课题教室智能照明专业系统设计.doc
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1、教室智能照明系统设计摘要本研究针对教室灯光控制办法,特别是教室灯光智能控制方面发呈现状,分析了教室灯光智能控制原理和实现办法,提出了基于单片机教室灯光智能控制系统设计思路,并在此基本上开发了智能控制系统硬件装置和相应软件。 该系统以AT89C52单片机作为控制装置智能部件,采用热释红外人体传感器检测人体存在,采用光敏三极管构成电路检测环境光强度;依照教室合理开灯条件,系统通过对人体存在信号和环境光信号辨认和智能判断,完毕对教室照明回路智能控制,避免了教室用电大量挥霍。系统还具备各种报警功能;同步还采用了软/硬件“看门狗”技术等抗干扰办法。单片机软件采用汇编语言编制,采用模块化构造设计、条理清晰
2、、通用性好,便于改进和扩充。 该系统具备体积小,控制以便,可靠性高,专用性强,性价比合理等长处,可以满足各类大、中专院校教室灯光控制规定,很大限度达到节能目。核心词:人体;红外线;传感器;自动控制;热释电AbstractCurrently light intelligent control systems are not efficiently used in the classroom. In order to improve the system,based on control and current methods of how to keep control,developing i
3、ntelligent classroom light control system and developed the hardware and software system. This classroom light intelligent control system the theory of the light put forward methods ofon the basis of AT89C52 is developed,which machine of AT89C52 is a major part,and the environment of development is
4、better than before. This system can satisfy the following functions,such as controlling the circuit of illumination,testing and processing daylight signal,testing and processing the signal of human body that illuminates the back track exists,reporting to the warning devices,etc.In order to satisfy t
5、hese functions,the system adopted the homologous methods respectively,and to the gearing of the system,analyzing how to install,test and run the system. The microcontroller software was developed based on assemble language. Assemble language is one kind of structured program languages,it has more ad
6、vantages than other high-level languages. Assemble language adopts building block design. Its commonality is very good and easy to improve and expand. It could be used to develop larger一scale system with more perfect performance. At the same time,the anti-jamming technologies,such as watchdog,are ne
7、cessary when developing hardware and software.This system had many advantages. For example,the physical volume was small,the system was conveniently controlled,the credibility was high,the appropriation was strong,and its price proportion was ideal,etc. The experiment proved that the system can sati
8、sfy the control command of the classroom s light device,so it could largely reduce the consuming of energy resources. Key words: Human body,infrared ray,sensor,automatic control,heat to release the electricity1.目录摘要-1ABSTRACT-21.引言-51.1本课题研究意义-51.2国内外教室灯光控制器研究现状及其存在问题-51.3本课题研究内容和目的-7 1.3.1研究内容-7 1.
9、3.2研究目的-71.4本课题拟解决核心问-82.教室灯光控制器简介及控制方案分析-82.1教室灯光控制器简介-82.2系统控制方案分析-83.系统控制模块硬件设计-93.1控制模块硬件构成-93.2控制系统重要硬件电路- -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-12 3.2.5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-23 4.1.2定期中断解决
10、-24 4.1.3多任务操作系统构建-244.2数据采集模块-25 4.2.1人体存在传感器优缺陷-25 4.2.2数据采集软件设计实现-25 4.2.3人体存在传感器抗干扰办法-26 4.2.4人体存在传感器安装规定-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键功能解决程序-335系统调试运营及问题分析-345.1单片机系统调试办法及环节-34 5.2浮现
11、重要问题及分析解决-356.结论和建议-366.1结论-366.2建议-377.道谢-38参照文献-39附图A-40附图B -41附录一 -42附录二-441.引言1.1本课题研究意义随着社会经济和科学技术发展,人们生活水平也不断提高,导致用电负荷加剧,又由于世界性能源危机,能源缺少已成为世界所面临严峻问题。而此问题对国内来说尤为严重。随着各类大、中专院校扩招,教室扩建,教室照明需求也越来越多,而教室照明管理不到位,往往导致电能巨大挥霍,这样,提高教室用电效率就成为首要考虑问题。 当前对灯光智能控制,国内外己经开始采用,但对教室灯光控制,特别是国内教室灯光智能控制尤为缺少和不完善,依然是老式式
12、人工管理。各类大、中专院校不断扩招,教室不断扩建,教室用电负荷不断加大,教室用电管理不善,导致学校电能挥霍,经济损失,这种挥霍与当今节约能源理念相违背。再者,当代自动化限度不断提高,计算机技术普及,灯光管理也在朝着自动化、智能化方向发展。例如楼道灯光自动控制等等。所有这些使得教室灯光控制也应当朝着智能方向发展。于是,开发简便、实用教室灯光自动控制系统便具备重要现实意义。1.2国内外教室灯光控制器研究现状及其存在问题 世界各地发电重要原料是煤炭、石油和天然气,而丹麦在能源运用方面成功经验提供了较好借鉴。从1974年以来,尽管丹麦国民收入增长了50%,丹麦总能源消费量并没有增长。丹麦是OECD成员
13、国中能源消耗量和国民收入比值最小国家。她们不断地提供某些节能供热系统,例如丹麦热电同供热电厂(CHP),并且,她们尽量有效运用资源。这样,她们能源使用总效率达到了90%。丹麦政府很注重住房空间用电节能,并设立了对新建房屋节能诸多规定。数据显示,居民入住有节能装置房子时,她们要支付比没有节能方案房屋高出8%费用。其节能项目经验在欧盟国家中广为流传。尚有,欧司朗一斯维尼亚公司不断推出新型高输出荧光灯,节约6%总系统功率,并具备更高光通和平均光通量。飞利浦照明公司推出陶瓷金卤灯代替过去卤钨灯,可节能60%电能。种种迹象表白世界各国都在采用不同方式来节约能源,节约电能。中华人民共和国经济持续近年高速发
14、展让能源问题日益突出。虽然国内能源总储量不低,但由于国内人口众多,因此人均储量少,单位产值能耗是发达国家3-10倍。能源问题已成为制约国内国民经济发展核心问题。从环境和自然资源角度出发,能源问题也是国内长期可持续发展战略中一种核心因素。此外,能源问题不但关系经济发展和环境生态,在特定状况下还会对社会稳定有很大影响。鉴于能源问题重要性,国内在绿色照明工程新闻发布,绿色照明工程将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、河北等某些地方采用政府对节能灯大宗采购每只补贴3至4元方式进行推广。从普通白炽灯到高效节能灯,使国内电光源产品构造逐渐向
15、节电型转变,荧光灯与普通白炽灯比例由1995年l:6.25前l:1. 5。 当前,国内照明用电约占社会总用电量12%,采用高效照明产品代替老式低效照明产品可节电60%到80%。如今,北京正在大力履行绿色照明工程,己推出上百万只绿色照明光源和某些节能电器,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。在奥运工程建设上,也大量运用节能技术,北京奥运厂馆“水立方”,通过采用大量节能灯具,装备新技术,通过增强透光性白天可节约照明能耗50%。 咱们党在10月11日党第十五届中央委员会第五次会议通过中共中央关于制定国民经济和社会发展第十
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