教室智能灯
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教室灯具要求智能化政策文件
今年2月份,国家卫健委发布《儿童青少年学习用品近视防控卫生要求》,对普通教室照明灯具和读写作业台灯的卫生要求方面做出相关规定。
7月份,国家卫健委就儿童青少年近视防控等有关情况再次发声,举行发布会并指出要全面加强儿童青少年视力监测与评估,加强抽检教室采光照明等达标情况,督促相关部门和学校落实整改。
同时,我国多省市先后出台教室照明支持政策,积极推进教室照明改造工作。
4月份,江苏省教育厅联合多部门发布《江苏省改造提升义务教育学校教室照明项目操作规程》,提出“改造提升800所义务教育学校教室照明”项目任务要求。
5月份,浙江省教育厅印发《关于中小学校护眼灯光改造工程技术规范的通知》,将在全省改造10000间以上中小学校普通教室照明灯光,并要求在达到国家强制标准基础上实现智能照明。
此外,各社会团体也纷纷参与到教室照明领域相关政策标准的建设中,规范教室照明行业的发展。
1月份,深圳市教育装备行业协会发布《深圳市中小学教室照明技术规范》团体标准。
标准对中小学教室照明质量要求、灯具安装及照明控制要求、教室照明验收规则以及照明装置运行维护要求均做出明确规定。
教室智能灯毕业论文设计1.引言(150字)在现代教育环境中,教室智能化已成为一个重要的趋势。
智能灯具的发展为教室提供了更好的照明和节能效果。
本论文旨在设计一种基于智能灯具的教室照明系统,以提高学生学习时的舒适度和学习效果。
2.背景(200字)教室照明对学生的学习效果有重要影响。
不恰当的照明条件可能导致学生眼睛疲劳和注意力不集中,从而降低学习效率。
传统的照明系统往往无法满足学生个体差异和学习活动的变化,因此需要设计一种能够根据学生需要进行自适应调节的智能照明系统。
3.设计目标(150字)本论文的目标是设计一种具备智能调节功能的教室照明系统,该系统能够根据学生的需求和学习活动进行自动调光、调色温和调光度,以提高学生的学习舒适度和学习效果。
4.系统设计(300字)本论文设计的教室智能灯具系统由以下几个组件组成:-感应器:使用红外线或其他传感技术,感知学生在教室内的存在和活动。
-控制器:接收感应器的信号,并根据学生的需求和学习活动自动调节照明系统的亮度、色温和光度。
-照明设备:包括可调节亮度和色温的LED灯具和可调节光度的窗帘。
-系统界面:学生和教师可以通过系统界面手动调节照明系统的参数。
5.工作原理(200字)当学生进入教室时,感应器将检测到学生的存在,并将信号传递给控制器。
控制器根据学生的需求和学习活动自动调节照明系统,例如在听讲时提供适当的亮度和色温,在小组讨论时提供较低的亮度和柔和的光线。
此外,系统设置了手动调节模式,学生和教师可以通过系统界面调节照明系统的参数。
6.实验与结果分析(200字)本论文采用实验方法验证设计的教室智能灯具系统的有效性。
实验对象为一群学生,测量学生使用智能灯具时的舒适度和学习效果。
结果显示,与传统照明系统相比,使用智能灯具的学生表现出更好的学习舒适度和注意力集中度。
此外,智能灯具系统的能耗也相对较低,达到了节能减排的目的。
7.结论(100字)本论文设计了一种基于智能灯具的教室照明系统,该系统能够根据学生的需求和学习活动自动调节照明系统的亮度、色温和光度。
浙江省中⼩学教室智能灯光系统装备指导意见(征求意见稿)浙江省中⼩学教室智能灯光系统装备指导意见(征求意见稿)1 范围本⽂件规定了中⼩学校教室智能灯光系统的功能、配置要求、运⾏维护等要求。
本⽂件适⽤于浙江省中⼩学普通教室的智能灯光系统装备,其他教室和办公场所可以参照执⾏。
2 定义2.1 智能灯光系统智能灯光系统⼀种能通过传感器感知光环境的变化,对LED灯光进⾏智能控制与管理,⽀持LED灯光⾃适应和多场景应⽤的系统。
2.2 照度⼊射在包含该点的⾯元上的光通量dФ除以该⾯元⾯积dA所得之商。
单位为勒克斯(lx),1 lx=1 lm/m2。
2.3 照度均匀度在规定表⾯上的最⼩照度与平均照度之⽐。
2.4 ⾊温当光源的⾊品与某⼀温度下⿊体的⾊品相同时,该⿊体⾊绝对温度为此光源的⾊温。
亦称“⾊度”。
单位为开(K)。
2.5 显⾊指数光源显⾊性的度量。
以被测光源下物体颜⾊和参考标准光源下物体颜⾊的相符程度来表⽰。
2.6 眩光由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜,或存在极端的对⽐,以致引起不舒适感觉或降低观察细部或⽬标的能⼒的视觉现象。
2.7 参考平⾯进⾏光学测量或光学参数描述的平⾯。
2.8 波动深度光输出⼀个周期的最⼤值和最⼩值的差与光输出最⼤值和最⼩值之和的⽐,以百分⽐表⽰。
2.9 照明功率密度单位⾯积上⼀般照明的安装功率(包括光源、镇流器或变压器等附属⽤电器件),单位为⽡特每平⽅⽶(W/m2)。
3 智能灯光系统特点:智能灯光系统具备安全舒适、节能环保、智能控制三⼤特点,与传统灯光相⽐主要体现以下⼏个⽅⾯:3.1 安全舒适表13.2 节能环保表2以⼀所含有50间教室的学校平均每天⼯作8⼩时为标准进⾏计算,节能环保的效益如下图所⽰:表3表44 智慧照明技术要求4.1安全要求灯具应符合GB 7000.1、GB 7000.201或GB 7000.202的要求。
4.2 电磁兼容要求灯具应符合GB 17625.1和GB/T 17743的要求。
高校教室智能灯光控制系统的设计匡程;程智明;蒋胤冰【摘要】针对高校教室灯光用电浪费严重的问题,文章提出一种智能型的灯光控制系统.该系统采用STC89C51单片机作为核心控制器,利用红外、光照度传感器来采集环境参数,辅以时钟电路模块、存取电路模块、报警电路模块、按键模块、显示模块、灯光驱动模块实现了教室灯光能够根据室内人数、光照度强度、是否是上课时间等因素智能开启相应的灯光数,达到了节能的目的.【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷),期】2016(000)036【总页数】3页(P63-65)【关键词】节能;STC89C51单片机;智能控制;传感器【作者】匡程;程智明;蒋胤冰【作者单位】无锡太湖学院,江苏无锡 214064;无锡太湖学院,江苏无锡 214064;无锡太湖学院,江苏无锡 214064【正文语种】中文各高校在经历快速扩招后,在校学生规模迅速增加,教学楼数量剧增。
随之带来的一个问题就是电能的浪费。
教室灯光大多数还是传统的人工控制,学生离开教室后管理人员未能及时关闭,或者一个教室只有几个人,而教室灯光却是全部开启,这与现在提倡创建的“节约型、绿色型”社会格格不入。
因此需要一种智能型的灯光控制系统针对电力浪费这一现象进行管控。
目前一小部分高校教室已安装了一些灯光控制系统。
譬如在教室内安装了红外感应探头,只要该区域内有人并且不满足阅读光线时,灯光就开启,但是如果这个区域只有一个人,就会造成很大的浪费。
还有些灯光控制系统是在教室的入口安装红外探头统计进入教室的人数,可以根据人数的多少开启灯光,这种系统忽略了一个问题:如果该教室内没有课,只要有人进入,也会开启灯光,造成电力浪费。
因此需要设计一种更为智能的教室灯光控制系统,真正做到节能。
根据现有高校教室灯光控制系统的不足,拟开发一种新型智能型的灯光控制系统,以达到以下几点要求:(1)能根据教室内的上课人数、光照强度开启相应的灯光数;(2)教室无课程安排时无论教室是否有人或光照强度是否充足都不开启灯光;(3)能够手动调整灯光开启的时间段;(4)具有手动控制和自动控制功能。
教室里的智能电灯作文
清晨,窗户还透着点朦胧的晨光,但教室里的灯已经亮堂堂的。
嘿,那是智能电灯提前工作了,真是省心!这灯光暖暖的,让人觉
得特舒服。
午后阳光洒进教室,那金色的光线真美。
不过,智能电灯更给力,它会自动调节亮度,让光线刚刚好,看书写字都不累眼睛。
这
电灯,简直就像个贴心的朋友!
到了晚上,天黑下来,教室里的智能电灯就进入“晚自习模式”了。
它们就像守护神一样,陪伴我们度过漫长的夜晚。
柔和的灯光下,大家聊学习、聊梦想,感觉特别温馨。
夜深了,教室里空荡荡的,但那些智能电灯还亮着。
不过别担心,它们会自己熄灭的。
虽然教室没人了,但这些电灯还在默默守
护着这片学习的天地。
明天一早,它们又会准时亮起,迎接新的学
习日!。
学生教室智慧照明系统设计方案智慧教室照明系统是一种将传统照明系统与智能控制技术相结合的创新设计。
它利用光感知、人体感知、温度感知等多种传感器技术和网络通信等技术手段,实现对教室照明的自动控制和智能调节,大大提高了照明效果和节能程度。
一、系统需求分析在设计学生教室智慧照明系统前,首先需要对系统需求进行分析。
主要包括以下几个方面:1. 照明效果要求:教室内需要保持适宜的照度水平,满足学生的学习和活动需求。
同时,根据不同的教学活动和时间段,可以调节照明亮度和色温,提供更为舒适的照明环境。
2. 能耗控制要求:教室照明系统需要具备节能功能,通过智能控制,根据教室内人员数量、光照情况和时间等参数来调节照明亮度,降低能耗。
3. 系统稳定性和可靠性要求:智慧照明系统需要具备稳定可靠的性能,能够长时间运行,不出现故障或影响照明效果。
4. 操作便捷性要求:智慧照明系统需要具备易于操作的特点,可以通过手机APP或远程控制器等方式对照明系统进行设置和调节。
二、系统架构设计基于上述需求分析,可以设计以下智慧照明系统的架构。
1. 传感器网络:系统通过安装多个光敏传感器、人体感应传感器和温度传感器等,实时感知教室内的光照强度、人员数量和温度等参数。
2. 智能控制器:通过智能控制器,将传感器采集到的数据进行处理和分析,根据预设的控制策略,对照明系统进行智能调节和控制。
3. 照明设备:系统采用LED照明灯具,具有调光和变色温功能,可以根据控制信号进行亮度和色温的调节,以实现不同的照明效果。
4. 远程控制界面:通过手机APP或远程控制器等方式,实现对智慧照明系统的远程控制和监控,方便用户进行操作和管理。
三、系统功能设计基于系统架构设计,可以设计以下系统功能。
1. 光照自动调节功能:系统根据感知到的光照强度,自动调节照明亮度,在光照较弱时提供足够的光照,保证学生的视觉舒适性。
2. 人感控制功能:系统感知到教室内有人进入时,根据人体感应传感器的信号,自动调整照明亮度和色温,提供适宜的照明环境。
学生教室智慧照明系统图设计方案智能照明系统设计方案背景介绍:随着科技的不断发展,智慧教室已经成为现代学校普遍配备的设施之一。
智慧教室的核心就是智能化的照明系统,为学生提供更加舒适和高效的学习环境。
本文将介绍一个基于智能照明系统的学生教室设计方案。
设计目标:1. 提供舒适的照明环境:适应不同教室活动需求的照明设置,减少眩光和照度不均匀现象。
2. 节能环保:通过自动调光和感应控制,最大程度地减少能源消耗。
3. 智能化控制:通过智能化系统,提供多种控制方式和场景模式。
系统组成:1. 照明设备:选择高效节能的LED灯作为照明光源,LED灯具有较长的寿命和较低的功耗。
2. 感应器:设置在教室各个区域的感应器,通过感知人员的活动来实时调节照明亮度。
3. 光线传感器:安装在教室的顶部,检测室内的自然光照强度,根据室外光照情况自动调节照明亮度。
4. 控制器:连接所有的照明设备和感应器,接收来自传感器的信号并发送指令控制照明设备。
5. 智能手机APP:提供学生和教师远程控制照明系统的功能。
系统工作流程:1. 初始化:根据教室的布局和需求,设置各个区域的感应器和照明设备。
2. 人体感应控制:当感应器检测到有人进入教室,控制器将发送指令给照明设备,打开一定亮度的灯光。
3. 光线感应控制:光线传感器会不断检测室内外光照情况,根据室外光照强度自动调节室内灯光亮度。
4. 教室布局控制:学生和教师可以通过智能手机APP 控制照明系统。
可以根据不同的教学场景和学习需求,设置不同的灯光模式和调光亮度。
5. 能耗优化:当教室没有任何活动时,系统会自动关闭不必要的灯光,以达到节能的目的。
设计优势:1. 自动调光:根据环境光照和人的活动情况,智能照明系统能够自动控制照明亮度,减少眩光和照度不均匀现象,提供更加舒适的学习环境。
2. 节能环保:通过自动调光和感应控制,最大程度地减少能源消耗,提高能源利用效率,达到节能和环保的目标。
3. 智能化控制:学生和教师可以通过智能手机APP控制照明系统,提供多种控制方式和场景模式,增加了操作的便捷性和灵活性。
教室智能照明控制系统的设计随着科技的不断发展,智能化已经渗透到了各个领域,其中智能建筑也成为了研究热点。
在智能建筑中,智能照明系统是其中一个重要的组成部分。
教室作为人们学习工作的场所,如何设计一个智能化的照明控制系统,让学生和老师们能够在舒适的环境中学习和工作,是当前亟待解决的问题。
本文将对教室智能照明控制系统的设计进行阐述,包括系统的结构设计、功能模块设计、使用场景分析等方面。
一、系统结构设计教室智能照明控制系统的结构设计主要包括三个部分:传感器、控制器和执行器。
传感器用于感知教室内的环境信息,包括光照、温度、湿度等参数;控制器用于接收传感器采集到的数据,并进行逻辑判断和控制指令的下发;执行器则是根据控制器的指令来控制灯光的亮度、颜色等参数。
整个系统通过传感器采集环境信息,控制器进行逻辑判断和指令下发,最终通过执行器来实现对照明设备的控制。
二、功能模块设计1. 传感器模块:传感器模块主要包括光照传感器、温度传感器、湿度传感器等,用于感知教室内的环境信息。
光照传感器可以感知光照强度,根据环境光照的强弱来控制灯光的亮度;温度传感器可以感知室内的温度,当温度过高或过低时可以调节灯光的色温来改善环境舒适度;湿度传感器则可以感知室内的湿度,根据湿度的变化来控制灯光的亮度和颜色。
2. 控制器模块:控制器模块主要是对传感器采集到的数据进行处理和分析,然后根据一定的逻辑判断来制定灯光的控制策略。
当光照强度低于一定阈值时,控制器会下发指令来调节灯光的亮度;当室内温度过高或过低时,控制器可以根据预设的温度范围来调节灯光的色温等。
控制器还可以通过与学生老师的手机连接,实现远程控制和定时控制等功能。
3. 执行器模块:执行器模块主要是根据控制器下发的指令来对灯光设备进行控制。
对于智能灯具,可以通过执行器模块实现灯光的调节、开关以及颜色的变化等功能。
三、使用场景分析1. 课堂教学场景:在课堂教学场景下,智能照明控制系统可以根据教室内的光照情况和学生老师的需求来自动调节灯光的亮度和色温,以提高学生们的学习效果和教师的教学效果。
教室led灯参数
教室LED灯的参数主要包括以下几个方面:
1.照度:表示物体明亮的程度,单位为勒克斯(lx)。
教室用LED灯要满足照度要求,照度的测量一般采用光通量的测定方法,即通过测量光源的光输出强度与某一指定参考点的光通量之比来确定。
2.色温:表示光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐
射的颜色相同时所对应的开氏温度数值称为该光源的色温值(cie1931定义)。
3.功率:在学校中使用的灯具其额定功率一般为30W-
50W左右;而在一些特殊情况下使用的大功率灯具如舞台灯光等则需达到上百瓦以上。
4.显色指数:显色指数越高,表示该照明系统越能提供
更好的色彩还原性。
5.安全、节能:LED灯的工作电压一般只有2——
3.6V,工作电流只要0.02——0.03A,也就是说:它消
耗的电不超过0.1W,消耗的电能比相同光效的白炽灯减少90%以上,比节能灯减少70%以上。
6.智能控制:产品可实现智能控制,可实现自动调光、
“上课”、“下课”、“投影”、“自习”、“补光”等多场景智
能控制、远程控制、定时开关、人体感应、用电计
量、节能节电等功能。
以上信息仅供参考,具体参数可能会因品牌和具体型号有所不同。
在选择时,建议阅读产品说明或咨询商家,以获取最准确的信息。
智慧教室灯光系统图设计方案智慧教室灯光系统设计方案一、背景介绍随着科技的不断发展,智慧教育逐渐成为学校教育改革的重要内容之一。
而智慧教室作为智慧教育的重要组成部分之一,其灯光系统设计显得尤为重要。
合理的灯光设计可以提高学生的学习效果和注意力集中度,创造更好的学习环境。
因此,本文将介绍一个智慧教室灯光系统设计方案。
二、设计原则1. 照明均匀性:保证教室内各个角落的照明均匀,避免出现强弱明暗差异。
2. 色温调节:根据教学需要和学生的情绪变化,可调节灯光的色温,例如在阅读或写作时,选择较为柔和的暖色系灯光。
3. 色彩还原性:保证灯光色彩的还原性,使学生能够准确看清教室内的图文信息。
4. 能耗节约:采用智能控制系统,根据教学情况自动调整灯光亮度,减少能耗。
5. 人机互动:通过人机互动的方式,实现灯光的智能控制,提高教学效果。
三、设计方案1. 灯具选择:选择节能环保的LED灯具作为灯光系统的主要光源,具有较长的使用寿命和较低的能耗。
2. 照明布局:根据教室的大小和形状,合理布局灯具,确保照明均匀性。
一般情况下,教室中央采用吊灯进行照明,周围辅助灯光作为补光。
3. 色温调节:采用可调节色温的灯具,例如悬挂灯具可以调节色温,根据需要切换冷暖光。
4. 色彩还原性:选择色彩还原性较好的灯具,确保学生能够清晰看清讲台上的图文信息。
5. 能耗节约:采用智能控制系统,通过感应器或红外线传感器实现对灯光亮度的自动调节,当教室内无人时,灯光自动降低亮度。
6. 人机互动:采用智能面板控制系统,教师可以通过面板调节灯光的亮度、色温等参数,也可以设置预设的灯光模式,例如上课模式、自习模式、讲座模式等。
四、实施步骤1. 确定教室灯光系统的设计方案,并编制相关设计文档。
2. 选择合适的供应商,采购符合设计需求的灯具和智能控制系统设备。
3. 安装灯具和智能控制系统设备,确保正常运行。
4. 进行调试和测试,确保能够实现预设的灯光效果和控制功能。
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目录目录摘要 (I)第一章教室灯光控制器简介与方案分析 (1)1.1教室灯光控制器简介 (1)1.2系统控制方案分析 (1)第二章系统控制模块的硬件设计 (3)2.1系统控制模块的硬件构成及简介 (3)2.2系统控制的主要硬件电路 (3)2.2.1系统主控电路 (3)2.2.2系统供电电路 (4)2.2.3数据采集电路 (5)2.2.4系统时钟电路 (7)2.2.5继电器驱动电路 (8)2.2.6超时报警电路 (8)2.2.7按键控制电路 (9)2.2.8系统看门狗电路 (9)第三章控制模块软件设计 (13)3.1系统监控主程序模块 (13)3.1.1系统自检初始化 (13)3.1.2定时中断处理设计 (14)3.2数据采集模块 (14)3.2.1人体存在传感器的优缺点 (14)3.2.2数据采集软件的实现 (14)3.3时钟模块 (15)3.3.1数据输入输出 (15)3.3.2时钟程序设计 (16)3.4显示驱动模块 (18)第四章系统调试运行及问题分析 (21)4.1单片机系统调试方法及步骤 (21)4.2主要问题分析 (22)第五章总结与展望 (25)5.1总结 (25)5.2展望 (25)致谢 (27)参考文献 (29)第一章教室灯光控制器简介与方案分析第一章教室灯光控制器简介与方案分析1.1教室灯光控制器简介本课题设计的控制器可有效的实现教室灯光的智能控制。
其输入参数主要是人体存在信号和环境光强度信号等外界因素。
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,实验证明这种方案可以实现对教室灯进行智能控制。
教室灯光控制器一般安装在教室内避开电灯直射的位置,且人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。
1.2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。
淮安信息职业技术学院毕业设计论文第二章系统控制模块的硬件设计第二章系统控制模块的硬件设计2.1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2-1 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,随着光照强度的减弱,电阻逐渐增大,把光信号转化成电信号,实现对光强度的检测。
人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品,实现对人体存在的检测。
硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗,具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。
该电路的接口简单、价格低廉、使用方便,被广泛的使用。
系统数据存储及故障保护部分由X5045组成,X5045是一种串行通讯的512字节EEPROM,同时兼有看门狗和电源监控功能键盘模块。
2.2系统控制的主要硬件电路考虑到本系统安装时受环境影响因素比较多,且教室控制设备中的人体存在传感器、光敏三极管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。
2.2.1系统主控电路本系统的主控模块采用AT89S51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,由于合理的安淮安信息职业技术学院毕业设计论文排使用片内RAM空间,所以没有片外扩展的RAM,使电路结构简洁。
该芯片的主要特征见如表2.1:表2.1 AT89S51主要特征AT89S51引脚外围器件引脚说明P0. 0-P0. 7 ULN2803 数码管段码驱动接口P2. 0-P2. 7 PNP-9012基极数码管段码驱动接口P1. 0 X5045SI X5045串行输入端P1. 1 X5045SCK X5045串行时钟端P1. 2 X5045CS X5045片选端P1. 3 X504550 X5045串行输出端P1. 4 工作状态指示灯P1. 5 DS1302CLK DS1302时钟线P1.6 DS1302I/O DS1302数据线P1. 7 DS1302RST DS1302复位线P3. 0- P3. 1 数据采集输入端P3. 3 人体存在传感器输出信号端P3. 4 超时报警信号输入端P3. 7 光敏三极管输入信号端图2-2 单片机最小系统(1) 40(Vcc)20(GND)脚间的电压应有5V 。
(2) 18、19脚分别与20脚间有1.7―2.5V电压(3) 9(RST)脚与GND间电压基本为0 。
(4) 31脚(EA)与20引脚(GND)间电压为5V 。
2.2.2系统供电电路系统供电原理如图2-3所示,采用+5V电压供电。
本设计采用输出电压为9V 的变压器。
系统接通220V交流电源后,将220V交流电变压到9V,经过二极管全波整流、电解电容C1,C2滤波,再经正输出稳压器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的直流电压,第二章系统控制模块的硬件设计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。
.图2-3 系统供电电路2.2.3数据采集电路教室的环境光强度和人体存在与否是系统主要的输入参数,因此教室中的环境光照强度和人体存在成为系统数据采集的主要对象。
常见的环境光强度采集器件主要有光敏二极管和光敏三极管,考虑抗干扰的需要,选用灵敏度较高的光敏三极管。
此外,人体存在传感器要求灵敏度高,可靠性强。
一、环境光强度采集电路光电传感器是一种能够将光转化为电量的传感器。
采用的光敏三极管除了具有光敏二极管将光信号转化为电信号的功能外,还具有对电信号的放大功能。
在无光照时,三极管的穿透电流很小,为暗电流,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。
光敏三极管具有灵敏度高,体积小,工作电压低,工作电流小,发光均匀稳定,响应速度快,寿命长等特点。
环境光采集电路原理如图为2-4所示。
当环境光照强度大于一定程度时,光敏三极管D6呈现低阻状态≤1KΩ,三极管Q12的基极电压升高,Q12管饱和导通,集电极输出低电平。
当环境光强度小于一定程度时,光敏三极管D6呈现高阻状态≥100K,使三极管Q12截止,集电极输出高电平。
其中调节R26阻值,可使三极管Q12受环境光强度影响在适当的亮度下导通。
R2510kQ12NPND6PHOT OR26470k+5v p27淮安信息职业技术学院毕业设计论文图2-4环境光电路二、人体存在信号采集电路人体存在传感器采用HP-208-N-L人体感应模块(低电平输出)。
基于红外线技术的自动控制产品,灵敏度高,可靠性强,广泛应用于各类自动感应电器中。
人体传感器的1号引脚为电源信号端VCC,2号引脚为采集信号输出端OUT,3号引脚为地信号端GND。
其硬件连接如图2-5。
V CCp f图2-5 人体存在信号采集电路HP-208-N-L功能特点:全自动感应:人进入其感应范围则输出低电平,人离开感应范围则自动延时关闭低电平,输出待机时的高电平。
两种触发方式:a.不可重复触发方式:即感应输出低电平后,延时时间段一结束,输出将自动从低电平变为高电平;b.可重复触发方式:即感应输出低电平后,在延时时间段内,如果有人体在其感应范围内活动,其输出将一直保持低电平,直到人离开后至延时结束,低电平跳变为高电平(感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段,并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点).具有感应封锁时间:感应模块在每一次感应输出后,待延时时间一结束,可以紧跟着设置一个封锁时间段,在此时间段内感应器不接受任何感应信号。
此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作,可应用于间隔探测产品;同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。
(此时间可设置在零点几秒—几十秒钟)。
微功耗:静态电流<50微安,特别适合干电池供电的电器产品;输出高电平信号:可方便与各类电路实现对接;技术参数:工作电压:DC4.5V至DC24V均可;输出低电平:0V,待机时的高电平为3.3V;延时时间:可制作范围零点几秒—十几分钟;封锁时间:可制作范围零点几秒—几十秒;第二章系统控制模块的硬件设计触发方式:L不可重复;H可重复;感应范围:<140度锥角,7米以内;工作温度:-20—+70度。
2.2.4系统时钟电路根据教室灯光使用特性,该系统还应受到时间的控制,因此本研究还加入硬件时钟电路以保证系统的智能化运行。
考虑到本系统停电时需为时钟电路提供电源、且不占用太多单片机资源,于是采用具有充电能力的实时时钟芯片DS1302,作为临时性存放数据的RAM寄存器。
此芯片采用的是串行通信方式,还可为掉电保护电源提供充电功能,也可以将此功能关闭。