基于AVR单片机的照明节能控制系统设计

基于单片机控制的智能路灯控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和城市化进程的加速，城市照明系统作为城市基础设施的重要组成部分，其智能化改造已成为提升城市管理水平和节能减排的重要措施。

智能路灯控制系统作为城市照明系统的核心，其设计和实现对于提高路灯的运行效率、降低能耗、增强城市照明的智能化水平具有重要意义。

本文旨在探讨基于单片机控制的智能路灯控制系统的设计方法和实现策略。

本文将介绍智能路灯控制系统的基本概念和功能需求，阐述其在城市照明中的作用和意义。

将详细分析单片机控制系统的工作原理及其在智能路灯控制中的应用，包括单片机的选型、外围设备的选择、控制算法的设计等关键技术问题。

接着，本文将重点介绍智能路灯控制系统的设计流程，包括硬件设计、软件编程、系统测试等环节，并结合实际案例，展示该系统在实际应用中的效果和优势。

本文将对智能路灯控制系统的发展趋势进行展望，探讨未来可能的技术革新和应用拓展。

通过本文的研究和分析，期望能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示，推动智能路灯控制系统的发展，为建设更加智能、节能、环保的城市照明系统贡献力量。

二、智能路灯控制系统总体设计本节将详细介绍基于单片机控制的智能路灯控制系统的总体设计。

该系统设计旨在实现路灯的智能化管理，提高能源利用效率，同时确保道路照明质量。

能效优化：通过精确控制路灯的开关和亮度，减少能源浪费，实现节能减排。

单片机控制单元：作为系统的核心，负责处理传感器数据，控制路灯的开关和亮度。

传感器单元：包括光强传感器和运动传感器，用于检测环境光线强度和行人车辆流动情况。

单片机根据传感器数据，通过预设的控制算法，决定路灯的开关和亮度。

通信协议：采用稳定可靠的通信协议，确保数据传输的实时性和安全性。

三、单片机控制模块设计单片机控制模块是整个智能路灯控制系统的核心部分，负责接收传感器信号、执行控制逻辑、以及驱动路灯的开关。

在本设计中，我们采用了广泛应用的STC89C52单片机作为核心控制器。

基于单片机的教室照明节能控制系统【摘要】教室的照明系统是教室能源消耗的主要形式。

国家提倡节约型社会建设，节能减排已经摆在学校后勤部门的面前，教室的照明能耗的降低，减少不必要的能源浪费势在必行，照明节能的智能控制最优的选择就是单片机，利用传感器接受收集信号，反馈给单片机，再由它发出指令控制照明系统的开关，有效的解决了教室照明节能的系统控制。

【关键词】单片机；照明；节能控制；传感器0.引言随着社会的发展，人们对能源的消耗越来越大，能源的缺口也越发增加，节约型社会建设成为大家的共识，可持续发展是我们转变发现模式的终极目标，绿色能源号角已经吹起。

学校是一个人口密集的公共场所，能源消耗大，转变传统的能源使用方式，有效地降低能源浪费，是摆在学校物业管理人员面前的一个重要课题，教室的照明是一个主要的能源消耗方式，没人的时候自动关闭，白天光线好的时候不必开启，人少且集中在一块的时候局部开启等等这种智能的教室照明节能控制系统主要依靠的是单片机作为核心。

1.单片机设计的基本方案[1]教室照明节能控制系统的基本设计方案是：软件的成本远远低于购买各种硬件，在可能的情况下，多设计软控制，少设计硬控制，将有效降低该控制系统的运行使用成本。

各个设计模块接收中断信息和调取各段分指令程序来实现各种任务。

首先，阳光光线较好的白天里，传感装置中的光敏传感器密切关注阳光的强度，遇到阴雨天是，光敏传感器将发出光线不好的信号数据，反馈为单片机，单片机调取预想设计好的程序，加以执行，控制教室里的照明电源开启。

其次，白天晚上的区分依靠的是单片机中的时钟模块，到了晚上6点钟单片机中的始终模块调取程序，发出指令定时开启教室中的照明电源，到了10点晚自习结束的时候，时钟模块定时发出指令关闭教室中的照明电源，时钟模块设计时考虑的不光是自动控制开关，还要给人工操作留好系统后门，因为晚自习的时间是随着学期的不同而变化的，夏季天黑的晚，冬季天黑的早，晴天天黑的晚，阴雨天天黑的早这些也是要考虑在时钟模块的设计之中的。

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。

文献综述电子信息工程基于AVR单片机LED的自适应调光系统设计1前言部分（阐明课题的研究背景和意义）LED是Light Emitting Diode的缩写，翻译成中文为“LED”，这是一种可以发光的半导体元件，具有二极管的电子特性。

在20世纪70年代，LED最早应用作指示灯、文字和数字显示。

随着科技的发展，第三代半导体材料氮化镓(GAY)的突破[1]，高亮度蓝光二极管的出现解决了发光二极管的三原色缺色问题，因而彻底解决了大屏幕全彩色显示问题，有了红橙黄绿青蓝紫七种色彩，更加重要的是由此产生了白光半导体灯[2]。

随着白光发光二极管的出现，LED开始慢慢走进了人们的日常生活。

LED是一种半导体发光器件，它可以将电能转变为光能，是固态光源[3]。

高亮度白光LED的成功开发，使得LED在照明领域得到了推广，使照明技术进入一个新的时代。

LED具有寿命长、启动时间短、色彩丰富饱满、无紫外线、可做全彩变化、低压安全等特点，是一种新型的绿色光源。

LED不仅可用于大型交通照明、广告显示屏、建筑和城市重点建筑的夜景照明，而且正在逐渐成为普通车辆的标准配置。

目前，白光LED已成为便携式电子产品显示屏的主要光源，并朝日常照明应用的方向发展。

LED技术的发展引起了国内外的普遍关注，如今已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产业。

LED产品的开发、研制和生产已经成为发展前景十分诱人的朝阳产业[4]。

如今，随着LED技术的不断应用以及潜在的市场，LED发展潜能巨大。

许多研究表明在本世纪的前几十年，LED产业将会继续快速发展。

因此，白光LED被普遍认为是在未来最有可能替代传统照明灯具的一种新型灯具。

作为新型的发光器件，LED具有体积小、寿命长、效率高、节能、环保等优点，能量转化效率很高，从理论上来讲，发射相同光通量的耗电量大约是白炽灯的10％[5]，和荧光灯相比，LED也可以达到50％的节能效果[6]。

照明用电占发电总量的比例在在我国为10‰，在发达国家占19％，并且在我国是以低效照明为主，是终端节电的主要对象之一。

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…………………………………………………………………………………………..1 引言1.1研究背景如今普遍高校都是开放型的管理模式，高校的教室在白天室内照度很高的情况下，仍然普遍存在开灯作业；即使是很少的时候也是整个教室的灯全亮着。

基于单片机的教室节能照明系统毕业论文目录摘要----------------------------------------------------------1 ABSTRACT--------------------------------------------------2 1.引言--------------------------------------------------------51.1本课题研究的意义----------------------------------------51.2国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题------------51.3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------------------------------------------71.4本课题拟解决的关键问------------------------------------82.教室灯光控制器简介及控制方案的分析---------------------82.1教室灯光控制器简介--------------------------------------82.2系统控制方案的分析--------------------------------------83.系统控制模块的硬件设计-----------------------------------93.1控制模块的硬件构成--------------------------------------93.2控制系统的主要硬件电路--------------------------- ------9 3.2.1系统主控电路-------------------------------------10 3.2.2在线编程模块电路---------------------------------10 3.2.3系统供电电路-------------------------------------11 3.2.4数据采集电路-------------------------------------123.2.5系统时钟电路-------------------------------------16 3.2.6系统看门狗电路-----------------------------------19 3.2.7继电器驱动接口电路--------------------------- ---21 3.2.8超时报警电路-------------------------------------214控制模块软件设计与开发-----------------------------------224.1系统监控主程序模块-------------------------------------23 4.1.1系统自检初始化-----------------------------------234.1.2定时中断处理-------------------------------------24 4.1.3多任务操作系统的构建-----------------------------244.2数据采集模块-------------------------------------------25 4.2.1人体存在传感器的优缺点---------------------------25 4.2.2数据采集软件设计的实现---------------------------25 4.2.3人体存在传感器的抗干扰措施-----------------------26 4.2.4人体存在传感器的安装要求-------------------------274.3时钟模块-----------------------------------------------27 4.3.1数据输入输出-------------------------------------27 4.3.2时钟内部寄存器的使用-----------------------------28 4.3.3时钟自检初始化-----------------------------------29 4.3.4时钟程序设计-------------------------------------304.4显示驱动模块-------------------------------------------304.4.1 ULN2803驱动器的应用-----------------------------32 4.4.2显示程序设计-------------------------------------324.5系统键功能---------------------------------------------33 4.5.1键功能处理程序-----------------------------------335系统调试运行及问题分析-----------------------------------345.1单片机系统调试方法及步骤-------------------------------34 5.2出现的主要问题及分析解决-------------------------------356.结论和建议-------------------------------------------------366.1结论---------------------------------------------------366.2建议---------------------------------------------------377.致谢--------------------------------------------------------38 参考文献-----------------------------------------------------39附图A--------------------------------------------------------40附图B -------------------------------------------------------41附录一 ------------------------------------------------------42 附录二-------------------------------------------------------441.引言1.1本课题研究的意义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。

基于单片机的教室节能控制系统设计研究
基于单片机的教室节能控制系统设计研究
摘要:目前,高校教室照明系统存在严重电能资源浪费现象,在这种背景下对高校教室现有的能源资源调配管理系统进行技术升级改造研究就显得非常重要。

本文设计了一套基于单片机和CAN总线的高校教学楼教室节能控制系统,通过传感器将教室内部的光照强度、人员数量等信号数据采集到单片机系统中,由单片机实现教室灯光等资源的合理调配节能经济控制管理,从而达到节电节能经济运行的技术升级改造目的。

关键词:单片机高校教室节能降耗
按照教室等公共区域的照明设计规范可知,教室照明功率密度通常按照10W/m2进行设,也就是说如果一个标准教室按照96m2进行设计,则按照其照明系统从早晨8点到晚上9点正常运行13个小时,每个教室每个教学年度按160kw·h,整个学校共有210间教室进行计算,如果采用相关先进控制技术手段将其照明系统的节电能力提高30%,则全年大约可以节约电能资源2.28×105kw·h,如果按照单位电能0.5元进行计算,则全年可以节约电费额为12万元左右,而且上述估算分析中还没有考虑教室照明系统的线损、灯具使用寿命等因素,因此,对教室照明系统等进行节能技术升级改造,其所获得的经济效益十分可观,是学校教室建筑节能降耗研究的一个重要内容。

1 教室灯光节能控制器控制简介。

毕业设计（论文）题目：基于单片机的高校节能灯光控制系统的设计学院：信息与控制学院摘要现在的大学，由于学校开放型的管理模式，加之学生节能意识的淡薄，学校的很多教室在白天室内照度很高的情况下，仍然存在开灯现象；或者夜间许多教室，即使仅有几个学生在教室自习，但教室内照明全部开启。

长明灯到处都是，人离开不熄灯的现象处处可见。

这种有意和无意的浪费，不仅是浪费了国家资源，而且给学校带来了沉重的负担。

本文设计了基于单片机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。

本系统以AT89S52单片机为主控制器，实现了控制与警告提示等功能。

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，从而达到节能的目的。

关键词：灯光控制系统；AT89S52；热释电；节能；AD采集电路AbstractNowdays, due to the open management style and students’ weak energy-saving awareness in high school, lights in many classrooms are kept on at the day time with the high brightness, and also, lights are all on in a room with only a few students studying at night. We can find the ever-burning lamps everywhere. Those conscious and unconscious waste lead to the squandering national resources, meanwhile, it brings colleges a tremendous burden.This passage displays an efficient energy control method based on the principles of SCM indoor lighting control system. This system achieved the control and alert function with AT89S52 SCM as its main controller. It adopted the advanced technology of ripe sensing and computer control method, based on the characters to control the lighting condition of classroom so as to save energy.Keywords: Lighting control system; AT89S52; Pyroelectric; Energy saving; AD acquisition circuit目录绪论 (1)1 教室灯光控制器简介及控制方案的分析 (3)1.1 教室灯光控制器简介 (3)1.2 系统控制方案的分析 (3)1.2.1 硬件方案论证 (3)1.2.2 微处理器的选择 (3)1.2.3 传感器的选择 (4)2 系统控制模块的硬件设计 (5)2.1 控制模块的硬件构成 (5)2.2 控制系统的主要硬件电路 (5)2.2.1 AT89S52单片机 (5)2.2.2 光线强度检测模块 (10)2.2.3 单片机对ADC0832的控制 (13)2.2.4 热释电红外人体检测模块电路 (14)2.2.5 按键管理模块电路 (17)2.2.6 超时报警电路 (17)2.2.7 系统的其他模块 (18)3 控制模块软件设计与开发 (21)3.1 系统监控主程序模块 (21)3.1.1 系统自检初始化 (22)3.1.2 定时中断处理 (22)3.1.3 ADC0832数据读取程序流程 (23)3.2 数据采集的实现 (24)3.3 系统键功能 (25)3.4 系统显示功能 (26)3.7 看门狗模块 (27)3.8 超时报警系统 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 系统电路原理图 (33)附录B 系统源程序 (34)附录C 硬件实物图 (45)绪论随着科学技术和社会经济的发展，人们的生活水平在不断提高，导致用电量的加剧，又因为世界性的能源危机，能源缺乏已成为世界所面临的重大问题。

科技广场2010.80引言自爱迪生点亮了我们的世界，照明就成了我们生活中不可或缺的一部分。

传统的照明系统配有传统镇流器的日光灯以100HZ的频率闪动，这种频闪会使眼睛疲劳。

智能照明系统的可调光电子镇流器是工作在40-70HZ的频率中，这样不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定，为人们提供了健康、舒适的环境。

最重要的是它能进行预设，它不仅可控制照明光源的发光时间、亮度，而且能在不同的应用场合做出相应的灯光场景。

智能照明系统是整个智能家居的基础部分，为了使用方便，我们采用人体红外感应作为感应开关，当有人走到感应区域的时候灯就会自动打开，较于传统开关灯更加的深入人心。

另外智能控制照明系统还能达到节约能源的目的，借助不同的智能元件对系统进行控制。

采用光敏检测对不同时间不同环境的光照度进行检测，检测后通过A/D转换控制LED灯的点亮频率和占空比来实现调光节能，这种自动调节亮度的方式，充分利用了室外的自然光，达到了环保节能效果。

1方案论证与比较该系统可自由控制灯的亮度、颜色和情景模式，另外还加入自动检测亮度调节和人体红外感应开关等功能。

首先确定了该系统分为控制模块（包括主机和分机控制）、触摸模块、电源模块、无线接收发送模块、人体红外感应模块和环境亮度检测模块构成。

系统框图如图一所示：基于Atmega128单片机的智能照明系统设计Atmega128-based Design of Intelligent Lighting System张仁朝谢谨Zhang Renchao Xie Jin（广州铁路职业技术学院，广东广州510430）（Guangzhou Institute of Railway Technology，Guangdong Guangzhou510430）摘要：本文主要采用AVR单片机Atmega128作为主机控制器，辅以太阳能充电电源模块、触摸控制模块、无线发送模块，分机采用单片机Atmega8L作为控制，以无线接收模块、人体红外感应检测模块、环境亮度检测模块、LED照明模块，总体构成了一个基于单片机控制的智能照明系统。

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。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：单片机；光信号；微型计算机；节能 The Control System for Intelligent Lighting Based on Single–chip Microcomputer 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 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。 In this paper,the Indoor Lighting Control System Based on AT89C51 and its principle are introduced. Some effective and energy saving control strategys of lighting system are brought forward. The current system uses a relatively mature sensor technology and computer control technology ，using multi-parameter to achieve the school classroom indoor lighting control. The system includes hardware and software design in two parts. When work,the optical signal sampling circuit collecting lighting intensity,indoor collecting of human signal acquisition circuit if anyone,whether for work time and other information and signal to the microcontroller,MCUcontrol circuiti based on these information through the switching operation of lighting equipment in order to achieve lightingcontrols to sava energy.