毕业论文智能温度控制和风扇控制系统.docx

集团标准化工作小组［Q8QX9毕业论文智能温度控制 和风扇控制系统毕业设计说明书学生姓名： 学号： 学 院： 专业年级： 题 目：一指导教师： 评阅教师： 年月摘要本次毕业设计设计了一个基于热释人体红外的风扇及照明控制系统，采用单 片机STC89C52为控制器，以热释人体红外和系统来检测室内有无人员以及室内 温度，通过光敏电阻来检测室内的光线强度，用温度传感器DS18B20来检测室内 温度，用LCD1602来实时显示系统当前的工作模式和室内的温度，同时可通过按 键来实现正常模式与防盗模式两者之间的随意切换调试结果表明该系统可以实 时调节和控制室内风扇的转速和灯管的照明，达到了智能控制和节能的目的，并 通过设置启动防盗模式来达到防盗的效果关键词：热释人体红外；STC89C52；智能温控风扇；照明控制Title The design of intelligent temperature control fan andillumination system based on the body pyroelectrie infraredAbstract:In this paper we designed an intelligent temperature control fan and illumination system based on the body pyroelectric infrared to control the fan and the lamp in real time. In this system we use the STC89C52 as the intelligent controller, we detect the inner-room temperature with the temperature sensor, and decide whether there is a person or not based on infrared from the body, and check the illumination intensity through the photoconductive resistance. Besides, we utilize the LCD1602 to display the present working mode and the inner-room temperature, meanwhile, we could change the mode freely by pressing the buttons. Result shows that the system can surely control the objects intelligently and decrease the electric power effectively. Besides, it can also realize the effect of anti-theft by setting the anti-theft mode.Key words: the body pyroelectric infrared; AT89C51; intelligent temperature control fan; illumination control目录1 绪论智能温控风扇及照明控制系统的研发背景1.1.1 智能温控风扇的设计背景随着空调机在日常生活中的普遍应用，很容易想到电风扇会成为空 调的社会淘汰品，其实经过市场的考验和证实，真实的并不是这样的,在 空调产品的冲击下，电风扇产品仍然具有很强大的生命力，电风扇在市 场的考验中并没有淡出市场，反而销售在不停的复苏中具有强大的发展 空间。

据市场调查，电风扇的不停复苏主要在以下原因：一是电风扇虽 然没有空调机的强大的制冷功能，但电风扇是直接取风，风力更加温 和，比较适合老年人、儿童以及体质虚弱的人使用二是电风扇经过多 年的市场使用，较符合人们的使用习惯，而且结构简单、操作方便、安 装简易三是电风扇比起空调产品而言，其价格低廉，相对省电，更易 的进入老百姓的家庭在激烈的市场竞争下，虽然电风扇具有广阔的市场空间，但不断新 生产品的出现，要使产品更具市场优势，仅仅是靠传统型的电风扇是远 远不够的，因此要对传统的电风扇根据市场的需要进行不断的更新，不 断的改进，以使自己的产品立于不败之地现在电风扇的现状：大部分只有手动调速，再加上一个定时器，功 能单一存在的隐患或不足：比如说人们常常离开后忘记关闭电风扇，浪费 电且不说还容易引发火灾，长时间工作还容易损坏电器再比如说前半 夜温度高电风扇调的风速较高，但到了后半夜气温下降，风速不会随着 气温变化，容易着凉之所以会产生这些隐患的根本原因是：缺乏对环境的检测如果能使电风扇具有对环境进行检测的功能，当房间里面没有人时 能自动的关闭电风扇；当温度下降时能自动的减小风速甚至关闭风扇， 这样一来就避免了上述的不足。

本次设计就是围绕这两点对现有电风扇 进行改进1.1.2 智能照明控制系统的设计背景随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，为方便生活人们 越来越多的在各个场所引入照明设备，照明在能耗中所占的比例日益增 加为了达到方便生活的目的，这些照明设备有时会彻夜开着，从而造 成了大量电力能源的浪费据统计，在楼宇能量消耗中，仅照明就占 33%，因此照明节能日显重要现在国内外普及使用的节能开关基本有声 控型、触摸型、感光型等这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适 合环境嘈杂场所、触摸型虽然能自动关闭但不能自动打开、感光型开关 在无人期间不能自动关闭目前，纵观国内外研究开发的智能照明控制 系统，按其通信介质主要有总线型、电力线载波型、无线网络型等按 照网络的拓扑结构可以分为集中式或分布式集中式智能照明控制系统 主要为星形拓扑，即以中央控制节点为中心，把若干外围节点连接起来 的辐射式互连结构各照明控制器、控制面板等设备均连接到中央控制 器（CPU）上，由中央控制器向照明控制器等末端执行单元传送数据包; 分布式智能照明控制系统以中央监控为中心，组建控制主干网和多个控 制子网，各照明控制器，控制面板等设备均具有中央处理器CPU单元， 每个控制器和面板都可以直接连接在子网上。

智能温控风扇及照明控制系统的研制意义近年来随着经济的发展和科技的进步，人们对用电设备的要求也越 来越高，传统的手动风扇及照明控制系统技术受到了时代的强烈冲击， “智能温控风扇及照明”技术随之出现，并迅速地向前发展一般来 说，手动控制系统指的是个人通过按钮的切换、旋转、揿动或遥控器和 其他途径执行操作的单一开关或一组开关和调光装置构成的系统，小规 模情况下，的确具有成本低廉的优点，但随着系统规模的扩大，手动控 制将失去其成本上的效益此外，不需要照明时，是否关灯完全决定于 人为因素，难免浪费电力增大能耗，照明范围越大，问题尤其严重相 对智能照明控制系统而言，传统控制方式简单、有效、直观但它过多 依赖控制者的个人能力，控制相对分散和无法有效管理，其实时性和自 动化程度太低正因为如此，智能温控风扇及照明控制系统的研发有着 极为重要的意义目前，绝大多数楼宇风扇和电灯在使用时都是由人员手动操作，当 天气闷热时由楼宇内的人员手动开启风扇和选调风速，当灯光不足或在 上楼梯时手动开启电灯，常常会由于人员的疏忽在人离开之后忘记关闭 设备而导致用电的浪费在本系统设计中，考虑采用单片机为控制器， 以热释人体红外和温度传感系统来检测室内有无人员以及室内温度，设 计一个智能温控风扇及照明控制系统，可以实时调节和控制室内的风扇 和灯光的照明，从而达到智能控制和节能的目的。

2 基于热释人体红外的智能温控风扇及照明控制系统的硬件设计总体设计图 2-1 所示是基于热释人体红外的智能温控风扇及照明控制系统的 总体结构框图图 2-1 系统总体结构框图由上图可以看出，该系统一共包括六个模块：人体感应模块、光度 采集模块、温度传感及显示模块、照明控制模块、风扇控制模块、防盗 报警模块系统上电便进入默认的正常工作模式，1602 液晶显示器实时 显示当前系统的工作模式以及室内的温度通过 51 单片机和热释人体红 外来检测区域内是否有人，如果距离人体红外感应模块5-7米范围内有 人出现，则其会输出高电平，然后可通过检测与感应模块相接的单片机I/O 口的高低电平来进行相应的操作在正常模式下，若有人出现，系 统则会一直检测室内的光线强度以及温度，并通过与设定值相比较来进 行智能控制：如果光线较暗，则开启两盏LED灯；如果光线一般，则开 启一盏LED灯；若光线较强，则选择不开灯；而如果温度低于设定值， 则不开风扇；若温度高于设定值则开启风扇；若温度过高（本系统设置 为40度），则会发出报警的声音如果在正常模式下没有人出现，即人 体感应模块输出低电平的时候，系统则关闭所有的用电设备（LED灯、 风扇）以节省电能。

此外可通过按键来切换当前的工作模式，如果启动 了防盗报警模式，当检测到其区域内有人或者温度高于某一设定值时， 就会发出连续的报警信号，直到按键按下才停止报警主控制器2.2.1 STC89C52单片机的性能特点STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系 统可编程 Flash 存储器在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、 超有效的解决方案具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，512 字节 RAM, 32 位 I/O 口线，，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，三个 16 位/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口另外STC89X52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种可选择节电模式空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作掉电 保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作掉电 保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止， 直到下一个中断或硬件复位为止最高运作频率35Mhz, 6T/12T可选。

2.2.2由STC89C52构成的单片机最小系统单片机最小系统是指单片机可以正常工作需要的部件（都是必须的），包括mcu （单片机），时钟（晶振），复位电路，电源在实际 中可以使用几节的干电池供电由 STC89C52 构成的单片机最小系统图见 图 2-2复位电路的原理是单片机 RST 引脚接收到 2us 以上的电平信号，只 要保证电容的充放电时间大于2us，即可实现复位，所以电路中的电容 值是可以改变的按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释 放了所有的电能，电阻两端的电压增加引起的图 2-2 单片机最小系统人体感应模块人体红外感应模块电路主要由人体被动红外探头、菲涅尔透镜、专 用芯片 BISS0001 组成，当有人出现在它的探测区，传感器便能探测到信 号并把信号传给单片机，单片机通过检测输出信号再根据实际情况是否 该开启器件设备或让房间的电器设备处于一种可开启状态关于走廊及 洗手问用灯情况，当晚上有人经过时，人体红外感应到人便开启走廊用 灯或者洗手间用灯热释人体红外模块电路如图2-3所示图2-3 热释人体红外模块电路图电路中运用了热释红外专用芯片BISS0001BISS0001是由运算放大 器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等 构成的数模混合专用集成电路。

如图2所示，当人体辐射的红外线通过 菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时，电路中。