新型智能台灯设计

新型智能台灯设计摘要为了进一步节省能源并且方便人们的生活，我们提出了自己的智能台灯；该台灯的供电系统采用太阳能电池来供电，并且可以将采集到的太阳能储存起来；在电能传输上，我们采用无线传输方式，更加的方便；当在白天亮度超过额定亮度时，系统能自动将控制模块儿断电，灯不再亮，当亮度低于额定亮度时才会启动控制模块儿，这样可以延长系统的寿命；系统能自动根据光强来调整灯的亮度；而且系统也可以自动测量人的距离，当人离开设定时间后，自动灭灯，人距离过近时，灯会闪烁提示人，来使人保持好的坐姿；除此之外，用户也可以根据自己的喜好来选择自动控制还是手动控制，手动控制可以根据自己的喜好来调节自己喜欢的亮度，并且保持常亮。

New Intelligence lamp DesignAbstractFor the sake of saving energy sources and making people’s life more convenient, we put forward our intelligence lamp whose power—supply system adopts solar energy and could store it which has been collected. In addition, when light intensity exceeds rated brightness in the daytime, the control system will interrupt CMOD automatically, so the lamp will be extinguished. On the contrary, when light intensity is inferior to rated brightness, the control system will restart CMOD automatically, so lengthen its own lifetime. Moreover, the control system can adjust lamp brightness depend on light intensity and measure the distance between human and lamp. When people leave in pre established time, the lamp goes out automatically. If people are near to it, it will flicker to remind you of keeping good sitting posture. Besides what mentioned above, on the basis of their preference, the users could choose automation or manual control, through which would adjust your favorite light intensity and keep luminous.一．太阳能供电模块智能台灯采用电源供应主要来源于太阳能，太阳能是一种新型能源具有绿色清洁、无环境污染、取之不竭用之不尽又无地域限制的优势。

对太阳能的利用主要体现在两个方面：光热转换与光电转换。

由于太阳能电池的输出电压比较低，同时它输出功率不大，因此不能直接利用太阳能电池板给台灯以及其里面控制系统供电，所以可以用蓄电池给智能台灯供电，利用太阳能给蓄电池充电，该充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，经过升压、稳压处理后，由充电电路为负载供电。

系统设计方案：太阳能电池在使用时由于太阳光的变化较大，其内阻又比较高，因此输出电压不稳定，输出电流较小，这就需要用充电控制电路将电池板输出的直流电压变换后供给电池充电，其充电控制电路结构如图所示：太阳能电池板DC—DC升压稳压电路蓄电池当光线条件适宜时，通过太阳能电池板吸收太阳光，将光能转换为电能。

由于在不同的时间、地点太阳光照强度不定,使太阳能电池输出的电压、电流不稳定，故增加了直流升压电路，稳压电路，通过稳压电路、充电电路为负载电池充电，同时还可以为内部的蓄电池充电以备应急之需。

当光线条件不好时，太阳能电池板输出电压较低，达不到充电电路的工作电压，由升压、稳压电路，为充电电路提供一个较稳定的工作电压。

当遇到阴天、夜间等光线条件很差的情况时，可利用系统内部的蓄电池并通过升压电路为后续设备充电。

另外，该充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急之需。

太阳能电池板的选用：太阳能电池板是太阳能供电系统工作的基础，是该充电器的核心部分，其功能是将太阳光的辐射能量转化为电能，它的光电转化效率决定了供电系统的工作效率，故光电转化率是一个重要的参数。

目前太阳能电池主要分为单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池。

其中单晶硅太阳能电池板的光电转换率为15%～20%，甚至可达到24％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。

多晶硅电池板的转化率约为12%左右，非晶硅约为10%左右，在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅、多晶硅电池优于非晶硅电池，故本系统的太阳能电池板采用单晶硅电池。

二．电能的传输在电能的传输上，我们采用无线传输方式；无线传输电能是当今世界的一大难题，也是我们设计的一个重点；我们先将蓄电池的电能转换为脉冲的形式，通过开关的方式提升它的频率，然后利用电磁转换来传输所需的电能。

三．智能台灯系统控制模块 1、 自动和手动结合系统中设置有自动控制模式和手动控制模式，手动模式下屏蔽检测模块，使用者随时可以使用，此时的台灯相当一不同的台灯。

2、 自动判断光照采用光敏二极管将环境的光照强弱转换为电压信号，对环境光照强弱进行采样，根据环境的光照强弱来判断是否要打开允许打开台灯，若环境的光照亮度不够，则允许台灯打开，进入自动控制模块。

若环境的光照强度足够，则系统将自动屏蔽单片机自动控制模块，以节省电能的消耗。

自动模式手动模式 LED 节能灯自动控制系3、 自动检测是否有人在采用超声波传感器检验是否有人在，再把信号输送给单片机，有单片来判断人与台灯的距离，当距离在允许的范围内，打开台灯，否则台灯保持熄灭。

为防止是小昆虫的影响，采用三次检验，验证无误后再打开电灯。

4、 自动调整台灯发光强弱先利用光敏电阻对环境的光照强弱进行采样，把采样来的信号转换为电压信号，再利用A/D 转换把模拟信号转换位数字信号，然后传送给单片机，利用软件把得到的信号进过处理，转换为脉冲宽度输出，从而来控制台灯的亮度。

光强采样是否通电？断电打开电源 进入检测系统否是超声波检测 排除干扰 比较系统打开台灯条件不符条件符合5、 最佳亮度选择不同的人对灯光纤弱的要求不一样，有些人喜欢较强的光线，有些人喜欢叫柔和的光线，这里可以根据自己的喜爱来改变系统默认的光照强弱，在单片机的控制系统中，设置有按键，来调节灯光的强弱。

6、 控制系统总框架参考文献吴黎明.单片机原理及应用技术.科学出版社.2005 附录： 原理图：光照采样 信号处理 A/D 转换单片机程序处理输出控制灯光单片机AT89C52系统电源控制光线强度采样 A/D 转换超声波模块按键模块工作指示灯台灯模块PCB：部分程序代码#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define ulong unsigned long#define on 0#define close 1ulong time=2500; //初始时还没检测之前默认为正常模式uchar flag=1; //初始时还没检测之前默认为正常模式uchar org=1;uchar time1=0;int degree=10;int delay=0;sbit send=P1^0;sbit light=P0^7;sbit dec=P1^7;sbit inc=P3^3;sbit warn_light=P2^6;sbit normal_light=P2^3;sbit leave_light=P2^0;sbit tend_light=P1^2;void protect(){ulong i,j,k=0;warn_light=on;normal_light=on;leave_light=on;while(k<3){light=~light;for(i=0;i<300;i++)for(j=0;j<50;j++);k++;}warn_light=close;normal_light=close;leave_light=close;}void warn(void) //近距离执行程序{ulong i,j;leave_light=close;normal_light=close;warn_light=on;while(flag==0){light=~light;for(i=0;i<300;i++)for(j=0;j<50;j++);}}void normal(void) //正常距离执行程序{ulong i,j;leave_light=close;warn_light=close;normal_light=on;while(flag==1){light=close;for(i=0;i<(10-degree);i++)for(j=0;j<100;j++);light=on;for(i=0;i<degree;i++)for(j=0;j<100;j++);}}void leave(void) //人离开后执行程序{ulong i,j,k=0;normal_light=close;warn_light=close;leave_light=on;while(k<60){light=~light;for(i=0;i<300;i++)for(j=0;j<50;j++);k++;if(flag!=2){k=0;break;}}if(k>=59){light=close;leave_light=close;while(flag==2);k=0;}}void set( ){uchar i,j;long k=0;warn_light=on;normal_light=on;leave_light=on;flag=org;if(degree>10)degree=10;if(degree<0)degree=0;while(k<=2200){light=close;for(i=0;i<(10-degree);i++)for(j=0;j<100;j++);light=on;for(i=0;i<degree;i++)for(j=0;j<100;j++);k++;if(flag==3)break;}k=0;warn_light=close;normal_light=close;leave_light=close;}void timer_0( ) interrupt 1 using 0 // 38.4khz{EA=0;TR0=0;tend_light=on;send=~send;//变1_nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); send=~send;//变0_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();send=~send;//变1TH0=0xff;TL0=0xf0;TH1=0x3c;TL1=0xaf;time1=0;//可以省掉while(delay++<20);//延时300us,发送10cm后启动delay=0;EA=1;TR1=1;}void timer_1( ) interrupt 3 using 1{EA=0; //此程序占用28us左右if(!dec){while(!dec);flag=3;degree--;}time1++;time1=time1%10;TH1=0x3c;TL1=0xaf;TH0=0xff;TL0=0xf0;if(time1==1){tend_light=close;}if(time1==0){TR0=1;TR1=0;}EA=1;}void int_0( ) interrupt 0 using 2{EA=0; //100us左右time=TL1+(TH1<<8);if(time1==0){if(time<=1411) //30cm以内按正常{flag=1;}else if((time>1411) && (time<2588)) //这些数均为微妙级的单位{flag=0; //50-30近距离警告标志}else if((time>=2588) && (time<=8470)){flag=1; //50正常距离标志}else if(time>8470){flag=2; //人离开标志}}elseflag=1;org=flag;while(delay++<4); //故意托60us左右delay=0;EA=1;}void int_1( ) interrupt 2 using 3 {EA=0;IT1=1;while(!inc);flag=3;degree++;IT1=0;EA=1;}void main( ){protect();TMOD=0x11;TH0=0xff;TL0=0xf0;IT0=1;IT1=0;TH1=0x3c;TL1=0xaf;IP=0x04;EA=1;EX0=1;EX1=1;ET0=1;ET1=1;TR1=1;send=0;light=on;while(1){switch(flag){case 0 : warn();break;case 1 : normal();break;case 2 : leave(); break;case 3 : set();break;default : break;}}}。