(完整版)室内灯光自动控制毕业设计

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智能灯控制系统毕业设计

智能灯控制系统毕业设计

智能灯控制系统毕业设计题目:基于物联网的智能家居灯控制系统一、设计目的本设计旨在构建一个基于物联网的智能家居灯控制系统,实现以下功能:1.通过手机APP远程控制家中的LED灯开关;2.根据时间、光照强度自动调节LED灯光亮度;3.实现语音控制LED灯开关及亮度调节;4.具备定时开关灯功能。

二、系统架构本系统采用基于物联网的架构,包括以下几个部分:1.智能灯:采用LED灯作为光源,内置传感器和执行器,可实现灯光亮度的自动调节和远程控制。

2.网关:负责连接智能灯和云平台,将智能灯的数据传输到云平台,同时接收来自云平台的控制指令。

3.云平台:存储智能灯的数据和控制指令,提供手机APP接口,用户可以通过手机APP远程控制智能灯。

4.手机APP:用户通过手机APP可以远程控制智能灯的开关和亮度调节,同时可以设置定时开关灯功能。

三、硬件选型1.智能灯:采用市面上的智能LED灯,具备Wi-Fi连接功能和亮度可调功能。

2.网关:选用树莓派作为网关,具有丰富的接口和强大的计算能力,可以满足数据传输和处理的需求。

3.云平台:选用阿里云作为云平台,提供稳定可靠的云服务。

4.手机APP:选用微信小程序作为手机APP,用户可以通过微信小程序远程控制智能灯。

四、硬件电路设计1.电源电路:采用开关电源将220V交流电转换为5V直流电,为整个系统提供稳定可靠的电源。

2.Wi-Fi模块:选用ESP8266 Wi-Fi模块,实现智能灯与网关之间的无线通信。

3.传感器电路:选用光敏电阻作为传感器,检测环境光照强度,将检测到的模拟信号转换为数字信号输出。

4.控制电路:选用微控制器(MCU)实现控制逻辑,根据环境光照强度和用户指令控制LED灯的开关和亮度调节。

5.执行器电路:选用继电器作为执行器,控制LED灯的电源通断。

6.通信接口电路:选用串口通信接口,实现网关与云平台之间的数据传输。

7.抗干扰电路:为提高系统的稳定性和可靠性,需要加入相应的抗干扰电路,如滤波器、磁珠等。

家庭灯光智能控制系统设计

家庭灯光智能控制系统设计

家庭灯光智能控制系统设计1.引言随着科技的不断发展,智能家居已经成为人们生活中的热门话题。

智能家居不仅给人们的生活带来了便利,同时也提高了居住的舒适度和安全性。

其中,家庭灯光智能控制系统是智能家居中的一个重要组成部分。

本文将设计一套家庭灯光智能控制系统,以满足人们对于灯光的智能控制需求。

2.系统需求2.1用户需求用户希望能够灵活地控制家庭灯光,例如打开/关闭灯光、调节灯光亮度、更改灯光颜色等。

用户希望能通过手机、平板电脑等设备进行远程控制,方便快捷。

用户希望系统能自动进行灯光控制,例如根据时间设定自动开启/关闭灯光、根据环境亮度自动调节灯光亮度等。

2.2系统需求系统需要具备远程控制功能,可以通过手机APP、平板电脑等设备进行控制。

系统需要能够自动进行灯光控制,例如定时开启/关闭灯光、根据环境亮度自动调节灯光亮度等。

系统需要能够接收用户的手动控制指令,并迅速响应,确保控制的实时性。

系统需要能够连接和控制多个灯光设备。

系统需要提供用户友好的界面,方便用户进行操作。

3.系统设计3.1硬件设计系统需要具备以下硬件组成:灯光设备、智能网关、控制器、传感器。

灯光设备:用于提供照明功能,可以是普通的灯泡、台灯等。

智能网关:用于与控制器和传感器进行通信,接收控制指令并转发给相应的灯光设备。

控制器:用于处理用户的控制指令和自动控制逻辑,对灯光设备进行控制。

传感器:用于感知环境亮度等信息,并将信息传输给控制器进行自动控制。

3.2软件设计系统需要具备以下软件组成:远程控制APP、自动控制逻辑、用户界面。

自动控制逻辑:根据用户设定的条件和时间,对灯光设备进行自动控制。

用户界面:提供用户友好的界面,方便用户进行操作,如开关灯、调节亮度、更改颜色等。

4.系统实现4.1硬件实现选择合适的灯光设备和智能网关,确保设备之间的兼容性。

将智能网关与灯光设备进行连接,形成一个局域网内的灯光控制系统。

将传感器布置在合适的位置,确保能够准确感知环境亮度等信息。

室内灯光自动控制系统的设计及实现设计90445565

室内灯光自动控制系统的设计及实现设计90445565

室内灯光自动控制系统的设计及实现设计90445565毕业论文﹙设计﹚题目室内灯光自动控制系统的设计及实现毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1102 学生姓名付嘉琦一、毕业论文﹙设计﹚题目室内灯光自动控制系统的设计及实现二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2014 年 12 月 9 日起至 2015 年 6 月 20 日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求:1、本次毕业设计要求如下:设计一个室内灯光自动控制系统,实现照明控制系统的人性化,要求:⑴系统应实现在自然光照强度高时,灯光处于关闭状态;⑵系统在自然光照强度弱时,有人体感应时候,灯光自动打开,且自动打开灯光的数量随人数增加而增加,以满足室内光照强度的需求;⑶在灯光打开后,若感应到光照强度变强或无人体感应后,则在一定的时延后根据情况自动关闭部分或全部灯光。

2、毕业设计成果要求:程序代码、硬件实物和论文,论文要求计算机打印(A4纸),论文有不少于3000词的相关英文中文翻译。

3、毕业设计时间安排:1—4周:查阅相关资料,熟悉题目内容,掌握设计原理,提交开题报告;5—10周:根据设计原理,进行相应软、硬件设计;11—12周:完善设计功能,整理资料并进行结果测试及分析;13—14周:毕业设计验收;15—16周:撰写、修改、提交毕业论文,毕业答辩。

指导教师系(教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名室内灯光自动控制系统的设计及实现付嘉琦(陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1102班,陕西汉中 723001)指导教师:张文丽[摘要]室内灯光自动控制系统可根据环境光强和室内人数实现灯光的不同控制,避免不必要的电能浪费和经济损失,对于建设节能降耗、低碳环保型社会具有重要意义。

本课题以AT89C52作为智能控制组件,运用热释红外传感器检测人数,采用光敏模块检测室内光照强度,以1088BHG LED点阵模拟室内灯光,设计室内灯光自动控制系统,通过对环境光强和人数多少的识别,根据室内合理开灯的条件,完成对室内照明电路的智能控制。

家庭灯光智能控制系统设计

家庭灯光智能控制系统设计

毕业设计(论文)中文摘要家庭灯光智能控制系统设计毕业设计(论文)外文摘要家庭灯光智能控制系统设计目次1 绪论 (1)1.1 本文的研究背景及意义 (1)1.2 灯光智能控制系统的发展历史与现状 (1)1.2.1 国外灯光智能控制的发展状况 (1)1.2.2 国内灯光智能控制的发展状况 (2)1.2.3 家庭灯光智能控制的发展趋势 (3)2 系统总体方案设计 (4)2.1 家庭灯光智能控制系统的功能简介 (4)2.2 系统的工作原理 (4)2.3 系统的总体方案设计 (4)2.4 本章小结 (5)3 系统硬件设计 (5)3.1 中央处理器(CPU) (6)3.2 环境光采集模块 (9)3.3 热释电模块 (11)3.4 路径存储电路 (13)3.5 报警电路 (14)3.6 继电器驱动电路 (14)3.7 本章小结 (15)4 系统软件设计 (15)4.1 主程序设计流程 (16)4.2 数据采集程序流程 (18)4.3 报警电路程序流程 (19)4.4 本章小结 (20)5 系统仿真与调试 (20)5.1 系统仿真与调试过程 (20)5.2 系统仿真与调试结果分析 (23)5.2.1 环境光采集模块仿真结果 (23)5.2.2 热释电模块仿真结果 (24)5.2.3 报警电路仿真结果 (24)5.2.4 继电器驱动电路仿真结果 (25)5.3 本章小结 (26)家庭灯光智能控制系统设计结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录A 电路原理图 (30)附录B 仿真结果图 (31)附录C 实物图 (32)附录D 源程序 (33)家庭灯光智能控制系统设计第1页1 绪论1.1 本文的研究背景及意义随着科技的不断进步,经济也在飞速的发展,人民的生活水平日渐提高,但与此同时,用电负荷量加剧,对能源的消耗量也是与日俱增。

不得不承认,人类社会的进步越来越依赖于对能源的开发与利用,然而人们对能源无尽的需求量和有限的能源数量形成了不可抗拒的矛盾,能源匮乏不仅是我国所面临的危机,更是世界所面临的严峻考验。

基于单片机的室内灯光智能控制系统的设计本科毕业设计

基于单片机的室内灯光智能控制系统的设计本科毕业设计

本科毕业设计基于单片机的室内灯光智能控制系统的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

论文 室内灯光自动控制

论文 室内灯光自动控制

第一章绪论第1章绪论1.1 引言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、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。

1.2 课题的来源、意义及研究目的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,并具有更高的光通和平均光通量。

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。

毕业设计自动调光台灯

毕业设计自动调光台灯

毕业设计自动调光台灯毕业设计自动调光台灯近年来,随着人们对生活质量的要求不断提升,智能家居产品逐渐走入人们的生活。

作为智能家居的一部分,自动调光台灯在提升生活品质、保护眼睛健康等方面发挥着重要作用。

本文将探讨毕业设计中的自动调光台灯的设计与实现。

1. 设计理念自动调光台灯的设计理念是通过感应环境光线的变化,自动调整灯具的亮度,以达到舒适的照明效果。

这样的设计既能够满足人们对于不同场景的需求,又能够减轻眼睛的疲劳,提高工作和学习的效率。

2. 硬件设计在硬件设计方面,自动调光台灯主要包括光敏电阻、控制电路和LED灯具。

光敏电阻作为感应环境光线的传感器,能够将环境光线的强度转化为电信号。

控制电路根据光敏电阻输出的电信号,控制LED灯具的亮度。

通过这样的设计,台灯能够根据环境光线的变化自动调整亮度,使照明效果更加舒适。

3. 软件设计在软件设计方面,自动调光台灯需要通过编程实现光敏电阻和LED灯具之间的交互。

首先,需要读取光敏电阻输出的电信号,并将其转化为光线强度的数值。

然后,根据光线强度的数值,计算LED灯具应该设置的亮度值。

最后,将计算得到的亮度值传输给LED灯具,实现自动调光的效果。

4. 用户体验在毕业设计中,用户体验是非常重要的考虑因素。

自动调光台灯的设计应该注重用户的使用习惯和需求。

例如,可以设置不同的照明模式,如阅读模式、休息模式和工作模式,以满足用户在不同场景下的需求。

同时,还可以添加手动调光的功能,让用户根据个人喜好进行亮度的调整。

通过这样的设计,可以提高用户对于自动调光台灯的满意度和使用体验。

5. 可行性分析在毕业设计中,可行性分析是必不可少的一部分。

自动调光台灯的设计需要考虑到硬件和软件的可行性。

在硬件方面,需要选择合适的光敏电阻、控制电路和LED灯具,并确保它们的兼容性和稳定性。

在软件方面,需要选择合适的编程语言和开发平台,并确保软件的可靠性和稳定性。

通过合理的可行性分析,可以确保毕业设计的顺利进行。

智能灯光场景控制系统毕业设计

智能灯光场景控制系统毕业设计

智能灯光场景控制系统毕业设计智能灯光场景控制系统是基于物联网技术的智能家居应用系统,可以实现对灯光进行自动、集中、远程控制,实现个性化的灯光场景。

该系统主要由硬件设备和软件平台两部分组成。

硬件设备包括智能灯具、中央控制器和传感器等。

智能灯具可根据指令调节亮度、颜色和模式,可以是普通的可调光灯或是RGB彩色灯。

中央控制器是系统的核心,负责接收控制指令并发送给相应的灯具。

传感器可以感知环境的亮度、温度、声音等参数,提供给系统作为判断依据。

软件平台包括手机APP和后台控制系统。

手机APP提供用户界面,用户可以通过APP选择不同的灯光场景,调整灯光的亮度、颜色和模式,并进行定时控制。

后台控制系统负责接收手机APP的指令,处理并发送给中央控制器。

系统的工作步骤如下:1. 用户通过手机APP选择灯光场景,调整灯光参数,并设定定时控制的任务。

2. 手机APP将指令发送到后台控制系统。

3. 后台控制系统处理指令,并将控制指令发送给中央控制器。

4. 中央控制器接收到指令后,根据指令控制相应的智能灯具。

5. 灯具执行指令后将执行结果反馈给中央控制器。

6. 中央控制器将执行结果反馈给后台控制系统。

7. 后台控制系统将执行结果反馈给手机APP,用户可以查看灯光的状态。

系统的特点如下:1. 实现灯光的智能化控制,用户可以通过手机APP随时调节灯光场景。

2. 支持定时控制功能,用户可以设定灯光的开关时间,实现自动化控制。

3. 通过传感器感知环境参数,实现自动调节和场景切换。

4. 可以通过后台控制系统实时监控灯光的状态,提供故障报警和维护管理功能。

5. 系统可扩展性强,可以增加更多的智能设备和功能。

毕业设计的具体内容可以包括系统的需求分析、系统设计和实现、性能测试和用户体验评估等。

在实现过程中,需要熟悉物联网技术和智能家居系统的相关知识,并选择合适的硬件设备和软件平台进行开发。

最后,可以进行实际的系统测试和用户调研,评估系统的性能和用户满意度。

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第1章绪论1.1 引言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、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。

1.2 课题的来源、意义及研究目的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,并具有更高的光通和平均光通量。

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3-10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间将在公用设施、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年的l:6.25前的l: 1. 5。

目前,我国照明用电约占社会总用电量的12%,采用高效照明产品代替传统的低效照明产品可节电60%到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,据测算年节约用电可达3442万千瓦时,节约电费2519.7万元。

政府己经在商厦、学校、医院等更换了24万只节能灯具。

在奥运工程的建设上,也大量运用节能技术,北京的奥运厂馆“水立方”,通过采用大量的节能灯具,装备新技术,通过增强透光性白天可节约照明能耗50%。

我们党在2000年10月11日党第十五届中央委员会第五次会议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议》中明确指出:“加强基础设施建设是今后五年至十年一项十分重要的任务。

”其中提到的基础设施建设就包括了能源建设。

《建议》还强调了能源建设要发挥资源优势,优化能源结构,提高利用效率。

面临如此紧迫的能源问题,我们应该把着眼点放在“高效加强环境保”利用“清洁”能源。

由此可见,节能照明用电,对节能具有重要的意义。

目前国内各类院校中,由于同学们的自觉节能意识薄弱,在光线足够强时也开灯,护洁课上完离开教室后灯还亮着的现象普遍存在;而且,节能规划极为欠缺,教室的灯光控制由管理人员手工代替,教室极多,管理人员忙不过来,这样就造成不必要的电能浪费和经济损失。

就我校为例,初步统计大小教室大约安装了共有5400盏灯,以每天仅亮灯8小时来计算,一年中扣除假期后,教室灯的耗电量约为52.25万度,学校在教室用电的经费上就得支出约为30.46万元人民币。

而以每天浪费2小时用电来计算,一年大约要浪费13.06万度的电量,占教室照明用电经费的四分之一。

我省各类大中专院校及其中小学总共有600百多所,若都象我校一样每年浪费13.06万度电的话,我省就会浪费近7900万度的电。

导致电能的极大浪费。

再者,每所院校不断的扩招,教室不断的扩建,若再没有改进教室的用电管理设备,那么用电负荷可想而知,浪费的电能就更、凉人了。

基于以上种种原因,提高教室用电效率就成为学校节能的重要且主要的措施之一,因此节能技术的重要手段之一就是教室灯关自动控制系统的设计无疑就成为其中一项重要课题。

1.3 研究工作的主要内容及章节安排1.3.1本课题的研究内容:1.了解教室照明光强的标准;2.调研教室灯光照明需求以及环境光强弱与开、关灯的关系;3.研究人体存在探测技术,探测角度与范围;4.研究传感器教室分布、安放问题,是否一灯一个传感器或多灯公用传感器等;5.研究确定人体传感器的有关参数;6.研究灯光控制器电源问题;7.研究控制器参数值设定的要求及方案;8.研究人工设置参数、掉电保存参数的问题;1.3.2本课题教室灯光控制方案:1.照明回路的控制回路与控制器本身的节能问题;2.传感器与教室灯配合安装的问题;3.环境光参数输入采集问题;4.人存在传感器参数输入采集问题;5.开、关灯的自动与手动兼容措施;第2章系统的设计方案2.1 系统的总体设计结构及功能2.1.1系统结构该系统以AT89S52单片机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。

2.1.2系统功能教室灯光控制器可实现有效的教室灯光智能控制。

其输入参数主要是人体存在信号和环境光信号等的外界因素,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,理论和实验证明用这种方式来对教室灯进行智能控制可以实现上述目标。

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。

2.2 系统的设计参数2.2.1 室内照明标准学校照明的目的就是创造一个良好的环境,为学校教育的视觉工作提供保障,满足学生和教师的视觉作业要求,保护视力,提高教学和学习效率。

标准如表1-1所示:表1—1 学校照明标准房间或场所照度值(lx)眩光值(UGR)显色指数(Ra)参考平面及其高度均匀度照度功率密度(W/㎡)普通教室3001680课桌面0.7 9实验室3001680试验桌面0.7 9多媒体教室30016800.75m水平面0.7 9因此通过对光感模块的参数设定,使其满足室内光照强度要求,当室内光照照度较低时,即低于300lx时,光感模块做出反应并将信号传递给单片机,从而达到节能目的。

2.2.2 人体感应参数标准1.工作电压:DC 5V至20V2.静态功耗:65微安3.电平输出:高3.3V,低0V4.延时时间:可调(0.3秒~18秒)5.封锁时间:0.2秒6.感应范围:小于120度锥角,7米以内7.工作温度:-15至+70度2.3 系统的设计方案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,则系统控制工作点亮人体所在区域的灯组。

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。

系统框图如图2-1所示:图2-1系统控制单元结构框图第3章系统的硬件设计本系统采用AT89C52单片机处理芯片,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。

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。

直当教室有人时系统会通过热释电红外感应到有人信息,并传递给单片机,单片机在根据当前光照强度判断是否点亮人体所在区域灯组。

原理图见附录一。

3.1控制核心模块因为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。

如图3-1所示:图3-1单片机最小系统3.2 热释电红外传感器3.2.1 热释电红外传感器工作原理自然界中存在的各种物体,如人体、木材、石头、火焰、冰等都会发出不同波长的红外线,利用红外传感器可对其进行检测。

根据工作原理,红外传感器分为热型和量子型两类,热型红外传感器也称热释电红外传感器或被动红外传感器。

与量子型相比,响应的红外线波长范围较宽,价格便宜,并可在常温下工作。

量子型与热型的特点相反,而且要求冷却条件。

本系统采用的是热释电红外传感器,人体存在传感器主要采用了红外传感器的原理,它是目前在防盗报警、火灾检测、自动门、自动水龙头、自动电梯、自动照明等场合,及非接触温度测量等领域应用最广泛的传感器。

其原因为:①被测对象自身发射红外线,可不必另设光源;②大气对2-2.61Lm,3-51Lm, 8-141Lm三个被称为“大气窗口”的特定光通量的红外线吸收甚少,可非常容易被检测;③中、远红外线不受可见光影响,可不分昼夜进行检测。

人体存在传感器的热释电红外探头的工作原理及特性如下:红外感应源采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生由人体存在的信号。

为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面覆盖有特殊的菲泥尔滤光片,使环境的干扰受到明显的抑制作用。

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