搜索
基于单片机控制的教室灯光自动控制器的研究摘要本研究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。该系统以AT89C2051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TLC549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。系统还具有多种报警功能；同时还采用了软／硬件的“看门狗”技术等抗干扰措旅。单片机软件采用汇编语言编制，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，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。关键词红外传感器单片机热释电基于单片机控制的教室灯光自动控制器的研究2目录摘要.....................................................................................................1ABSTRACT..................................................................错误!未定义书签。1引言.....................................................................................................11.1本课题研究的意义....................................................................11.2国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题...........11.3本课题研究的内容和目标........................................................41.3.1研究内容........................................................................41.3.2研究目标........................................................................51.4本课题拟解决的关键问题........................................................52．教室灯光控制器简介及控制方案的分析.........................................62.1教室灯光控制器简介................................................................62.2系统控制方案的分析................................................................63．系统控制模块的硬件设计................................................................73.1控制模块的硬件构成................................................................73.2控制系统的主要硬件电路........................................................83.2.1系统主控电路..................................................................83.2.2日光强度检测模块电路................................................103.2.3热释电红外人体检测模块电路.....................................123.2.4系统时钟电路................................................................16基于单片机控制的教室灯光自动控制器的研究33.2.5系统看门狗电路.............................................................203.2.6遥控键盘管理模块电路................................................223.2.7超时报警电路................................................................253.2.8系统供电电路................................................................264控制模块软件设计与开发................................................................274.1系统监控主程序模块..............................................................284.1.1系统自检初始化.............................................................294.1.2定时中断处理............................................................................304.2数据采集模块..........................................................................314.2.1数据采集软件设计的实现............................................314.2.2人体存在传感器的安装要求.........................................334.3时钟模块.................................................................................334.3.1时钟程序设计.................................................................334.4系统键功能.............................................................................364.4.1遥控键盘........................................................................364.4.2键功能处理程序............................................................395结论与建议.......................................................................................405.1结论..........................................................................................405.2建议..........................................................................................41致谢...............................................................................................42参考文献...............................................................................................43附基于单片机控制的教室灯光自动控制器的研究4录………………………………………………………………………………………………………………………………………..36基于单片机控制的教室灯光自动控制器的研究11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。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，国内外已经开始采用，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楣违背。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。例如搂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国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题世界各地发电的主要原料是煤炭、石油和天然气，面丹麦在能源基于单片机控制的教室灯光自动控制器的研究2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。例如丹麦热电周供热电厂(CHP)。两且，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同用电的节簏，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3-10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。从普通白炽基于单片机控制的教室灯光自动控制器的研究3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