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基于单片机控制的教室照明智能控制系统

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基于单片机控制的教室照明智能控制系统
The Intelligence Control System for Classroom Lighting
B ased on Single -chip -computer
王海伦　叶冬芬
(浙江工业大学浙西分校信电系,衢州　324006)
摘　要:该文介绍了一种基于A T89C51单片机为基础的教室照明智能控制系统,阐述了系统的硬件
组成和软件设计。

关键词:单片机 照明 控制系统
Abstract :
The paper introduces a control system for classroom lighting based on single -chip -
microcomputer ,and hardware constructure and software design of this system in detail.
K ey w ords :single -chip -computer lighting control system
图1　教室照明节能控制系统原理框图
0　引言
为实现教室照明灯具的自动控制,我们设计出一种新型的节能控制系统。

该控制系统设置了3套传感系统,其工作原理是:当教室无人时,关闭电源,所有灯具均关闭。

当教室有人时,分成3种情况:若室内照度X ≤X 1时灯全部打开;若室内照度X 1<X <X 2时灯开一半(即每组开一支);若室内照度X ≥X 2时所有灯均不开。

X 1、X 2的取值可根据平均照度的公式计算:E =<×N ×U ×K/A 。

式中:<—光源的光通量;Ν—灯具数;U —灯具的利用系数;K —维护系数;A —室内面积,单位m 2。

1　硬件设计
系统以A T89C51单片机为核心,组成一个集
采集、处理、报警为一身的自动控制系统,其原理框图见图1所示。

1.1　热释红外探测传感器组件
该组件由3个部分组成:热释传感器,匹配低噪放大器,菲涅尔光学系统。

热释传感器包括:
①截止波长7～10
μm 的滤光晶片,与人体辐射红外中心线波长9～10
μm 相对应,起带通滤波器的作用,从而把人体和其他物体区分开;
②热释电陶材料,将透过滤光晶片的红外辐射能量的变化转换成电信号,即热电转换;
③场效应管匹配器,起阻抗变换作用,使得输入阻抗高而输出阻抗低。

匹配低噪放大器的作用是当探测器测出的环境温度上升、尤其是接近人体正常体温(37℃～
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38℃
)时,由它对放大器的增益进行补偿,以便自动适应不同季节、不同地区。

图2　软件设计流程图
菲涅尔光学系统不仅要检测空间辐射的红外光线聚焦到传感器上的量,还要能敏锐地体现这些红外线能量的变化。

菲涅尔光学系统通过对光滑的光学镜面作棱状或柱状处理,将检测空间割裂为一系列交替的狭小红外“感应区”和“空白区”,人在其间移动,就会使有些“感应区”内的红外线时有时无,传感器接受到的是相应变化的光脉冲,从而提高接受灵敏度,使探测距离提高到10～20m 。

1.2　可见光探测组件
通过对光电管、光敏电阻等光电探测器的各种性能进行比较,发现光敏电阻的光谱响应峰值比较接近人的视觉敏感区555mm 波长;其次是当光照强度减弱时,它的响应时间相对增加,这对本套装置在光照强度变化时,输出状态保持相对稳定十分重要。

考虑到光敏电阻对温度变化较为敏感,偏置电路中的电阻可以采用与探测元件温变系数相近的光敏电阻,以防止工作点漂移,保证输出的稳定性。

为避免光敏电阻受光面小的缺点,探测元件应在建筑物周围进行合理地分布(尤其是对市内光线影响较大的地方),用于探测自然光
的有无及强弱(可根据需要进行调整)。

1.3　控制部分
A T89C51是一种低损耗、高性能的CMOS 8位微处理器,片内有4K 字节的在线可重复编程快擦快写存储器,能重复写入/擦除1000次,擦写时间仅需10ms 。

为提高系统抗干扰能力,在硬件的基础上设计了电源检测、报警等电路以促进整个系统的功能更加完善。

为使掉电后设定的参数不至于丢失,本系统采用串行EEPROM —24C02进行掉电前的参数存储。

2　软件设计
该系统的软件是一个实时监控、检测和执行开关控制的控制软件,其流程图见图3所示。

3　结束语
通过近一年的使用,在扣除学校其他用电正常递增的基础上,学校的用电量与使用这套装置之前同期相比,降低了30%;同时,教室内照明灯具、开关的维修量大为减少,使用寿命也相应增加了10%。

本设计也适用于车站候车室、办公楼等场所。

参考文献
1　刘学军.检测与转换技术.北京:机械工业出版社,19992　苏文平.新型电子电路.北京:航空航天大学出版社,1999
7机电一体化　Mechatronics 2005年第1期。

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基于单片机的教室照明控制系统设计

基于单片机的教室照明控制系统设计

【电子信息工程毕业设计+文献综述+开题报告】基于单片机的教室照明控制系统设计（20_ _届）本科毕业设计基于单片机的教室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经广泛应用于各个邻域。

另外，由于楼宇智能化的发展和成熟，基于单片机的教室照明控制系统得到了广泛的普及。

本文根据教室灯光智能控制方面的发展现状，分析了有效的节电控制方案，提出了基于AT89S51单片机的教室照明控制系统。

系统采用热释红外人体传感器检测人体的存在，以此来控制照明灯的开启和关闭；利用光敏电阻来检测环境光的强度，以此来调节灯具的亮度；另外，系统还带有键盘及液晶显示，键盘用于输入密码及设置时间参数，液晶显示屏用于显示当前时间及系统提示；系统还可以自主设置教室灯具的开启及关闭时间，关灯前可利用蜂鸣器发出警告。

通过对人体存在信号及环境光信号的识别和判断，完成对教室灯具的智能控制，以达到节能的目的。

本系统软件采用C语言编制，采用模块化结构设计，条理清晰，便于修改。

关键词：AT89S51；智能控制；热释红外；传感器The Design of Classroom Lighting Control SystemBased on Single-chip MicrocomputerAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on MCU is widely applied in various fields. What's more,due to the development and maturation of the intelligent building,the control system for classroom lighting based on single-chip microcomputer has been widely popular.According to the development status of intelligent lighting control in the classroom, analysis of effective power-saving control solution,proposed classroom lighting control system which is based on AT89S51 MCU.This system can control the lamp switch by test and process the signal of human body that illuminates the back track exists;It can adjust the brightness of light by test and process daylight signal; In addition, the system also has a keyboard and LCD,keyboard use to enter passwords and set time parameters, LCD displays the current time and the system prompts;This system also can Independently set up the turn on and off time of lights,it can generate warnings by buzzer before turn off the lights. According to identify and judge the human body existence signaland the daylight signal, completion of classroom lighting intelligent control to save energy.The microcontroller software was developed based on C language, C language adopts building bloke design,its corporality is very good and easy to change.Keywords: AT89S51, intelligent control, pyroelectric infrared,sensors目录摘要IIIAbstract IV1 绪论 11.1课题的来源11.2课题的意义11.3国内外教室照明控制系统的发展现状及研究成果 2 1.3.1 国内外教室照明控制系统的发展现状 21.3.2 国内外教室照明控制系统的研究成果 21.4课题研究的主要内容 32教室照明控制系统的方案设计 52.1教室照明控制系统的方案设计 52.2方案评价 53教室照明控制系统的硬件设计 63.1芯片器件介绍 63.1.1 AT89S51单片机简介 63.1.2 LCD 1602 73.1.3 DS1302涓流充电时钟保持芯片93.1.4 TOP3224热释红外人体传感器103.2系统模块分析123.2.1 人体信号采集模块 123.2.2 光信号采集模块133.2.3 时钟电路133.2.4 LCD显示143.2.5 键盘 143.2.6 报警模块153.2.7 继电器驱动接口电路154教室照明控制系统的软件设计16 4.1系统整体功能的软件设计16 4.2数据采集的软件设计174.3 时钟模块的软件设计 174.4 显示模块的软件设计 184.5 报警模块的软件设计 194.6 键盘扫描的软件设计 19结论 21参考文献22致谢 23附录Ⅰ24附录Ⅱ25附录Ⅲ261 绪论1.1课题的来源由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，造成了电能的极度浪费。

基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计

基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计

基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计一、概述随着科技的快速发展和智能化时代的到来，人们对于教室灯光控制系统的要求也越来越高。

传统的教室灯光控制系统往往存在操作不便、能耗较高以及无法根据环境自动调节等问题，这既影响了教学质量，也增加了能源浪费。

设计一种基于STC89C52单片机的智能教室灯光控制系统具有重要的现实意义和应用价值。

本系统以STC89C52单片机为核心控制器，结合传感器技术、无线通信技术以及智能控制算法，实现对教室灯光的智能化控制。

系统能够实时监测教室内的光照强度、人员分布等信息，并根据这些信息自动调节灯光亮度和开关状态，从而营造一个舒适、节能的教学环境。

具体来说，本系统通过光照传感器实时监测教室内的光照强度，当光照强度低于设定阈值时，系统会自动开启灯光反之，则关闭或调低灯光亮度。

同时，系统还配备了人体红外传感器，用于检测教室内的人员分布情况，当教室内无人时，系统会自动关闭所有灯光，实现节能降耗。

本系统还支持远程控制功能，用户可以通过手机APP或电脑端软件对教室灯光进行远程操控，方便灵活。

同时，系统还具备故障检测和报警功能，一旦发现异常情况，会及时发出警报并通知管理人员进行处理。

基于STC89C52单片机的智能教室灯光控制系统能够有效解决传统教室灯光控制存在的问题，提高教学环境的舒适度和节能性，具有重要的推广和应用价值。

1. 教室灯光控制的重要性教室灯光控制作为现代教育环境中的重要组成部分，其重要性不容忽视。

适宜的灯光环境能够直接影响学生的学习效率和视力健康。

过亮或过暗的灯光都可能造成学生的视觉疲劳，甚至引发近视等视力问题。

合理控制教室灯光，确保光线柔和、均匀且亮度适中，对于保护学生视力、提高学习效率至关重要。

智能教室灯光控制系统能够实现能源的有效管理和节约。

传统的教室灯光控制方式往往存在能源浪费的现象，如无人时灯光依然开启、光线充足时仍使用高亮度照明等。

而智能灯光控制系统能够根据教室内的光线强度和人员活动情况自动调节灯光亮度和开关状态，从而实现能源的智能管理和节约。

基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计

基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计

基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计本文设计了基于单片机的教室智能灯光控制系统，提出了一种有效的节能控制方法。

本设计选用了AT89C52芯片作为整个系统的微处理器，配合光敏电阻、ADS转换芯片、红外传感信号处理器等元件，对教室内的人体存在信息和光照强度信息进行监控。

该系统采用主从式结构，利用光度参数和红外检测参数来实现对教室灯光照明的控制，从而达到节能的目的。

标签：单片机;主从式结构;智能灯光0 绪论随着我国教育事业的蓬勃发展，大中专院校已成为重要的用电大户，国内高校教室照明基本采用开放式和传统的人工管理模式，节能规划极为缺乏;同学们的节能意识相对比较淡薄，电能浪费的现象比较严重。

因此为了有效地克服传统教室容易出现的“长明灯”现象，并且尽可能地降低人工管理的工作量，提高室内用电效率就成为学校节能的重要措施之一。

那么设计一种更为智能的教室灯光控制系统变得十分紧迫[1]。

1 系统的整体设计方案该智能灯光控制系统由主机和从机两个部分组成。

在本设计中，主机具有举足轻重的特殊地位，是整个系统的大脑中枢。

对整个系统的工作进行控制和监管。

管理员在主机上可以根据实际要求灵活调节设置系统阈值，系统的光照阈值实时显示在主机的数码管上，使管理员对系统的操作情况一目了然。

主机的可靠性和稳定性决定着整个系统能否正常运行，所以在主机的元器件的选择和电路设计时，需综合考虑，慎之又慎。

主机主要由以下几个部分构成，包括单片机，无线传输，显示电路以及其他指示电路等。

主机的组成框图及实物图如图1所示。

（1）单片机的选择：本着经济适用的原则，主机所选用的是STC89C52型单片机。

该型号处理器价格便宜，功率消耗低，性能稳定度高，并且自带8K字节的可在线编程Flash存储器，对于在线编程要求高的系统可以极大地得到满足[2，3]。

（2）系统中主机和从机之间的通信是靠无线通信来完成，主机通过该传输光照度信息和控制指令。

经调研论证，最终选择了WSN-31无线数传模块，该传输模块稳定性性价比高、功耗低，可实现数据的无线微功率透明收发，工作频段是433MHz。

基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文

基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文

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 onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith 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 core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。