室内灯光控制系统的设计

1、室内灯光控制系统的设计毕 业 设 计（论 文)摘要本课题主要研究的是针对室内灯光的自动控制展开研究，提出了室内灯光控制的具体原理以及它的具体设计思路，提出了基于室内灯光控制系统的详细设计详细内容，在研究该课题的途中努力学习了智能室内灯光控制系统的硬件设备以及相应的软件。本研究以STC89C52单片机为主要操作核心,本研究采用了光敏三极管做为对外界自然光线的强度来进行详细检测，采用热红外人体传感器检测教室有没人进出;再根据本控制系统对外界自然光信号与人体存在的红外信号采取的智能判断,以及对室内需要合理打开灯的条件，以完成对室内照明回路智能控制，从而以达到合理节约利用电能的目的.此外,采用了LCD液晶显示器以用来显示室人数。本研究主要采用的结构为模块化设计，具有简单，体积小等很多优点,以用来满足本研究达到室内灯光控制系统的要求。关键词 ：STC89C52;热红外人体传感器；光敏三极管;自动控制；AbstractThe design analyzes the principle and realization method of the classroom light automatic c

2、ontrol, and puts forward the classroom lighting design idea of automatic control system， and on this basis to develop the intelligent control system hardware and corresponding software through researching on automatic control method for classroom lighting. This study adopted the light activated triode as to outside natural light intensity to a detailed inspection； According to the control systems intelligent judgment of the environmental light signal and the human existence signal， as well as to

3、 the classroom reasonable conditions， opening the lamp to complete automatic control of the classroom lighting circuit, so as to achieve the purpose of saving electricity，to meet the requirements of this study to the indoor lighting control system。Key words： STC89C52； pyroelectricinfrared sensor; automatic control; light activated triodeI目 录第1章 绪论11.1课题研究的背景及意义11.2课题研究的内容2第2章 系统总体分析42.1系统整体分析42。2设计中遇到的问题4第3章 系统硬件设计63.1系统硬件核心63.2系统主要电路73.2.1系统主控电路73.2.2自然光采集电路83.2.3热红外人体传感器电路93.2。4系统时钟电路103。2.5灯控

4、模拟电路123。2.6 LCD1显示电路12第4章 系统软件设计134。1系统主程序设计134。2系统子程序设计144.2。1红外人体传感器模块144.2。2自然光采集模块154。2。3时钟模块164.2.4LCD显示模块17第5章 系统调试与仿真185.1仿真软件185。2仿真注意事项与方法205。3仿真结果20总结24参考文献26附录27附录一 系统硬件仿真电路及原理图如下27附录二 源程序如下28致谢35III第1章 绪论1。1课题研究的背景及意义在如今的现实生活中，环境保护和能源的枯竭问题一直困扰着人们。在过去的19世纪乃至追寻到很久之前的时间里，人类为了生存而对大自然做出了掠夺式的抢夺资源,造成了现在世界中能源短缺，上世纪一流的污染问题还没有解决。而我国作为一个在发展中国家的代表人物,经济发展与能源枯竭而引发的矛盾日益增生，而本系统是为了室内灯光控制系统，作为一个能够根据外界光线的强度来控制室内灯光的亮度或者亮灯个数的多少，能够实现人来灯亮人走灯灭，完成自动调节灯光的作用，已完成节能的目的。在各个高校中，教室是一个很普遍的学生与教师教学的场所，随着各个高校的扩建以及高校的普遍

5、，在高校中，经常会发生教室内一个人都没有,但是教室内的灯还亮着，或者教室内确实有人，但是灯光的强度太强学生们在学习的过程中国也感觉到很不舒服，学习效率下降，没有人的情况下，照明系统还处于工作状态，这种情况就会造成能源的大量流失以及浪费。因此，节能就会显得尤为重要，这样才能提高教室内照明系统的效率。高校在节能的情况下才会有更多的资源去为学生们谋取更多的福利，才能让学生们专心致志的努力学习,为了自身的强大而努力.目前，对于智能灯光控制，国内外已经在各个地方开始实现这个功能，但是有关于室内灯光控制系统类型的智能控制系统却很少，随着高校的越来越多,规模也越来越大,学生也越来越多，所需要的教室也越来越多,教室内的灯光浪费现象越来越严重,电能也浪费的越来越多，但是,随着现代化与智能化的程度的越来越高，智能家居的普及也越来越高，随着计算机技术的普及，灯光的控制也越来越多资多彩，也在朝着智能化和自动化的方向发展，为室内灯光控制系统的出现创造了便捷的条件，随着能源的日益减少,开发出一款智能化的室内灯光控制系统已经迫在眉睫,是实现现代化智能化的重要的一环，是具有跨时代的重要意义。由于我国多年来经济的持续发

6、展，能源危机日益剧烈,虽然我国作为一个大国,但是又是人口基数过多，所以人均能源亮很少，平均产值的资源的消耗远远高于发达国家，能源问题对我国的发展至关重要，由于储量人均不足，能源已变成制约我国经济发展的重要问题。从2005年到现在的2015年，新增的照明用电远远超过预期，而对于各个高校来说,教室的用电量占了很大的一笔重要输出，其照明系统约占到各个高校总用电量的40%左右，由此可见，在保证各个高校内教室灯光的照明质量的前提下，对教室内灯光进行智能控制迫在眉睫，其所能实现的经济效益和应有的节能效果都是相当的可观的，所以努力地开发室内灯光控制系统已经不容懈怠了.在我国的城市规划中，早已经将智能化灯光和绿色灯光当做重点来规划，本规划的主要选择方向是为了消除环境污染与废旧材料能源的回收等问题，着重强调了绿色灯光的问题,以及节能减排等维护环境的智能化设计，且室内灯光控制系统走在前列，说明我国已经将减少照明消耗绿色照明已经当做头等大事。舍内灯光控制系统的研究已经在逐步的发展.目前我国用在纯照明系统上的电量约占到全世界总量的13%左右，而要使我国采用高效的节能减排的绿色照明系统将比传统照明系统节约608

7、0的电量，如今,首都北京正在努力推广效率照明系统的工程，推出了很多应用于照明系统的节能减排的大部分节能电器已经投入使用.而在我国的各个高校中节能的意识也正在努力地潜移默化的影响着学子，但是由于普宾得学生在高效节能这一方面的意识还是不够强烈，照明系统浪费的现象还是十分的严重，比如在光线足够强的教室内依然坚挺这的室内灯光，上完课了学生们都走了，还在努力工作着的卑微的灯泡。且各个高校节能减排的详细规划依然没有提上文件，室内的灯光依然有着教工手动控制，且因为教室数量巨大，教工也会走神,这样就造成了大批量的照明系统的点亮的浪费。1。2课题研究的内容本设计主要要求的主要内容包括控制模块和显示模块以及收集模块，本设计使用了光敏三极管作为本设计与外界的联系探头，以对外界自然光显得强弱来进行数据收集，然后将在外界收集到的光强的光信号本设计要求包括收集数据模块、显示模块、控制模块。本设计采用光敏三极管做为探头,以对自然光线的强弱进行收集。将收集到的自然光强度输送给控制核心STC89C52单片机来进行处理；用热红外人体传感器检测室内有没有人进出,通过程序的的设定，在LCD1显示器上显示室内的人数，再根据室内

8、人数来决定需要灯的数量。本设计的主要技术有以下:(1） 在正常自然环境下打开数据收集仪器,假如外界自然光线比较强，无论有无人进入室内，都不会打开灯;要是外界自然光线较弱，那就根据进入室内的人数来选择需要打开灯的数量。（2)在自动控制的时候在正常的工作状态下，在室内的前后门各需放置一个热红外人体传感器模块，以检测有没人进出室内。（3）需要能够控制显示器LCD1的显示人数。(4）在手动控制能够通过按键开光控制室内进出的人数。 (5） 室内灯光控制系统一样平常需要安置在室内没有被电灯直接照耀的位置而且热红外人体传感器安置时需要一人体与热感应电源标的目的感应器相互垂直如许才可以使人难以解决的存在的灯光信号收集才会加倍活络而且靠得住，另外还要尽量避免因外界热风直接吹向传感器而产生的干扰.第2章 系统总体分析2。1系统整体分析本设计所研究的室内灯光控制系统的设计，以外界自然光线强度与教室人数作为基本输入参数,同时结合对STC89C52所设计单片机的硬件进行控制,以用来实现室内灯光的自由控制。但是当外界的自然光光强度较强,外界环境光线很好的时候，无论室内有无人,有多少人，教室内的灯光都不会亮，不然就

9、会造成资源的浪费，而当外界自然光线的强度较弱的时候，才会根据进入教室内部的人数来确认到底需要打开多少灯光，需要打开哪部分的灯光。本设计利用开关K4模拟光敏三极管采集到的自然光强度对控制系统进行控制,当K4按下表示外界光很强，灯都不亮，相反就根据室内人数来开灯；使用按键开关K1与K2来模拟热红外人体传感器所检测到的室内人数,即K1按键表示有人进入，K2按键表示有人出去，通过控制K1和K2以及对单片机上的软件代码来实现进出室内的人数，并在液晶显示器LCD1上显示室内已有人数，通过之前对单片机的代码设定来决定开灯的数量，当室内没有时所有灯全灭。本计划的室灯光控制系统首要分为硬件与软件两部分。硬件设计是本系统的的条件,是本计划履行的根本，并且为软件部分提供了代码与法式运行的根本骨架。软件设计以对硬件部分为基础，加以采集、编程、模拟,以实现设计之前所希望系统能达到预期。经由过程对硬件和软件共同，而且对外界大概呈现的滋扰举行消倪或替代,以实现本设计的终极目的为方针。此外,为了预防室内学生因学习时间较长而休息时间不足的问题，本设计附加设计了时钟电路以及超时报警电路，在液晶显示器LCD1上会显示当前的当地时间,当时间为22点整时本设计会报警，提醒已经很晚了，要注意休息，报警系统在20S之后自动关闭。2.2设计中遇到的问题在本研究中所遇到的问题如下：(1) 怎么将自然光线的光信号转换为电信号的收集题目；(2) 液晶显示器LCD1上的表现人数的表现问题；（3) 怎么用热红外人体传感器来转换外单片机可用参数;（4) 怎么用按键取代感应器或者取代光敏电阻。第3章 系统硬件设计3。1系统硬件核心在本设计中，设计的主要控制模块的重要核心是以STC89C52单片机为主控核心然后再由按钮代替的光敏三极管组成的外界自然光光强采集电路与热红外人体传感器所组成的室内人数的采集

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