基于凌阳单片机的多功能教室灯光控制系统

基于凌阳单片机的多功能教室灯光控制系统
冯凌杰;刘应波;姜代平
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2009(005)025
【摘要】为实现时教室灯光的有效利用、掌握了解学生学习情况,设计了该控制系统,该系统以凌阳61单片机作为控制核心,利用红外、光敏传感器获取教室人员及光照情况,利用喇叭,数码管、液晶显示屏等电路来报警、显示时间、人数等信息.调试结果证明该系统具有很好的人机交互界面,能对教室灯光进行智能控制,对教室人数和进入教室的人次进行正确统计.且电路简单,成本底.不仅实现了节约能源,了解学生等功能,而且可移植性好,可以应用到图书馆、会议室、办公室等场所.具有很好的实际应用价值和广泛的应用空间.
【总页数】2页(P7142-7143)
【作者】冯凌杰;刘应波;姜代平
【作者单位】华南理工大学,自动化学院,广东,广州,510640;昆明理工大学,信息工程与自动化学院,云南,昆明,650021;深圳比亚迪汽车有限公司,电动汽
【正文语种】中文
【中图分类】TP338
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5.基于凌阳单片机的多功能教室灯光控制系统 [J], 冯凌杰;刘应波;姜代平
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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。

基于单片机的智能灯光控制系统随着我国经济的高速发展，能源消耗的节奏也越来越快。

电力资源已经成为一种稀缺资源。

如何节能降耗已然成为近几年来值得研究的热门话题。

在本文中，我们研究的教室灯光智能控制系统就是在针对我国城市巨大的能源消耗而开发的新的节能控制系统。

它是一个集电压控制、软启动功能、智能自动起停于一体的教室灯的控制系统。

晶闸管功率转换单元和智能控制系统的结合是这个控制系统的主要特点。

这里讨论了教室灯光智能控制系统的设计方案与构思，介绍了仪器的系统设计与工作原理，分析了以AT89C5为主要控制单元的硬件电路的设计。

实验表明，教室灯光智能控制系统可以明显提高教室灯的功率效率，在节约能源，电力资源合理利用今天的当今时代，该系统有一个非常广阔的社会和商业前景。

关键词: 节能控制，单片机，软起动目录1 绪论 ......................................................... -..1. - 1.1 课题概述................................................... 1-1.1.1 课题的题目............................................. -...1 -1.1.2 课题研究的背景......................................... -..1 -1.1.3 课题研究的目的及意义................................... -..1 - 1.2 课题的国内外研究现状....................................... 1- -1.2.1 国外研究现状........................................... -..1 -1.2.2 国内研究现状........................................... -..2 -1.3 论文的主要研究内容......................................... 2-2 系统方案设计 ................................................. -...3 - 2.1 智能教室灯节能控制系统的构思............................... 3- -2.1.1 传统节能方法........................................... -..3 -2.1.2 具有智能控制的节能方法................................. -. 3 - 2.2 智能教室灯节能控制系统方案设计............................. -4 -2.3 智能教室灯节能控制系统结构设计............................. -6 -3 硬件设计 ..................................................... -..8. - 3.1 硬件结构设计............................................... 8-3.2 光学信号的采集与检测设计................................... -. 8 -3.2.1 光源检测原理........................................... -..9 -3.2.2 检测装置所需器件及选型................................. -. 9 -3.3 声学信号的采集与棒测设计................................... 1- 0 -3.3.1 声学检测原理.......................................... -..10 -3.3.2 检测装置所需器件及选型................................ -. 10 - 3.4 功率变换单元与触发控制系统设计............................. -113.4.1 功率变换单元设计...................................... -..11 -3.4.2 触发控制系统设计...................................... -..11 - 3.5 智能控制器硬件设计......................................... 1-3 -3.5.1 模数转换电路.......................................... -..13 -3.5.2 开关量输入/ 输出电路.................................. -..14 -4 系统软件设计 ................................................ -...15 - 4.1 软件结构设计...............................................1-6 - 4.2 数据采集与处理程序设计..................................... 1-7 -4.2.1 标度变换技术...........................................-..17 -4.2.2 有效性检查.............................................-..17 -4.2.3 数字滤波...............................................-..18 -4.2.4 程序设计...............................................-..18 -5 总结与展望.................................................. -...19 - 5.1 论文总结...................................................2-2 - 5.2 心得体会...................................................2-2 - 附录.......................................................... -..2. 3 -1 绪论1.1 课题概述1.1.1 课题的题目课题名称：教室灯光智能控制系统研究。

基于单片机的教室灯光控制系统的设计教室灯光控制系统是一种基于单片机的智能化照明控制系统，它能够根据不同的情景需求自动调节灯光亮度。

本文将对基于单片机的教室灯光控制系统的设计进行详细介绍。

一、系统设计目标教室灯光控制系统的设计目标是提高教室照明效果，实现能耗的优化，提高学生的学习舒适性。

具体来说，系统的设计目标包括以下几个方面：1.亮度调节：根据不同的环境要求，能够自动调整灯光的亮度。

2.色温调节：能够调节灯光的色温，满足不同情景下的照明需求。

3.光照度调节：能够实时监测教室的光照度，并根据需求调整灯光亮度。

4.能耗优化：通过灯光的智能控制，实现能耗的优化，降低能源消耗。

5.遥控调节：通过手机等遥控设备对灯光进行远程调节。

二、系统设计方案1.硬件设计部分（1）传感器部分：采用光照度传感器来实时监测教室的光照强度。

通过单片机与光照度传感器进行通信，获取光照值。

（2）控制部分：采用单片机作为系统的控制核心，对灯光进行控制。

通过单片机与光照度传感器、开关等进行通信与控制。

（3）灯光部分：选用可调光的LED灯作为照明设备。

LED灯的亮度和色温可以通过单片机控制。

（4）通信部分：添加无线通信模块，使系统可以通过手机等遥控设备进行远程调节。

2.软件设计部分（1）亮度调节算法：根据光照度传感器获取的光照强度数据，利用单片机进行分析和计算，自动调节灯光的亮度。

（2）色温调节算法：根据不同的场景需求，通过单片机控制LED灯的色温。

（3）能耗优化算法：根据光照度和使用情况的监测，通过单片机进行控制优化，达到降低能耗的效果。

（4）远程调节算法：通过无线通信模块与遥控设备进行通信，实现对灯光的远程调节。

三、系统功能介绍1.光照度自动调节功能：系统可以根据实时监测的光照度数据，通过单片机控制灯光的亮度，自动实现照明亮度的调节。

2.色温自动调节功能：根据不同的场景需求，通过单片机控制LED灯的色温，实现照明色温的调节。

3.能耗优化功能：通过系统对光照度和使用情况的监控和控制优化，实现能耗的优化，降低能源消耗。