system can satisfy the control command of the classroom' s light device, so it could largely reduce the consuming of energy resources.
Key words:Human body, infrared ray, sensor, automatic control，heat to release the electricity1.
1.引言
1.1本课题研究的意义
随着当今社会经济和科学技术的飞速发展，我们的生活水平也在不断的快速提高，致使用电负荷的日益加剧，而当今世界全球性的能源危机，能源缺乏已成为全世界所面临的严峻问题。尤其对我国来说非常严重。伴随着各类室内、楼盘、公司的扩建，室内照明的需求也变的越来越多，而室内照明的管理不能及时到位，往往会造成电能的大量浪费。因此，提高室内用电效率就成为首要考虑的一大问题。
目前对灯光的智能控制系统，国内外己经开始采用，但于对室内灯光的控制，尤其是我国室内灯光的智能控制尤为缺乏和不完善，依然是传统的人工管理。各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，室内的用电负荷急剧加大，室内用电管理不完善，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相违背。而且，伴随着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。例如楼道灯光的自动控制等等。所有这些使得室内灯光控制也应该朝着智能的方向发展。于是，开发简便、实用的室内灯光自动控制系统便具有非常重要的实际意义。
1.2国内外室内灯光控制系统研究的现状及问题
世界上各地发电的主要原料还是煤炭、石油和天然气，而丹麦在能源利用方面的成功经验为大家提供了很好的借鉴。从1974年以来，尽管丹麦国民收入比以往增长了50%，然而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。他们不断地研发、提供一些节能供热系统，例如丹麦热电同供热电厂(CHP)，而且，他们尽可能的有效利用资源。因而，使他们的能源使用总效率达到了90%。丹麦政府非常重视住房空间用电的节能，并设立了对新建房屋节能的诸多要求。根据数据显示，居民入住有节能装置的
房子时，他们要支付比没有节能方案房屋高出8%的费用。其节能项目经验在欧盟国家中广为流传。而且，有欧司朗一斯维尼亚公司也在不断的推出新型高输出的荧光灯，节约6%的总系统用电功率，并具有更高的光通和平均光通量。飞利浦照明公司推出的新型陶瓷金卤灯代替过去的卤钨灯，可以节约60%的电能。这种种迹象表明世界各国都在采取不同方式来节约能源，节约电能。
中国经济持续多年的高速发展让能源问题越来越严重。虽然我国能源总储量不低，但是，由于我国人口众多，所以人均储量较少，单位产值的能耗高达发达国家的3-10倍。因此，能源问题已成为制约我国国民经济高效发展的关键问题。从保护环境和自然资源角度出发，节约能源问题也是我国长期可持续发展战略中的一个关键因素。鉴于能源问题的重要性，我国在绿色照明工程新闻发布中声明，绿色照明工程在未来五年间将在全国公用设施、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯，节约电能290亿度电。上海、河北等一些地方采取政府对节能灯的大宗采购每只补贴3至4元的方式进行推广。从普通白炽灯到高效节能灯，使我国的电光源产品结构逐步向节电型转变，荧光灯与普通白炽灯的比例由1995年的l:6.25前的l: 1. 5。
目前国内各类院校中，由于同学们的自觉节能意识薄弱，在光线足够强时也开灯，护洁课上完离开室内后灯还亮着的现象普遍存在;而且，节能规划极为欠缺，室内的灯光控制由管理人员手工代替，室内极多，管理人员忙不过来，这样就造成不必要的电能浪费和经济损失。我省各类大中专院校及其中小学总共有600百多所，若都象我校一样每年浪费13.06万度电的话，我省就会浪费近7900万度的电。导致电能的极大浪费。再者，每所院校不断的扩招，室内不断的扩建，若再没有改进室内的用电管理设备，那么用电负荷可想而知，浪费的电能就更惊人了。
基于以上种种原因，提高室内用电效率就成照明节能的重要且主要的措施之一，因此节能技术的重要手段之一就是室内灯关自动控制系统的设计无疑就成为其中一项重要课题。
1.3本课题研究的内容和目标
1.3.1研究内容
本课题的研究内容有如下几点:
(1)了解室内照明光强的标准；
(2)调研室内灯光照明需求以及环境光强弱与开、关灯的关系；
(3)研究人体存在探测技术，探测角度与范围；
(4)研究传感器室内分布、安放问题，是否一灯一个传感器或多灯公用传感器等；
(5)研究确定人体传感器的有关参数；
(6)研究灯光控制器电源问题；
(7)研究控制器参数值设定的要求及方案；
(8)研究人工设置参数、掉电保存参数的问题；
(9)研究与现有室内照明相兼容，易替代，不易被偷盗、被仿制，易于维护、维修等控制技术；
(10)研究报警等附加功能问题
1.3.2研究目标
研究的室内灯光控制系统能用于现有室内照明系统的改造，实现对照明系统的人性化智能管理，提高用电效率;实现自动、手动灯光控制相兼容，以降低成本;通过反复试验和改进，最终达到可靠性、实用性、推广性较好的目标。
1.4本课题拟解决的关键问题
本课题拟通过试验研究室内灯光的各种控制方案解决如下关键问题:
(1)照明回路的控制回路与控制器本身的节能问题；
(2)传感器与室内灯配合安装的问题；
(3)环境光参数输入采集问题；
(4)人存在传感器参数输入采集问题；
(5)开、关灯的自动与手动兼容措施；
2.室内灯光控制器简介及控制方案的分析
2.1室内灯光控制器简介
室内灯光控制器可实现有效的室内灯光智能控制。其输入参数主要是人体存在信号和环境光信号等的外界因素，环境光的强度达到一定值时不开灯，环境光强度在一定阀值以下且有人存在时开灯，理论和实验证明用这种方式来对室内灯进行智能控制可以实现上述目标。
室内灯光控制器一般安装在室内内避开电灯直射的位置，且人红外体传感器安置时应使人体活动方向与人体传感器中两个热释电元连线方向垂直，这样可使人体存在信号采集更加灵敏、可靠，同时还要尽可能避免外界风直接吹向人体传感器。
2.2系统控制方案的分析
所研制的控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数。可以实现自动与手动控制相兼容。在自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯;在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同时，还要按作息时间来控制，夜晚超过12点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用机械开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。
本文所研究的室内灯光控制器主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到控制器自动与手动相结合的室内照明智能控制。
3.系统控制模块的硬件设计
考虑到本系统所安装的环境影响因素比较多，且室内控制设备中的人体存在传感器、光敏电阻等经常会因环境情形变化而不稳定，所以在设计过程中，电子元器件的选用、线路布置和设备的安放要充分考虑到抗干扰问题。
3.1控制模块的硬件构成
系统控制单元是以单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括:ISP 下载线模块、系统供电模块、硬件时钟模块、看门狗模块、灯光驱动模块、数码管驱动、环境光模块、人体存在传感器模块、超时报警模块，其结构框图如图3-1所示：
3.2控制系统的主要硬件电路
3.2.1系统主控电路
本系统的主控模块主要采用Atmel 公司的AT89C52作为主控芯片，它是一种低功耗，8位CMOS 工艺处理器，具有8K 在线可编程Flash 存储器，片内的Flash 可多次编程，为在线编程提供了方便。片内有128字节的RAM, 4KB 的EEPROM ，由于合理的安排使用片内RAM 空间，所以没有扩展的片外RAM ，使电路结构简捷。因为设备的设置参数是根据实际需要进行更改的，又要求是断电能够保存下来，所以本设备用一片EEPR0M 来存储系统的设置参数。AT89C52芯片支持在线图3-1系统控制单元结构框图 51系统模块 ISP 下载线模块 看门狗模块
硬件时钟模块 数码管显示模块 灯光驱动模块 环境光模块 EEEPROM 存储器模块 电源模块 人体存在传感器模块
编程(ISP)功能，用户可以通过AT89C52在线编程接口直接对电路板上的CPU进行在线编程，方便了程序的修改烧写工作。ISP进行在线编程时，用AT89C52芯片的P1.5，P1.6，P1.7引脚及RST端口，通过PC并口，根据工SP协议制作简单的编程器就可对CPU进行编程。在线编程(ISP)器的红色LED是电源指示灯，绿色LED是复位指示灯，黄色LED是时钟信号指示灯，每个LED约消耗0.6mA 的电流，它们使用独立的缓冲器不会影响下载线和用户板，当执行菜单命令Reset时可以看到绿色LED闪一下，表示电脑已经可以控制下载线;其下载线正常工作电压为DC3.6-6V，部分电脑即使不连接VCC也可以正常工作，10心的插头和插座有三角形标志的均为第一脚。使用方便、快捷，且工作显示信号清晰。
3.2.3系统供电电路
要取得+5V电压，若选用12V的变压器，整流滤波后输出往往大于12V，会使稳压器功耗大，自身温度较高。故不选用输出电压为12V的变压器，而选用输出电压为5V的变压器。系统接通220V交流电源后，将220V交流电变压到5V，经过二极管全波整流、电解电容Cl，C2滤波，再经一只正输出稳压器LM7805，为了缓冲负载突变，改善瞬态响应，输出端还采用了电容C3、C4，最后得到+5V 的直流工作电源，用于给控制系统中单片机系统及其它外围电路的Vcc+端供电。其供电原理图如3.2.3
图3.2.3 供电原理图
在硬件时钟模块中，为了在断电后硬件时钟能够正常运行，故采用主从双电源供电方式。硬件时钟一般在系统的+5V主电源情况下工作，而只有系统+5V主电源消失的情况下，为确保硬件时钟的正常运行，设计一个3. 6V的可充电铿电
池作为备用电源。具体电路及其原理将在后面的系统时钟电路部分详细说明。3.2.4数据采集电路
室内中的环境光和人体存在与否是系统的主要输入参数，因此室内中的环境光和人体存在成为系统数据采集的主要对象。常见的环境光采集器件光电传感器有光敏二极管和光敏电阻，根据需求，选用灵敏度适中的光敏电阻。此外，人体传感器要求灵敏度高，可靠性强，本系统采用了逻辑电平输出的HP-208型号的人体存在传感器。
1.环境光采集电路
光电传感器是一种能够将光转换成电量的传感器。采用的光敏电阻除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。在无光照时光敏电阻的穿透电流很小，为暗电流Iceo有光照时，产生的Ib增大，成为光电流Ie。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。因此光敏电阻灵敏度高，而且体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，其外形电路图形符号如图3.2.4. 1-1
图3.2.4. 1-1
环境光采集电路原理图如图3.2.4 1-2所示。当自然光强大于一定程度时，光敏电阻呈现底阻状态<1千欧，电压升高。当自然光强小于一定程度时，光敏电阻呈现高阻状态,100千欧，截止电极输出高电平。其中可变电阻R26可调节，调R26阻值的大小，使光敏电阻受环境光影响在适当的亮度下导通。
图 3.2.4.1-2环境光采集电路原理图
2.人体存在传感器的工作原理
自然界中存在的各种物体，如人体、木材、石头、火焰、冰等都会发出不同波长的红外线，利用红外传感器可对其进行检测。根据工作原理，红外传感器分为热型和量子型两类，热型红外传感器也称热释电红外传感器或被动红外传感器。与量子型相比，响应的红外线波长范围较宽，价格便宜，并可在常温下工作。量子型与热型的特点相反，而且要求冷却条件。本系统采用的是热释电红外传感器，人体存在传感器主要采用了红外传感器的原理，它是目前在防盗报警、火灾检测、自动门、自动水龙头、自动电梯、自动照明等场合，及非接触温度测量等领域应用最广泛的传感器。其原因为:①被测对象自身发射红外线，可不必另设光源；②大气对2-2.61Lm,3-51Lm, 8-141Lm三个被称为“大气窗口”的特定光通量的红外线吸收甚少，可非常容易被检测；③中、远红外线不受可见光影响，可不分昼夜进行检测。人体存在传感器的热释电红外探头的工作原理及特性如下:
μ左右的红外线人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10M
μ左右的红外线而进行工作的。人体，被动式红外探头就靠探测人体发射的10M
μ左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外发射的10M
感应源采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失
去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生由人体存在的信号。
左 1)这种探头是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10M
右的红外辐射非常敏感。
2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面覆盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。
3)人体存在的探测，其传感器包含两个互相串联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
4)一旦有人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被人体存在传感器的热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而输出有人体存在的信号。
5)菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距(感应距离)，从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。
人体传感器透镜的信号采集敏感区示意图如图4. 2. 2-1
图4. 2. 2-1信号采集敏感区示意图
有人进入时，移动人体发出的红外线被红外传感器接收，则人体存在被感应，并输出高电平。若人体进入最不敏感移动方向时，则人体传感器所体现的信号就会不理想，有时还会产生误动作，所以要特别注意人体传感器的安装方向。3.人体存在信号采集电路
人体传感器HP-208是深圳市浩博特电子有限公司研发和生产的基于红外线
术的智能产品，它的主要特性如下:
(1)感应为全自动方式，人进入感应范围时输出高电平(高3.3V)，人离开应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平(低0.3V)，其高低电平利于采集；
(2)采用可重复触发方式。即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果二人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时8，15秒后将高电平变为低电平；
(3)人体传感器工作电压宽为DC3V-DC24V；
(4)人体传感器制作成锥面形状，感应范围大，小于140度锥角，感应距了为7米以内；
(5)其静态电流小于50微安，功耗低；
(6)工作温度介于－15度和+70度之间，适应性强；
(7)灵敏度高，可靠性强。
人体传感器HP-208型号的正视图如图3.2.4.2-1所示:
图3.2.4.2-2
人体传感器的1号引脚为电源信号端，3号引脚为地信号端，2号引脚为采集信号输出端。在电路设计中，为了使人体传感器的工作更加可靠，介于人体传感器的信号引脚2与地信号引脚3之间加一个6800pF的电容，另外人体存在传感器的信号引脚2与单片机的P3.3引脚相连，P3.3引脚再接一个100K 的上拉电阻，增加人体存在传感器输出信号的可靠性，其电路原理图如图3. 2. 4. 2-3
图3.2.4.2-3 HP-208传感器电路原理图
3.2.7继电器驱动接口电路
继电器驱动接口电路如图3.2.7所示，这里继电器由相应的PNP型号的59012三极管来驱动，开机时，单片机初始化后的P3. 5/P3. 6为高电平，三极管截止，所以开机后继电器始终处于释放状态，如果P3. 5/P3. 6为低电平，三极管的基极就会被拉低而产生足够的基极电流，使三极管导通，继电器就会得电吸合，从而驱动负载，点亮相应电灯。继电器的输出端并联100欧的电阻和6800皮法电容，目的是避免继电器吸合与释放期间产生火花。每个继电器都有一对常开常闭的触点，便于在其他电路中使用，继电器线圈两端反相并联的二极管是起到吸收反向电动势的功能，保护相应的驱动三极管，这种继电器驱动方式硬件结构比较简单。
图3.2.7继电器驱动电路图
4控制模块软件设计与开发
4.1系统监控主程序模块
监控程序按模块分为监控主程序和命令处理子程序。监控主程序的基本任务是调用子程序，一个主程序可以调用多个子程序，对于51系列单片机，系统资源有限，主程序通常是一个无限循环的过程，即是一个反复调用子程序的过程。子程序主要分为中断子程序和功能子程序，它们之间可以互相嵌套和调用，即中断子程序可以调用功能子程序。在应用软件的设计中，尽可能各个功能模块写成子程序的形式，并通过主程序调用。而命令处理子程序完成各种命令所规定的具体操作，它按各种命令再分为不同的子程序模块，它一般总是把其余部分连接起来构成一个无限循环，系统所有功能都在这一循环中周而复始的有选择的执行。其监控主程序流程图如图4-1所示:
图 4-1 监控主程序流程图
4.1.1定时中断处理
定时中断是利用单片机内部的定时器定时时间到或计数值已满引起的中断，内部定时器的计数器可以对内部时钟或从外部引线TO 和TI 输入的外部脉冲进行计数。计数器的溢出信号作为中断请求信号，去置位定时器溢出标志位，向单片机的CPU 申请中断。
定时中断为周期性中断，每隔一定的时间会中断一次。本系统中设定的定时中断主要用来构造多任务操作系统，在系统响应中断后，无需对断点实施现场保护，可直接进行多任务时间的划分工作，使相应的操作任务进入就绪状态，即该中断可以启动有关的任务就绪。该定时中断处理程序框图如图4-I-2所示。
开始 定时中断到？ 多任务启动时间划分
下一步
Y N 系统初始化 看门狗激活 设定定时器，允许定时中断 上电 Reset 人体传感器处理任务环境光处理任务 定时时钟管理 显示刷新任务
图 4-1-2 定时中断处理程序框图
本系统还采用了外部中断，此外部中断主要用来判断是否有遥控器信号，若有，就采集下来并加以处理；若无，则返回到主循环。
4.2数据采集模块
本控制系统中的数据采集对象为环境光信号及人体存在信号，在程序设计中对这两个数据的采集放置在多任务模块中实施定时采集。
4.2.1存在传感器的优缺点
人体存在传感器有优点，也有缺点。优点便是本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。而缺点是容易受各种热源、光源干扰;由于红外穿透力差，因此人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；易受射频辐射的干扰;环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时还会造成短时失灵。试验检测也证明了这点，只要人体存在却有巧秒左右没有活动，人体传感器则认为没有人体存在。为避免这种现象的出现，本系统软件程序中设计为有人体存在状态后间隔2分钟或更长的时间来对人体存在参数信号的采集。4.2.2数据采集软件设计的实现
本系统考虑到环境光足够亮时，无论有否人体存在都不应开灯;而环境光不够亮时，有人体存在才开灯，无人体存在不开灯。本系统逻辑定义为环境光亮时为二进制的“0”(符合光采集电路输出信号状态)，暗时为“1”，人体存在为“1”，人体不存在为“0”，开灯为“1”，关灯为“0”，那么环境光与人体存在可以有以下的逻辑关系表表示，如表4. 2. 2所示:
表4. 2. 2
环境光参数人体存在参数室内灯状态
0 1 0
0 0 0
1 1 1
1 0 0
上表数据表明可将环境光参数与人体存在参数相与门操作，又由于继电器是
低平驱动，所以要将采集处理后的信号进行非操作，才可以驱动继电器工作，即可得到室内灯的状态，其软件程序为:
；
4.2.3人体存在传感器的抗干扰措施
人体存在传感器易受外界影响，于是要在使用时特别注意抗干扰性能。
1.防小动物干扰
探测器安装在推荐地使用高度，对探测范围内地面上的小动物，不产生信号。
2.抗电磁干扰
探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中4. 6. 1要求，一般手机电磁干扰不会引起误报。
3.抗灯光干扰
探测器正常灵敏度范围内，受3米外H4卤素灯透过玻璃照射，不产生信号。
4.2.4人体存在传感器的安装要求
人体存在传感[]2
器的安装要求：人体存在传感器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有极大的关系，正确的安装应满足下列条件：
1.人体存在传感器应离地面
2.0-2.2米。
2.人体存在传感器远离空调，冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方。
3.人体存在传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。
4.人体存在传感器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。人体存在传感器也不要安装在有强气流活动的地方。人体存在传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。人体存在传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向(即与半径垂直的方向)移动则最为敏感.在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。
4.5系统键功能
4.5.1键功能处理程序
在执行完键盘采集工作后，如果有键按下，程序转入键处理功能程序。系统根据键采集过程中得到的键号，散转到相应的键处理子程序，通过键盘设置修改系统工作参数。其程序如下:
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致谢
本课题研究是在老师悉心指导下完成的，倾注着老师的心血和汗水。近半年来，赵老师无论在学习、工作和生活上都给予我无微不至的关心和帮助，赵老师实事求是的科学作风，敏锐深刻的洞察力，严谨的治学精神，不断开拓的工作热情，为科技事业忘我工作的精神，无不使笔者受益匪浅，对笔者今后的成长产生深远影响。谨此向赵老师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢!
在本课题进行期间，同学的帮助，使课题能够顺利地完成，在此对他们表示感谢!
最后，衷心感谢所有关心、帮助和支持过我的老师、同学和朋友们。还有，一直在幕后默默理解、支持和帮助我的家人和朋友们。
参考文献
设计名称：智能照明控制系统组别：第五组 组长：XX 组员：XX
基于单片机的智能照明控制系统设计 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工…………………………………………………………………………………………..
毕业设计论文 水温自动控制系统 钟野 院系：电子信息工程学系 专业：电气自动化技术 班级： 学号： 指导教师： 职称（或学位）： 2011年5 月
目录 1 引言 (2) 2 方案设计 (2) 2.1 总体系统的设计思路 (2) 2.2 部分外围系统的设计思路 (3) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 单片机最小系统的设计 (3) 3.2 温度检测电路的设计与论证 (4) 3.3 显示功能电路的设计与论证 (5) 3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (5) 3.5 外围电路控制设计 (6) 3.6 扩展部分方案设计 (7) 4 软件设计 (7) 4.1 控制主程序设计 (7) 4.2 温度设置程序设计 (8) 4.3 上下限报警程序设计 (8) 5 结论 (9) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................................................................... 错误！未定义书签。
水温自动控制系统 钟野 （XXXX电子信息工程学系指导教师：CXJ） 摘要：本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器（DS18B20）为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择，以及各部分功能控制的软件的设计。本次设计的目标在于：由单片机来实现水温的自动检测及自动控制，实现设备的智能化。 关键词：单片机;温度传感器;自动控制 Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment. Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control
武昌理工学院 本科毕业设计(论文) 题目：教室灯光智能控制系统 学院：信息工程学院 专业：自动化 学号：20114224007 学生姓名：马克勤 指导教师：吕晓雁 二○一四年十月二七日
教室灯光智能控制系统 马克勤 摘要 随着社会的快速发展以及能源的消耗，为了有效利用教室灯光、节约能源，利用单片机设计作为控制核心的教室灯光智能控制系统，能根据学校作息时间、光照情况自动调节教室灯光的打开或关闭。该系统要具有很好的人机交互界面，能对教室灯光进行智能控制。本系统程序部分采用C语言编写，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，针对性强，性价比高等优点能够满足各种大、中专院校教室灯光控制的要求，也可以很大程度的达到节能目的。 关键词:红外线；传感器；单片机
The classroom lighting intelligent control system Ma ke Qin Abstract With the rapid development of society and the energy consumption, in order to effectively use the classroom lighting, saving energy, using single-chip microcomputer as a control core of the classroom light intelligent control system, can according to the school calendar, illumination condition automatically adjusts the classroom lights on or off.The system has good man-machine interface, can the classroom light intelligent control. This system is partially written using C language, modular structure design, clear, good commonality, is advantageous for the improvement and expansion. The system has small volume, convenient control, high reliability, the pertinence, higher cost performance can meet the requirements of classroom lighting control all kinds of large, secondary technical schools, can greatly to achieve energy saving. Key Words:infrared ；The sensor ；Single chip microcomputer
1 概述 学生信息管理系统是学校管理的重要工具，是学校不可或缺的部分。随着在校大学生人数的不断增加，教务系统的数量也不断的上涨，。学校工作繁杂、资料众多，人工管理信息的难度也越来越大，显然是不能满足实际的需要，效率也是很低的。并且这种传统的式存在着很多的弊端，如：保密性差、查询不便、效率低，很难维护和更新等。然而，本系统针对以上缺点能够极大地提高学生信息管理的效率,也是科学化、正规化的管理,与世界接轨的重要条件。所以如自动高效地管理信息是这些年来多人所研究的。 随着这些年电脑计算机的速度质的提高，成本的下降，IT互联网大众趋势的发展。我们使用电脑的高效率才处理数据信息成为可能。学生学籍管理系统的出现，正是管理人员与信息数据，计算机的进入互动时代的体现。友好的人机交互模式，清晰简明的图形界面，高效安全的操作使得我们对成千上万的信息的管理得心应手。通过这个系统,可以做到信息的规管理,科学统计和快速的查询,从而减少管理面的工作量?毋庸置疑,切实有效地把计算机管理引入学校教务管理中,对于促进学校管理制度,提高学校教学质量与办学水平有着显著意义? 2 需求与功能分析 学生信息管理系统，可用于学校等机构的学生信息管理，查询，更新与维护，使用便，易用性强。该系统实现的大致功能：用户登陆。提供了学生学籍信息的查询，相关科目的成绩查询和排名，修改登录密码等功能。教师管理。提供了对学生学籍信息的查询，添加，修改，删除；学生成绩的录入，修改，删除，查询班级排名。修改密码等功能。管理员管理。
拥有最高的权限。允添加教师信息和课程信息等。其提供了简单、便的操作。 3 概要设计 3.1功能模块图 功能模块图，如下图3.1所示 图3.1 功能模块图 3.2数据流图 数据流图，如图3.2所示 教师信息 课程信息
快思聪灯光控制系统 设计方案
一、系统概述 现代化的建筑对照明的要求越来越高，不仅要求提供舒适、绿色的光照，同 时不同的场合需要不同的照明环境。 传统的照明控制一般采用开关手动控制，对于上述要求很难实现，而且线路十分复杂，操作非常繁琐。随着用户要求的提高和技术的进步，传统的照明控制由于许多问题无法解决而逐步被智能照明控制取代，这已成为一种趋势。 快思聪以其绝佳的地理环境位置、一流的软硬件设施、高档的服务吸引五湖四海的贵宾、商务人士。快思聪按照二十一世纪商务快思聪标准，不仅在建筑结构、配套设施、装潢布局达到国内领先水平，同时在设备控制、计算机网络通讯、智能灯光控制、现代化商务快思聪管理达到国际水准。为了满足快思聪内大堂、会客厅、贵宾餐厅、酒吧、走廊等不同使用功能区域对照明环境的需求，营造特殊的灯光环境气氛，使各区域使用功能发挥的淋漓尽致，拟采用智能照明控制系统。 因此，我司凭借以往的工程经验，设计采用智能照明控制系统，对不同区域、不同使用功能的照明通过智能化照明控制系统营造有层次、变化的灯光环境、美化生活；减少人力工作疏忽，节约能源和人力资源；降低人力工作强度，增强控制的灵活性和可靠性。 二、设计依据 ●《民用电气设计规范》 JGJ/T16－92 ●《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 GYJ1253－88 ●《民用建筑照明标准规范》 GBJ133－90 ●《智能建筑评估标准》 DG/TJ08－602－2001 J10105－2001 ●强电厂家提供灯光控制图纸 三、设计目的 通过智能化照明控制，给快思聪各功能区域以焕然一新的风格！ 智能化照明控制技术是计算机技术、通讯技术、控制技术相结合、相渗透的 产物，是现代高新技术的结晶。与以往的照明控制相比，它从人工控制、单机控制过渡到整体性控制，从普通开关过渡到智能化开关，其最突出的特点是能够预置场景的变化，不同的照明回路强度组合形成不同的“场景”，场景可预置并存储在控制器里，调用时只需按一键就能选择场景和通过预设的程序自动变换场景（可按时顺序、时间、事件等），操作十分方便。就像人们通常在舞台上看到变化的灯光环境一样，在日常生活和工作的空间中营造有层
基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计 类别：网文精粹阅读：1013 对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。据测算，这种现象的耗电占其单位所有耗电的40％左右。因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。 1系统结构和工作原理 系统结构图如图1所示。本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以达到节能的目的。
2系统硬件设计 按图1构成的系统硬件电路如图2所示。为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间。由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不做详细介绍。 2.1中心控制模块 目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能
需求及成本考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。 2.2光照检测电路 如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A 点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。 2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到10 m以上。 由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小(小于1 mV)，不能直接作为照明系统的控制信号，因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
论文题目:温度自动控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
绪论 随着社会经济和科学技术的发展，人类社会的进步越来越依赖于资源的开发与利用，然而与日俱增的能源需求和有限的资源数量形成了巨大的矛盾,能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中，节能无疑是符合可持续发展要求。英国城市大型彻夜灯光照明现象很少见，无论公司和政府部门，都没有虚浮华丽的所谓“照明工程”[14]。夜晚漫步在伦敦街头，看不到大面积光华淌泻与楼体通明的景观，所有照明都基本以不影响人们的正常生活节奏为准。许多店铺橱窗的灯光在打烊后会全部关闭，有些店铺还采用定时关灯装置。在政府住宅楼和公寓楼内，楼道里的公用灯也大多采用自动断电装置。作为提高能源使用效率最重要的途径之一，德国政府努力推动能源公司实施“供热供电结合”，鼓励能源公司将发电的余热尽可能用于供暖。2002年，德国颁布了促进“供热供电结合”的法规，根据这一法规，政府向实施该措施的能源公司，尤其是小型能源公司提供补助，帮助他们置办相应设备。中国城市每年用于公共照明的能源支出高达280多亿，节能空间巨大。其中路灯照明能耗占30%以上。发展城市道路照明的同时，路灯以供街道照明以外，还大力兴建了不少景观照明工程，美化城市的夜景，但同时也带来了能耗的极大浪费。据统计2005年，我国全社会的总用电量约为24000亿kW〃h，照明用电量约为3000亿kW〃h，且每年以13%～14%的速度递增，预计到2010年，照明用电量将超过5000亿kW〃h，新增照明用电2000亿kW〃h[1]。对高等院校，据测算，其照明耗电占本单位所有耗电的40%左右，可见在保证照明质量的前提下，对教室灯光进行自动控制，其节能效益和经济效益都是相当可观的[10]。目前对灯光的智能控制，国内外已经开始采用，但
1概述 学生信息管理系统是学校管理的重要工具，是学校不可或缺的部分。随着在校大学生人数的不断增加，教务系统的数量也不断的上涨，。学校工作繁杂、资料众多，人工管理信息的难度也越来越大，显然是不能满足实际的需要，效率也是很低的。并且这种传统的方式存在着很多的弊端，如：保密性差、查询不便、效率低，很难维护和更新等。然而，本系统针对以上缺点能够极大地提高学生信息管理的效率，也是科学化、正规化的管理，与世界接轨的重要条件。所以如何自动高效地管理信息是这些年来许多人所研究的。 随着这些年电脑计算机的速度质的提高，成本的下降，IT互联网大众趋势的发展。我 们使用电脑的高效率才处理数据信息成为可能。学生学籍管理系统的出现，正是管理人员 与信息数据，计算机的进入互动时代的体现。友好的人机交互模式，清晰简明的图形界面，高效安全的操作使得我们对成千上万的信息的管理得心应手。通过这个系统，可以做到信息的规范管理，科学统计和快速的查询，从而减少管理方面的工作量？毋庸置疑,切实有效地把计算机管理引入学校教务管理中，对于促进学校管理制度，提高学校教学质量与办学水平有着显著意义？ 2需求与功能分析 学生信息管理系统，可用于学校等机构的学生信息管理，查询，更新与维护，使用方便, 易用性强。该系统实现的大致功能：用户登陆。提供了学生学籍信息的查询，相关科目的成绩查询和排名，修改登录密码等功能。教师管理。提供了对学生学籍信息的查询，添加，修改，删除；学生成绩的录入，修改，删除，查询班级排名。修改密码等功能。管理员管理。拥有最高的权限。允许添加教师信息和课程信息等。其提供了简单、方便的操作。 3概要设计 3.1功能模块图 功能模块图，如下图3.1所示
目录 摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分
4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果 结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………
基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系 统设计 一、系统设计要求： 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施 二、系统控制方案分析 该控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数，能够实现自动与手动控制相兼容。在自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同时，还可设置作息时间来控制，夜晚超过12点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。所研究的教室灯光控制器主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到设计目的。 三、系统控制模块的硬件设计 系统控制模块的硬件构成及简介系统控制单元是以AT89S51单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括：环境光采集电路、时钟模块、热释红外传感器模块、看门狗模块、按键电路、EEPROM存储模块、超时报警模块、数码管显示模块，其结构框图如图2-1所示。 图系统控制结构框图 环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度
学校信息管理系统毕业设计
学校信息管理系统 [摘要] 随着科技的飞速发展，采用传统的手工方法对学校信息进行管理已越来越不方便，针对我校的实际情况开发了这套学校信息管理系统，本系统包括有…、…、…、…等功能，采用……工具进行开发，该系统帮助学校大大地提高了处理各种信息的效率。 [关键字] Delphi 模块管理
目录 第一章引言 (2) 第二章所用开发语言简介 (2) 2.1 Delphi 介绍 (2) 2.2 Delphi具有的优点 (2) 2.3模块中使用的Delphi系统预定义控件及其属性简介 (2) 第三章需求分析阶段 (3) 3.1登录模块和主界面模块需求分析 (3) 3.2登录模块和主界面模块设计系统性能要求： (3) 3.3负责模块中系统的功能分析: (3) 3.4功能模块 (3) 3.4.1功能的实现 (3) 3.4.2模块框架图 (4) 3.5模块数据分析 (5) 第四章设计阶段 (5) 4.1概要设计 (5) 4.1.1数据库概论及SQL SERVER 2000简介 (5) 4.1.2模块数据库设计 (6) 4.2详细设计 (11) 4.2.1数据信息准备 (11) 4.2.2程序数据流图 (11) 第五章软件设计说明 (12) 5.1界面模块设计 (12) 5.2主界面模块设计 (14) 第六章结束语 (15) 第七章参考文献 (15) 第八章致谢 (16)
第一章引言 随着我国教育事业的不断推进，一直以来许多高校对在校师生的基本资料维护、班级信息、选课情况、选修课程信息及学生选课成绩管理的半手工管理方式已不在适应社会，主要表现为工作效率低，容易由于人为的疏忽造成一些不必要的麻烦。最典型的就是学校手工记录些信息，经常由于不知道放哪或者丢失而无从下手。 以上所描述的手工过程的不足之处显而易见，整个管理环节都有可能由于人为因数而发生意想不到的后果。所以利用计算机来处理这些流程无疑会极大程度地提高效率和处理能力。我们将会看到学校管理人员不用象以前那样辛苦，工作人员出错的概率也会减少，工作效率就会提高。 为方便对在校师生的个人资料、选课情况、班级管理等进行高效的管理，特编写该程序以提高学校信息的管理效率。使用该程序之后，管理层可以及时查询在校师生的基本情况、班级管理，学生可以进行选课管理、成绩查询等一些功能，教师也可以进行适应的操作，如查看学生的基本信息、学生的选课成绩等。 第二章所用开发语言简介 2.1 Delphi 介绍 Delphi7.0是美国Borland公司出品的一种强大的可视化软件快速开发工具，是目前最好的Windows 应用程序开发工具! 它能支持面向对象、可视化的开发风格、具有强大的数据库管理功能，它所提供的强大的数据库编程工具，如ADO组件、IBX组件和数据模块设计窗口。 2.2 Delphi具有的优点 Delphi7.0提供一个快速的编译器，优化的编译模式在很大程度上提高了代码质量；提供统一集成开发环境（Integrated Development Environment 即IDE）；集成了许多可视化辅助工具，实现了直观、可视的程序设计风格，方便地编写和管理各种类，维护程序的源代码；大大简化了应用程序的开发，提高编程效率；其封装了Windows的API函数、DATA等函数，简化了编程时创建、维护窗口的许多复杂的工作。 2.3模块中使用的Delphi系统预定义控件及其属性简介
基于PLC的校园照明智能控制系统设计 ［摘要］目前，大多数校园照明系统仍然使用人工控制，其缺点是控制复杂、修理困难、容易发生误动作。针对这种情况，本设计使用西门子S7-200PLC代替传统的人工控制校园照明系统。采用了PLC智能控制，系统稳定可靠，完全满足学校的照明要求，校园照明系统主要有道路控制输出信号、景观灯输出信号、公共绿地输出信号，根据PLC 控制原理对其进行I/0分配和绘制照明系统流程图及编写校园照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行，能够实现当设备发生故障或出现某些不正常运行情况时，由自动控制变换人工控制，在排除故障后再次实现自动控制满足照明智能控制系统的要求。 ［关键词］照明系统；西门子S7-200；输出信号；智能控制 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller Electrical Engineering And Automation Specialty* * * Abstract:At present the illumination system of the majority of our campus is still using the traditional manual control system, whose disadvantages are complex control, difficult to repair, prone to malfunction. For this situation, this paper uses the Siemens S7-200 and designs the system to control the campus lighting system instead of traditional artificial control，Programmable Logical Controller intelligent control system was adopted on the new campus, the control system is reliable enough to meet the requirement of campus lighting, The system mainly includes incident the output signal of the road、the decorative lights and the green fields. Which composes the I/0 allocation tables and flowing diagram and the ladder diagram control programs of the illumination system of the campus. Through the simulation, it is able to turn to manual control from the automatic system when the facilities generate the phenomenon of the malfunction and abnormal,the automatic system turn on after people to find and orderly deal with the malfunction ,and fulfills the requirements of the system of the intelligent control. Key words:The illumination system; Siemens S7-200; the output signal; intelligent control
自动控制原理及系统仿 真课程设计 学号：1030620227 姓名：李斌 指导老师：胡开明 学院：机械与电子工程学院
2013年11月
目录 一、设计要求 (1) 二、设计报告的要求 (1) 三、题目及要求 (1) （一）自动控制仿真训练 (1) （二）控制方法训练 (19) （三）控制系统的设计 (23) 四、心得体会 (27) 五、参考文献 (28)
自动控制原理及系统仿真课程设计 一：设计要求： 1、 完成给定题目中，要求完成题目的仿真调试，给出仿真程序和图形。 2、 自觉按规定时间进入实验室，做到不迟到，不早退，因事要请假。严格遵守实验室各项规章制度，实验期间保持实验室安静，不得大声喧哗，不得围坐在一起谈与课程设计无关的空话，若违规，则酌情扣分。 3、 课程设计是考查动手能力的基本平台，要求独立设计操作，指导老师只检查运行结果，原则上不对中途故障进行排查。 4、 加大考查力度，每个时间段均进行考勤，计入考勤分数，按照运行的要求给出操作分数。每个人均要全程参与设计，若有1/3时间不到或没有任何运行结果，视为不合格。 二：设计报告的要求： 1.理论分析与设计 2.题目的仿真调试，包括源程序和仿真图形。 3.设计中的心得体会及建议。 三：题目及要求 一）自动控制仿真训练 1.已知两个传递函数分别为：s s x G s x G +=+= 22132)(,131)(
①在MATLAB中分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示； MATLAB代码： num=[1] den=[3 1] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) num=[2] den=[3 1 0] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) 仿真结果： num =2 den =3 1 0 Transfer function: 2 --------- 3 s^2 + s
摘要 摘要 本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。 本系统程序部分采用C语言编写，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，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。 关键词：智能控制器热释红外传感器单片机 1
引言 引言 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。 1 系统硬件组成 整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核心的中央控制模块进行逻辑判断，单片机最终将运算结果输出到液晶显示屏，同时对教室灯光进行控制。整个系统的硬件框图如图1所示。 1．1 中央控制模块 系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息 根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM 为256字节，2个定时器，8路8位A／D转换器，可通过串口实现在线编程、A／D转换、看门狗等功能。 1．2 液晶显示电路 为了实现较好的人机交互界面，在本系统中采用1602液晶显示屏来显示用户的设定作息时间及用户所查询的信息。 点阵字符型液晶显示器是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的显示器。这类显示器把LCD控制器／点阵驱动器／字符存贮器全做在一块印刷板上。系统选用日立公司的HD44780液晶显示。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动／闪烁等功能。与MCU的传输可采用8位并行传输或4位并行传输2种方式。液晶显示电路如图2所示。 2
智能照明控制系统毕业设计 篇一：基于单片机的智能照明控制系统设计 本科生毕业论文(设计) 题目室内智能照明控制系统的研究与设计学生姓名李天顺学号 XX专业班级建筑电气与智能化10101班指导老师曾进辉 XX年11月 基于单片机的智能照明控制系统设计 摘要 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础，实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。使用光电子镇流器，使光源具备自动调节功能。文中详细地
描述了控制电路的设计过程，包括：光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。 工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。 关键词：智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制 The Control System for Intelligent Lighting Based on Single–chip Microcomputer Author: Li Guozhong Tutor: Sun Man Abstract With the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and