教室灯光自动控制系统
教室灯光自动控制系统
The Auto -control System of Classroom
Lights
目录
绪论 (1)
1 教室灯光自动控制整体描述 (3)
1.1 灯光控制总体思想 (3)
1.2 灯光控制方案分析 (4)
2 硬件电路设计 (5)
2.1 控制核心模块 (5)
2.2 教室人数检测模块 (6)
2.2.1 热释电红外传感器的原理 (6)
2.2.2 教室人数检测模块的功能实现 (8)
2.3 教室光照强度检测模块 (9)
2.3.1 光敏三极管的选择及功能简述 (9)
2.3.2 光敏三极管检测光强原理及其模拟形式 (10)
2.4 灯控模拟模块 (11)
2.5 液晶显示和报警模块 (11)
3 系统程序设计 (13)
3.1 系统主程序流程图 (13)
3.2 系统子程序流程图 (14)
3.2.1 按键控制流程图 (14)
3.2.2 液晶显示控制流程图 (15)
4 系统仿真 (16)
结论 (17)
参考文献 (18)
致谢.................................................................................... 错误！未定义书签。
插图索引
图1 设计方案流程图 (3)
图2 系统方框设计图 (4)
图3 单片机最小系统 (5)
图4 双探测元热释电红外传感器 (6)
图5 热释电信号调节电路 (7)
图6 BISS0001外引线连接图 (8)
图7 红外检测模块示意图 (9)
图8 感光信号采集模拟电路 (10)
图9 灯控区模拟 (11)
图10 液晶显示图 (12)
图11 系统主流程图 (13)
图12 按键控制流程图 (14)
图13 显示子程序流程图 (15)
图14 系统整体仿真图 (16)
教室灯光自动控制系统
摘要
本研究针对教室灯光的控制现状及用电大量浪费的现象，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制的设计思路。该系统以AT89C52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外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，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
【关键词】：教室灯光控制热释红外传感器光敏电阻 AT89C52
The Auto -control System of Classroom Lights
Abstract
This study of intelligent control classroom lamplight, analyzes the current situation of the development of the classroom light of intelligent control principle and method, is proposed based on single-chip microcomputer intelligent control of the classroom lamplight design. This system to AT89C52 single chip computer as control device of intelligent parts, adopts heat release infrared sensor detects the release of human existence and adopts photoconductive resistance constitutes circuit testing environment light intensity. According to the classroom light conditions and the measured the signal of human body system and ambient light, the system can make reasonable and intelligent judgment and then controls the work of classroom lighting circuit .It is a effective way to avoid the classroom of waste electricity. Small volume, convenient control, high reliability, high specificity and price reasonable make this system satisfy the advanta ges of large, secondary technical schools classroom light control requirements and greatly reach energy-saving purpose.
【Key words】heat release infrared sensor photoconductive dynatron A T89C52
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，但针对教室灯光的控制智能系统还不是很完善，依然是人工管理占主导地位。现在伴随各类大、中专院校的扩招，教学楼不断扩建，教室用电负荷不断加大，教室用电系统管理不善，造成学校资源的浪费与经济损失，这种做法显然与当今节约能源的理念相违背。
当今许多教室采用比较传统的照明系统：在主电源经过一个配电箱分出多个支路，这些支路再分别向灯具供电，然后再通过串接在照明中的单双极开关来通断供电线路[9]，所以该控制系统只能通过开关来控制灯具，无法实现比较人性化、多功能化的系统管理。如在国内外有些灯光控制系统采用声控形式但是其没有经过单片机等芯片的处理使用仍是将采集信号处理后传递给逻辑电路来进行灯光控制，假使外界条件恶劣如有噪声等仍会造成电能的浪费，而且逻辑电路只能实现较少功能，综合而言，整个系统虽然简单但是功
能不全，而且无法人性化控制。现代自动化程度不断提高，计算机技术不断普及应用，教室灯光系统也应朝着更人性化智能化得方向发展。本系统采用热释电红外传感器和光敏三极管来感知人体信息和外部光照环境改变，并通过单片机及软件编程的技术实现灯光系统的控制，达到了部分智能化的控制。
课题研究的目的和主要内容：
主要研究目的
基于AT89C52单片机的教室灯光智能设计
加强灯光控制智能化理念
主要研究内容
（1）灯光控制方案的研究；
（2）灯光检测方案的研究；
（3）教室内人数检测方案的研究；
（4）热释电红外传感器的信息处理；
（5）人体与光照环境信号采集与处理；
（6）开发单片机系统；
（7）实验测试与数据分析。
1 教室灯光自动控制整体描述
1.1 灯光控制总体思想
该系统以AT89S52单片机[8]作为控制装置的智能部件，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，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制。整体系统由人体传感器感应信号，再送入单片机进行处理，再由单片机控制控制教室灯光。同时将环境亮度检测、人工控制、报警控制等功能加入到系统中。
系统设计流程图如下：
系统方案分析
器件分析选择
软件设计
硬件设计
仿真设计
调试
整体综合
图1设计方案流程图
1.2 灯光控制方案分析
本电路具有对教室内的人数进行统计和对光照情况进行鉴定的功能，并对灯光进行实时控制，达到方便和节约能源的目的。电路有两种控制方式：自动控制状态和强制执行状态。
自动控制状态：电路上点复位后自动处于自动控制状态，当环境光照充足时且教室光照强度大于设定值时，不管有没有人，灯都不亮。若教室光照强度小于设定值，控制会根据人数多少来确定灯的开关，如果有人进入教室，红外传感器感应到后把信号经过隔离缓冲送到CPU 且数码显示电路显示人数为1，同样再有人进出则显示器上数字自动加减1。
强制执行状态：在电路正常工作的情况下，按下强制开关可以通过人对教室灯进行强行控制，再通过按下此按钮也可以恢复到自动控制状态[6]。
系统框图如下：
图2 系统方框设计图
单片机AT89C52
光敏电阻探测
组件
隔离缓冲器
热释红外传感
器组件
强制开关组件
受控灯系统
报警系统
计数电路
2 硬件电路设计
2.1 控制核心模块
本系统采用STC89C52单片机处理芯片[5]，其特点是外围电路简单，价格低廉，虽然此款单片机的工作频率相对较低，但本设计对频率要求不高，能够满足本设计的要求。另外此款单片机有32个I/O 端口，方便了设计的需要。图10为单片机最小系统。因为51单片机的P0口驱动电流小，因此需要外加上拉电阻。单片机最小系统主要还有晶振电路以、复位电路、及报警电路。由于蜂鸣器需要的驱动电流较大，单片机I/O 端口不能直接驱动，所以通过一个三极管进行电流放大。
当教室里面没有人时系统会通过热释电红外感应无人信息，传递给单片机进行处理后使教室里面（即控制区）的灯全部关闭。知道下次有人进来时才点亮。
同时当人出去后蜂鸣器报警然后灯关闭。本报警电路由蜂鸣器、三极管、非门组成。如图所示：
图3 单片机最小系统
X1
11.0529M
C2
30p
C3
30p
X1
X2RESET
C1
10u
G N D
R2
1k
R3
10k
G N D
RST
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX
2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.7
8
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD 17
P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1
AT89C52
WR RS X1
X2
RST LCDEN
EOC START P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.7
P2.6P1.6P1.4P1.5P1.2P1.1P1.3P1.0P3.0FM 23456789
1RP1
RESPACK-8
+5V
D0D1D2D3D4D5D6D7P3.2P1.7
V C C
最小系统
D0D1D2D3
D4D5D6D7
2.2 教室人数检测模块
2.2.1 热释电红外传感器的原理
热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。不同的是热释电红外传感器[2]的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰，该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达104M欧姆，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式(即源极跟随器)来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。
图4双探测元热释电红外传感器
图4是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图。使用时D 端接电源正极，G端接电源负极，S端为信号输出。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得
到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。
信号经过热释电红外传感器之后，产生的波形不能为单片机所接受，中间必须有一个信号调节电路。本系统采用BISS0001[1]集成电路可将传感器的信号转换为标准的高低电平。其电路原理图如图5所示。
图5热释电信号调节电路
BISS0001芯片的引脚图如图6所示，各引脚的定义和功能如下：
V DD——工作电源正端。范围为3~5V。
V SS——工作电源负端。一般接0V。
I B——运算放大器偏置电流设置端。经R B接V SS端，R B取值为1M左右。
1 IN-——第一级运放放大器的反相输入端。
1 IN+——第一级运放放大器的同相输入端。
1 OUT——第一级运算放大器的输出端。
2 IN-——第二级运算放大器的反相输出端。
2 OUT——第二级运算放大器的输出端。
V C——触发禁止端。当V C
V RF——参考电压及复位输入端。一般接V DD。接“0”时可使定时器复位。
A——可重复触发和不可重复触发控制端。当A=“1”时，允许重复触发，当A=“0”时，不可重复触发。
V o——控制信号输出端。由Vs上跳边沿触发使V o从低电平跳变到高电平时为有效触发。在输出延时间T X之外和无Vs上跳变时V o为低电平状态。
图6BISS0001外引线连接图
RR1RC1——输出延迟时间T X的调节端。T X≈49152R1C1。
RR2 RC 2——触发封销时间T I的调节端。T X≈24R2C 2。
BISS0001芯片的特点是：
(1) CMOS数模混合专用集成电路。
(2) 具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号与处理。
(3) 双向鉴幅器，可有效抑制干扰。
(4) 内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调节范围宽。
(5) 内置参考电压。
2.2.2 教室人数检测模块的功能实现
热释电红外传感器采集到的信号首先由BISS0001芯片[1]在不可重复触发工作方式下经一、二级运算放大器、双向鉴幅器、延时器等处理后变成比较标准的高低电平后，将此标准信号接到单片机上的P2口上，并对相应引脚通过软件方法对引脚信号进行检测来统计进入教室的学生人数。另外也可以将它接到中断引脚采用外部中断的方法将采集到得信号转化成统计的进入到教室里的人数。对于本系统，采用普通引脚信号检测的方法用两个热释电红外传感器：一个放在前门用来感应进来教室的人体信号；另一个放在后门用来感应从教室出去的人体信号，来实现对进出教室的人数的检测。若此部分通过两个开关来模拟热释电红外传感器感应信号的情况如下图所示：
图7 红外检测模块示意图
2.3 教室光照强度检测模块
2.3.1 光敏三极管的选择及功能简述
光照强度检测采用的是光敏三极管[2]。光敏三极管与普通半导体三极管一样，是采用半导体制作工艺制成的具有NPN 或PNP 结构的半导体管它在结构上与半导体三极管相似，它的引出电极通常只有两个，也有三个的。
光敏三极管的结构为适应光电转换的要求，它的基区面积做得较大，发射区面积做得较小，入射光主要被基区吸收。和光敏二极管一样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光线通过透镜集中照射在芯片上。
将光敏三极管接在图6所示的电路中，光敏三极管的集电极接正电位，其发射极接负电位。当无光照射时，流过光敏三极管的电流，就是正常情况下光敏三极管集电极与发射极之间的穿透电流Iceo 它也是光敏三极管的暗电流，其大小为Iceo =(1 + hFE) I 式中: Icbo---集电极与基极间的饱和电流;hFE ---共发射极直流放大系数。
当有光照射在基区时，激发产生的电子--空穴对增加了少数载流子的浓度，使集电结反向饱和电流大大增加，这就是光敏三极管集电结的光生电流。该电流注入发射结进行放大，成为光敏三极管集电极与发射极间电流它就是光敏三极管的光电流。可以看出，光敏三极管利用普通半导体三极管的放大
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX
2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.7
8
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD 17
P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1
AT89C52
WR RS X1
X2
RST
LCDEN EOC START P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.7
P2.6P1.6P1.4P1.5P1.2P1.1P1.3P1.0P3.0FM D0D1D2D3D4D5D6D7
P3.2JIN
P2.6
P1.7
V C C
FORCE
P2.5
MODE
CHU
P2.7
P2.4
作用，将光敏二极管的光电流放大了( I + hFE) 倍。所以，光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。
光敏三极管产品特点：
(1) 灵敏度高，响应速度快，易与晶体管、集成电路相匹配；
(2) 带有基极引出线的光敏管，可以在基极上施加相应偏置电压，进行信号调制；
(3) 体积小，重量轻，寿命长，可靠性高；
(4) 金属玻璃封装的器件，具有玻璃表面耐磨性好、光洁度高、耐焊接、耐高低温性能好等。
2.3.2 光敏三极管检测光强原理及其模拟形式
光敏三极管本身就是一个放大器，但是由于外界环境（如温度等）对其干扰较大，我们需要另外一个集成运放电路对它的信号进行进一步的放大，使其检测转化的范围大一点[11]。另外再放大的电流信号后面接上一个电阻（范围在1K-3K 之间），将电流信号转化成电压信号。该电压信号通过AD 转换后变成相对稳定的值后通过软件设置定值并与其进行比较，从而达到对光信号的检测目的。
此部分由一个滑动变阻器、AD 转换芯片(ADC0808)[12] 构成，由滑动变阻器来模拟光线的强弱控制，通过AD 转换后蒋模拟量转化为单片机可以处理的数字量并且信号通过P1口来传递给AT89C52单片机进行处理。
如图所示：
OUT121ADD B 24ADD A 25ADD C 23VREF(+)12VREF(-)16
IN31IN42IN53IN64IN75START 6OUT58EOC 7OE
9
CLOCK
10OUT220OUT714OUT615OUT8
17
OUT418OUT319IN228IN127IN026ALE 22U2
ADC0808
U2(CLOCK)EOC START
P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0
RV1(3)
42%
RV1
1k
+5v
图8 感光信号采集模拟电路
2.4 灯控模拟模块
本控制系统用四个按钮分别来表示进出门情况、强制开关、模式开关。强制控制与自动控制模式的转换按钮功能如下：先按下MODE 再对FORCE 键进行控制，当按下MODE 后第一次按下FORCE 时灯控区有一半的灯亮，第二次按下FORCE 时灯控区灯全亮，第三次按下FORCE 时灯控区的灯全部熄灭；当你再次按下MODE 键时FORCCE 键就失效了，只有再次按下MODE 它才可以控制。 如图所示：
图9 灯控区模拟
2.5 液晶显示和报警模块
本设计使用的LM016L 液晶模块采用HD44780控制器[8]。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动、闪烁等功能。LM016L 与单片机MUC 通信可采用8位或者4位并行传输两种方式。HD44780控制器由两个8位寄存器、指令寄存器（IR ）和数据寄存器(DR)、忙标志显示数据(BF)、字符发生器(ROM)、显示数据（RAM ）、地址计数器等组成。IR 用于寄存器指令码，只能写入不能读出；DR 用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM 和CGRAM ，或者暂存从DDRAM 和CGRAM 读出数据。BF 为1时，液晶模块处于内部处理模式，不响应外部操作指令和接受数据。DDRAM 用来存储显示字符，能存储80个字符码。CGRAM 由8位字符码生成5*7点阵字符160种和5*10点阵字符32种。AC 可以存储DDRAM 和CGRAM 的地
JIN
P2.6
D1
LED-RED
D2
LED-RED
P3.0
+5v
灯控区
FORCE
P2.5
MODE
CHU
P2.7
P2.4
P3.2
址，如果地址码随指令写入IR ，则IR 自动把地址码装入AC ，同时选择DDRAM 或者CGRAM 单元。LM016液晶模块的引脚功能如下：
V DD ——工作电源正端。范围为3~5V 。 V SS ——工作电源负端。一般接0V 。
RS ——高电平时数据线上为数据信号；低电平是为指令信号。 RW -——高电平时为读数据模式；低电平时为写数据模式。 E ——使能信号端。 DB0~DB7——数据线。 如图所示：
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07
E 6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
G N D R S V C C
W R D 0D 1D 3D 4D 5L C D E N
D 2D 6D 7
RV2
1k
人数显示
图10 液晶显示图
3 系统程序设计
系统软件设计主要完成采集红外传感器的信号和根据当前设置状态自动对教室内灯光系统进行控制。主要包括处理、键盘扫描、数据处理、结果显示。
3.1 系统主程序流程图
该流程图描述的是整个流程的控制情况。首先上电复位后系统处于自动控制状态。此时当有人进出教室时液晶显示屏会自动显示人数的加减情况，并且根据人数的多少与光强的大小来控制教室里灯的亮灭。按下强制转换按钮后系统转化为强制控制状态，此时通过人工来控制教室灯的点亮情况。
图11 系统主流程
启动
初始化
系统处于强制控制状态lig-m ode 加一
强制按钮按
下？
系统处于自动控制
状态
L ig-m ode=0
L ig-m ode=1
有人出去？
有人进入？
人数减1
人数加1Flag=1
显示人数
人数》1？
Flag=1？
报警
室内光强很
强？
亮灯
灭灯
L ig-m ode=2
Y es
N o
N o
N o
N o
N o
Y es
Y es
Y es
Y es
N o
N o
Y es
N o
Y es
N o
3.2 系统子程序流程图
3.2.1 按键控制流程图
此流程图是描述用按键模拟红外检测人数变化和用滑动变阻器模拟光敏三极管检测光强变化的情况。在自动控制状态时，按下jin 按键则液晶屏显示人数加1，按下chu 按键则液晶屏显示人数减1。当人数大于10且光强没有超过上限值是灯全亮，当人数小于10时则灯亮一半。处于强制状态时则有人
工控制灯亮情况。
图12 按键控制流程图
开始
初始化Flag=1
Mode 按下？
灯全亮
灯半数亮
灯不亮
No
Jin 按下人数加1
Chu 按下
人数减1
光照够强
Yes
人数》10
Yes
No
No
Force=0
Yes
Force=1
No
Yes
No
液晶显示
结束
3.2.2 液晶显示控制流程图
此流程图为液晶显示的情况。首先是对液晶进行初始化，在对信息进行检测，最后对相应信息进行显示。
图13 显示子程序流程图
液晶初始化
启动检测 Y
N
显示人数与光强
获取信息值
显 示
教室灯光智能控制系统
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
基于单片机的智能照明控制系统设计[1]
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…………………………………………………………………………………………..
快思聪灯光智能照明控制系统方案
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
智能教室灯光
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述： 文献综述 基于单片机的教室照明控制系统设计的研究 摘要：本文详细介绍了基于单片机的教室照明系统设计，可以有效的节约教室照明系统所耗能源，响应国家号召建设节约型社会的政策。系统以单片机为中心，辅以红外检测模块，光照检测模块，报警声光模块以及灯光控制模块组成完整的控制系统。通过红外检测模块对教室进出人数进行计数，单片机根据需要控制照明系统工作。并且系统还设计了报警模块，对系统可能的误判作出弥补[1]。系统综合考虑了照明系统设计的可实现性与实用性，妥善地处理好强弱电之间的连接以及单片机工作稳定性问题。关键词：A T89C52 照明系统热释电传感器 Abstract: Design of Lighting Systems Based On Microcontroller ABSTRACT: To respond to the n ational policy of building a conservation-based social, this paper describes a lighting system based on single chip designed with classroom use, which can effectively save the energy consumption o f the system. Centered on microcontroller, the system supplemented by infrared detection module, light detection module, the alarm sound and light module and control modules complete control sy stem. By infrared detection module to count the number of classrooms, the microcontroller accord ing to the need to control lighting systems work. And the system also designs alarm module of the system to compensate for a possible miscarriage of justice. Considering the lighting system design and practicality can be achieved and properly handle the connection between strong and weak ele ctricity, and stability of microcontroller work. Key words: AT89C51 Lighting Systems Pyroelect ric Sensor 1教室灯光智能控制器系统研究背景 中国经济持续多年的高速发展让能源问题日益突出。虽然我国能源总储量不低，但由 于我国人口众多，所以人均储量少，单位产值的能耗是发达国家的3-10倍。能源问题已成为制约我国国民经济发展的关键问题。从环境和自然资源角度出发，能源问题也是我国长期可持续发展战略中一个关键因素。此外，能源问题不仅关系经济发展和环境生态，在特定情况下还会对社会稳定有很大影响。鉴于能源问题的重要性，我国在绿色照明工程新闻发布，绿色照明工程未来五年问将在公用设旅、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯，节电290亿度电。上海、河北等一些地方采取政府对节能灯大宗采购每只补贴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 1：6.25上升到目前的1：1.5。目前，我国照明用电约占社会总用电量12%，采用高效照明产品代替传统的低效照明产品可节电60%-80%。如今，北京正在大力推行绿色照明工程，己推出上百万只绿色照明光源和部分节能电器，据估算年节约用电可达3442万千瓦时，节约电费2519.7万元。政府已经在商厦、学校、医院
智能照明系统设计方案
智能照明系统 1、概述 办公环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。现代办公楼的照明已经成为直接影响办公效率的主要因素之一，因此,越来越引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为现代智能办公大楼的一个重要内容。据国内外有关资料介绍，办公照明用电量占整幢大楼能耗的约1/3，办公照明的设备费用（包括照明器件和配布线工程费）约占电气工程费用的10%以上，因此选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，不仅能大大简化穿管布线的工作量，而且能有效地节约能源，降低用户运行费用，提高大楼管理水准，具有极大的经济意义和社会效益。在一些欧美发达国家，照明系统的智能化控制已成为智能化大楼不可分割的组成部分，而且应用范围越来越广。 智能照明控制系统的技术，随着现代建筑技术的发展而不断更新以适应各种建筑结构布局，不同灯具的选配，实现多样化的控制模式。由于这是一个开放式的系统，采用标准接口可以方便地与其它系统诸如BA、安保、消防等相互连接完成系统集成功能；同时利用系统配备的监控软件，大楼管理工作人员借助“友好”的用户界面，能极其方便地遥控、监控大楼所有控制设备的工作状态。 2、智能照明系统 长期以来智能照明在国内一直受到忽视，绝大多数建筑物仍然沿用传统照明控制方式。部分智能区域照明和定时开关功能，很难实现调光、场景控制等负责多变的功能，澳洲奇胜的C－BUS正是为了满足这些更高的照明需求而开发出来的新一代智能照明控制系统。就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光处理，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升照明环境的品质，确保在建筑物里工作和生活群体的舒适和健康。
教室灯光自动控制系统
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
基于单片机的教室灯光控制设计开题报告1
天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education 毕业设计开题报告 基于单片机的教室灯光控制设计 学院：自动化与电气工程学院 班级：自１4０3 学生姓名： 指导教师： 职称：副教授 2018 年 12 月 18 日
毕业设计开题报告 课题题目基于单片机的教室灯光控制设计 课题来源科技创新是否实做■ 成果形式毕业设计■ 毕业论文□ 开题报告内容（可另附页） 见附页 指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等） 指导教师签名： 年月日 专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等） 专家组成员签字：教学院长（签章）： 年月日
基于单片机的教室灯光控制设计 一、研究的目的： 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。而此问题对我国来说尤为严重。随着各类大、中专院校的扩招，教室的扩建，教室照明的需求也越来越多，而教室照明的管理不到位，往往造成电能的巨大浪费，这样，提高教室用电效率就成为首要考虑的问题。目前对灯光的智能控制，国内外己经开始采用，但对教室灯光的控制，尤其是我国教室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善，依然是传统式的人工管理。各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，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。再者，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。所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。于是，开发简便、实用的教室灯光控制系统便具有重要的现实意义。 二、国内外研究的历史和现状简述： 世界各地发电的主要原料是煤炭、石油和天然气，而丹麦在能源利用方面的成功经验提供了很好的借鉴。从1974年以来，尽管丹麦国民收入增长了50%，丹麦总的能源消费量并没有增加。丹麦是经济合作与开发组织（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。这样，他们的能源使用总效率达到了90%。丹麦政府很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。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。还有，欧司朗一斯维尼亚公司不断的推出新型高输出的荧光灯，节约6%的总系统功率，并具有更高福建农林大学硕士论文的光通量和平均光通量。飞利浦照明公司推出的陶瓷金卤灯代替过去的卤钨灯，可节能60%的电能。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日益突出。虽然我国能源总储量不低，但由于我国人口众多，所以人均储量少，单位产值的能耗是发达国家的3
舞台灯光控制系统的设计与研究 雷树培
舞台灯光控制系统的设计与研究雷树培 发表时间：2017-12-18T09:51:34.810Z 来源：《基层建设》2017年第26期作者：雷树培[导读] 摘要：随着生活水平的不断提高，人们对文化生活也有了更高的追求，观看舞台表演的人越来越多，为了更好的满足观众日益增长的观看需求，这也对舞台效果提出了更高的要求。 广州市东进软件开发有限公司广东广州 511450 摘要：随着生活水平的不断提高，人们对文化生活也有了更高的追求，观看舞台表演的人越来越多，为了更好的满足观众日益增长的观看需求，这也对舞台效果提出了更高的要求。在舞台表演中，舞台的灯光是其中一项十分重要的影响因素，其发挥着重大的作用，可以烘托和渲染舞台效果。近些年来，舞台的灯光技术随着科技的进步取得了不错的发展，越来越多的舞台灯光控制系统被应用到舞台上。随 着人们对灯光效果的追求越来越多，舞台的灯光控制系统的设计也逐渐复杂。本文针对舞台灯光控制系统的设计和研究进行深入的分析。 关键词：舞台灯光；控制系统；设计；舞台效果引言 随着经济的发展，人们的文娱生活也逐渐丰富。越来越多的人们去观看舞台表演，为了更好的进行观赏，观众对舞台效果也提出了越来越高的要求。舞台灯光在提升舞台效果中发挥着重要的作用，优质的舞台灯光可以完美的烘托舞台氛围，而且，舞台灯光的作用还不止于此，它还可以增强舞台艺术的渲染力，为舞台效果提供不同的时间和空间的场景效果，可以说为对舞台表演起到了支撑作用。所以，本文对舞台灯光的控制系统进行研究，分析其中设计和研究的原理。 1.舞台灯光的光源介绍 在舞台灯光中，光源可以满足舞台上对灯光的多种需求，还可以给舞台表演提供丰富的色彩。目前，在舞台上应用了很多光源，种类比较复杂，而且因为光源的发光原理不尽相同，所以将光源分成了发光光源、辐射光源和放电光源等。而且又因为光源的灯内压强不同，放电光源又被分为了超高压、高压和低压三种放电光源。一般在舞台设计中，最常用的就是超高压放电光源灯。而且舞台设计中应用比较频繁最高的是热辐射光源，常见的有白炽灯和卤钨灯两种，这两种灯有着不同的光辐射特性，在使用的过程中，拥有较小的色温和光通的衰减幅度。 2.舞台灯光控制系统的发展情况 从很早以前我们就开始使用舞台灯光控制系统，目前，我国的舞台灯光经历了从国外进口，到仿制外国先进产品，发展到现在的可以独立设计和制造舞台灯光，我国的舞台灯光控制技术取得了巨大的进步，完成了重大转变。发展到目前为止，我国的舞台电脑控制系统的处理器已经是以8位和16位为主了【1】。为了对舞台灯光信号进行更好的传输，采用无线的方式来控制舞台电脑灯光系统的数据传输，并且这种信号传输的方式有着更高的可靠性。 3.舞台灯光控制系统的设计 3.1舞台灯光控制系统的设计方案 在设计舞台灯光控制系统时，要先明确舞台灯光控制系统的有关性能要求，主要表现在五个方面：首先要求舞台灯光控制系统必须要能够支持标准的数字接口DMX512通信协议，这样就可以保证大多数的DMX512灯光数据都可以通过电脑灯控来进行运行；其次，需要通过无限传输的形式来传输相关的数据，实现通过无线数据传输来连接灯光控制台和电脑灯；接下来，要求DMX512的控制通道中要拥有光圈通道、聚集通道、色温控制通道等；第四点，就是要求舞台灯光控制系统有较好的切换效果功能，且要有比较稳定的场景；最后一点就是要求舞台灯光控制系统要包含18路步进电机的驱动系统，而且这个系统中要有图案变化机、光闸电机和CMY颜色混合电机等。 另外，在设计舞台灯光控制系统时，连接灯光控制系统和光源步进电机驱动模块的纽带应该是无线通信。在选择无线通信系统时，可以选择单片射频收发芯片NRF905以及其他外围元件，当数据处理器发出DMX512信号时，NRF905模块就会将收到的信号传输到步进机的译码处理器中，然后处理器就会就会发出相应的指令。在处理信号的过程中，根据以往实际应用得出来的结果显示，将STM32F103VET6当做是舞台电脑灯信号处理控制系统的主控器。为了使所有的步进电机都受到舞台电脑等控制系统的控制，我们可以让所有的PWM端口都连接在速度相同的步进电机上。 3.2舞台电脑灯的内部系统 舞台电脑灯的内部系统包括机械控制系统和光学控制系统两种。其中，机械控制系统包括CMY颜色混合电机、18步进电机以及X轴和Y 轴等。通过分析电脑灯的工作原理以及其应用特点，我们将舞台电脑灯的控制系统又进行了划分，分为以下九种：关闸、调焦控制、频闪、旋转、特效自传和CMY颜色混合等【2】。 在光学设计中，我们需要慎重考虑光源的光通量的利用率。光学系统在舞台电脑灯中应该考虑的性能指标有很多种，包括光斑的大小、饱和度以及均匀性等等。一般有两种因素可以影响到这些性能指标，其一就是在光路设计中的镜面反射系统，表面存在着一些纹路，并且有刻度的抛物面反光镜，这些反光镜可以产生比较均匀的混合光束；其二就是有关光源的使用材料以及这些材料的整体系统结构。目前，业内使用最好的就是1200W短弧双端金属气体放电灯管，这种灯管有很多特点，比如有稳定的显色性、很高的亮度、较高的色温等等。当周围的灯光变暗的时候，短弧放电灯管仍然可以保持比较好的色温。但是，没有绝对完美的事物，这种灯管也有一定的缺陷，由于这种灯管是通过内部填充剂通过电弧来成像的，所以有的时候它会出现电弧光失效或者色带失效的现象。 3.3舞台电脑灯控制系统的步进电机选型 步进电机是一种通过脉冲来控制信号的一种设备，它可以将信号转换成角度信号，在舞台电脑灯控制系统中应用十分普遍。步进电机的种类也十分的多，像是反应式步进电机、永磁式步进电机以及混合式步进电机等，在设置舞台电脑灯控制系统时，可以根据周围条件因素的限制或者是灯光需求选用不同种类的步进电机。 3.4舞台灯光控制系统的硬件设计 组成舞台的灯光控制系统少不了各种各样的硬件设备，所以我们应该对所需要的硬件提前进行设计。舞台灯光控制系统中的硬件设计基本分为五个部分，分别是步进电机驱动控制部分、数据处理部分、温度采集高温保护模块、无线通信部分以及电源部分。这五个部分缺一不可，是相辅相成的。这些硬件系统的作用主要是进行高温保护、定位和控制X轴电机以及定位Y轴电机等等。 3.5设计舞台灯光控制系统的软件
基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计
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
智能照明控制系统方案设计
灯光控制系统方案
一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行实时监控，或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成
诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
系统结构图
二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有
毕业设计(论文)-基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计
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
智能照明控制系统设计方案
正奇金融广场 智能照明控制系统 设 计 方 案 书 项目名称：正奇金融广场 项目类别：智能照明控制系统 文本类型：设计方案
概述 *****多功能商业大楼。该大楼智能照明控制系统为地上二至五层，其主要功能区有上百间商铺，走廊，卫生间及一些公共区域。
第一部分：前言 网络时代的发展，应引入智能化的概念。在传统的楼宇自控系统中，一般只包括了综合布线、计算机网络、安防、消防、闭路电视监控等子系统。但近年来，随着经济的发展和科技的进步，人们对照明灯具节能和科学管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在楼宇大厦建设热潮中，各大公司企业和他们的建设者也意识到了智能照明的重要性。商业楼宇大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平。 节能是照明控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式，只能是白天关灯，晚上开灯。而采用了智能照明控制系统后，我们可以根据不同场合、不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还能充分利用自然光，自动调节室内照度。控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式，在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。 第二部分：商场用电现状 2.1商场用电概述 随着改革开放的不断深入和发展，各行各业正在发生着日新月异的变化，建筑行业的崛起和变化更是来势迅猛、内容纷繁，现代化的建筑千姿百态、造型各异并逐步呈现出高、大、全、新的特点。现代建筑的层数越来越高，占地面积越来越大，内部设施越来越完善，功能越来越齐全，所用设备和材料则越来越新。商业建筑的发展必然伴随着照明创新的繁荣，现代商业建筑照明设计的发展趋势
自习室灯光自动控制系统
编号：2 自习室灯光自动控制系统 作者：张博泓、陈梦醒、邹小亮、方晓璐 指导老师：陆道纲 目录 一、摘要 (1) 二、概述 (2) 三、自动控制系统框架 (3) 3.1自动光控模式 (4) 3.2正常模式 (4) 四、自习室灯光自动控制系统结构 (4) 4.1微控制系统 (4) 4.2 红外线扫描 (8) 4.3智能光控系统 (9) 4.3.1电路原理 (9) 4.3.2光敏电阻的工作原理 (9) 4.3.3 LM324 (11) 4.4室内灯光控制 (12) 4.4．1 电路原理 (12) 4.4．2 元器件说明 (12) 五、后记 (14) 六、参考文献 (15)
一摘要 校园水电的浪费，特别是用在电上的浪费特别严重。如有时中午大家都去吃饭了，教室里空无一人，灯却没有关；有时候，天气特别晴朗，可是大家依然灯火通明。专门针对此种现象，我们设计了本自习室灯光自动控制系统。 本设计采用位单片机AT89C51对室内正常灯光和智能光控灯光进行控制，通过I/O接口输出的信号来控制灯泡的亮灭情况。 我们设计的课题主要分为四个部分：红外线扫描部分，微控制部分，室内灯光控制部分和智能光控部分。我们通过人工操作单刀双掷开关来给灯泡一个模式，光控模式和正常模式。在光控模式中，通过光敏电阻感受光的强度，来给比较器一个高低电压，与我们之前设定的基准电压作比较。再由微控制部分接收、判断并输出信号来控制整体日光灯或单个日光灯的亮灭情况，来完成整个工作过程。 我们的系统稍加改进的话还可以应用到办公室、实验室以及卧房等房间，具有很强的普适性与现实意义。 二概述 在生活中我们常会因为天气较亮的时候经常忘记关灯，有时为了局部需要又往往不得不大面积的开灯，因此致使大量电能被浪费。这种现象在大学自习室内特别明显，而解决这一问题较好的办法通常是采用照明自动控制系统。如采用超声波开关系统或微机自动控制系统及优化开关控制路数，以满足灯开、关的数量和事先设定的照度要求，以期合理用电，例如楼道、厕所、门厅等地方的光控、声控自动开关。在大学自习室内，有时候天气很好、室内光线充足或者是自习室仅有1个或两个人在自习，然而全部的灯都在紧张地做着无用的工作，照亮教室的每一个空洞的角落；或者几位同学零零星星的占据了各个方位，使得教室的任何一盏灯都没法休息；更令人感到心痛的是有些自习室空无一人，而电灯却在明亮的照着...这种现象造成了电能的大量浪费。根据自动灯光控制理论，我们设计了这个专门针对大学自习室的自习室灯光自动控制系统，它融合了我们日常的照明装置系统，而且更人性化的添加了自动光控系统和人体红外线扫描系统。并且还可以根据不同的环境来设置它不同的模式，例如检修的时候和上课的时候选用检正常模式。 在我们设计的课题中包括：红外线扫描部分，微控制部分，室内灯光控制部
教室照明智能控制系统______毕业论文设计
设计任务书 一、设计题目：教室照明智能控制系统 二、设计要求： 设计一个教室照明智能控制系统，通过多种传感器采集室光线、人数分布等信息，利用控制电路调节照明强度，实现节能控制。 三、设计任务 1.画出电路原理图。 2.编写设计说明书，1万5千字以上，包括： （1）设计任务书 （2）前言 （3）目录 （4）正文，包括： 设计思想、电路工作原理、元器件选择、电路元器件参数、总结、参考资料等 3.B5版面，正文5号或小4字号，章标题小2加粗，节标题小四加粗。 前言 本设计针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面
的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室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,以达到学校教室用电设备的合理使用，节约电能以及改善教学管理的目的。 设计应用了先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以及实用的软件平台，成功地设计了一套功能完善的智能教室照明动控制系统。由传感探测单元、通讯网络RS-232、控制单元构成了整个系统。智能教室照明控制系统核心器件采用AT89S51单片机采集数据，并由控制系统实现对教室光照度、学生人数、教室使用状态等的监控与显示，并对教室部用电设备进行合理控制和管理，达到教学楼教室照明控制的智能化和节约化的目标。 本系统将单片机控制系统与网络技术结合起来，各组成部分包括硬件和软件设计的结构、功能与实现方法。最后通过RS-232方式实现与上位机通信，实现数据的远程传输及上位机对教室照明状态的控制，完成一个智能教室照明控制系统。 关键词：智能控制；热释电效应；光照检测；AT89S51
教室自动感应照明控制系统的设计方案
教室自动感应照明控制系统的设计 摘要 为了适应现代电子技术飞速发展的需要，更好地培养21世纪的应用型电子技术人才，在自动化技术日趋成熟的今天，照明电路的自动化控制已是随处可见的了。但是要做到功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，这就是我们现在研究的课题了。照明电路不仅用在工业生产中而且已渗入到人们工作和生活的各个角落。几乎是从小到生活照明，大到工业控制，照明电路都起到了举足轻重的作用。自动感应照明控制系统有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景非常广阔。 目前，在各类学校教室的照明灯由于管理不善，经常是教室空无一人，却灯火通明，极大的浪费电源。该设计题目是通过对目前市场上销售的同类产品的调查研究，找出现有产品的不足之处和为什么没有推广的原因，设计制作适合用户使用和方便使用的产品。主要设计内容：人体感应检测系统设计、自动照明开关控制系统设计。 一、设计原理及方框图 在光线亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态。当有人经过该开关附近时，红外传感器检测到人体信号把
节电开关启动，灯亮，当人离去时，延时40～50秒后节电开关自动关闭、灯灭。 图1是教室感应自动照明控制电路的原理方框图，由红外传感器、放大电路、倍压整流、光控电路、电子开关、延时和交流开关七部分电路组成。 图2.0教室感应自动照明控制电路的原理方框图 二、原理图及其说明 图2-1红外线传感器、光控智能开关原理图
2.1原理说明 电路原理：红外传感器是感应人体信号，VT1、R1、R3、C1组成放大电路。为了获得较高的灵敏度，VT1的β值选用大于100。R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡，C2、D1和D2、C3构成倍压整流电路。R4、R5和光敏电阻D5组成光控电路。有光照射在D5上时，阻值变小，对直流控制电压衰减很大。VT2、VT3和R7、D3组成的电子开关截止，C4内无电荷，单向可控硅MCR截止，灯泡不亮。在MCR截止时，直流高压经R9、R10、D4降压后加到C3、CW1<稳压管）上端。C3为滤波电容，CW1为稳压值12～15V的稳压二极管，保证C3上电压不超过15V直流电压。当无光照射D5时，D5阻值很大，对直流控制电压衰减很小，VT2、VT3等组成的电子开关导通，D3 也导通，使C4充电。R8、C5和单向可控制MCR、D6～D9组成延时与交流开关。C4通过R8把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。灯泡发光时间长短由C4、R8的参数决定，按图中所给出的元器件数值