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1、 （毕业论文）设计任务书一、设计题目：教室照明智能控制系统二、设计要求：设计一个教室照明智能控制系统，通过多种传感器采集室内光线、人数分布等信息，利用控制电路调节照明强度，实现节能控制。三、设计任务1.画出电路原理图。2.编写设计说明书，1万5千字以上，包括：（1）设计任务书（2）前言（3）目录（4）正文，包括：设计思想、电路工作原理、元器件选择、电路元器件参数、总结、参考资料等3.B5版面，正文5号或小4字号，章标题小2加粗，节标题小四加粗。前 言本设计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
2、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,以达到学校教室用电设备的合理使用，节约电能以及改善教学管理的目的。设计应用了先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以及实用的软件平台，成功地设计了一套功能完善的智能教室照明动控制系统。由传感探测单元、通讯网络RS-232、控制单元构成了整个系统。智能教室照明控制系统核心器件采用AT89S51单片机采集数据，并由控制系统实现对教室光照度、学生人数、教室使用状态等的监控与显示，并对教室内部用电设备进行合理控制和管理，达到教学楼教室照明控制的智能化和节约化的目标。本系统将单片机控制系统与网络技术结合起来，各组成部分包括硬件和软件设计的
3、结构、功能与实现方法。最后通过RS-232方式实现与上位机通信，实现数据的远程传输及上位机对教室照明状态的控制，完成一个智能教室照明控制系统。关键词：智能控制；热释电效应；光照检测；AT89S51III河南工业职业技术学院（毕业论文）ForewordThis design control method aiming at classroom light, particularly the development present condition that the intelligence of classroom light controls, analyzed the principle
4、of the classroom light intelligence control and carry out a method, design way of thinking put forward intelligence to control system according to the classroom light of the list slice machine, and developed the hardware device of intelligence control system and correspond software on this foundatio
5、n.With attain classroom in the school is used to give or get an electric shock an equipments of reasonable use, the purpose of economy electric power and improvement teaching management.Designed to apply the forerunners electronics technique, network technique and automatic control technique and pra
6、ctical software platform, successfully designed a set of intelligence with perfect function classroom lighting to move to control system.From spread feeling to probe into unit, the communication network RS-232 and controled unit to constitute the whole system.The intelligence classroom illuminates t
7、o control system core a spare part adoption AT89 S51 list slice the machine collect a data, and use to give or get an electric shock an equipments to carry on reasonable control and management to the classroom inner part, attain teaching building the classroom illuminates a control of the intelligen
8、ce turn and economize the target for turning.This system list slice the machine control system and network technique knot to put together, each constitute the part includes a hardware and software design of structure, function and carry out a method.Finally pass method RS-232 realization and place o
9、f honor machine correspondence, carry out the long range of data to deliver and the place of honor machine illuminate the control of status to the classroom and complete lighting in an intelligence classroom control system.Keyword:the intelligence controls;is hot to release to give or get an electri
10、c shock an effect;only shine on an examination;AT89S51（毕业论文）目 录设计任务书I前 言II一、设计思想11.1课题背景11.2设计主要目的1二、系统总体方案2总述22.1系统总体构成22.2系统实现功能3三、教室控制与检测单元设计4总述：43.1 教室控制单元的设计与通信53.1.1 控制单元的核心器件53.1.2 现场人机交互模块73.1.3 RS-232串口通信93.2 教室检测单元数据采集与处理103.2.1 光照信号采集与处理103.2.2 光照检测接口电路123.2.3 红外数据采集与处理133.2.4 开关控制电路设计14四
11、、教室节能系统软件设计16总述164.1光照度采样及模数转换子程序164.2显示子程序174.3串行通讯程序设计184.4主程序设计20五、系统整体工作流程215.1教室内光信号采集处理215.2教室内人数分布信息处理215.3显示与通信21总结22致谢23参考文献24附录25附录A 主程序25附录B设计原理电路图33一、设计思想1.1课题背景随着计算机网络、通信、控制等技术的发展,智能建筑的发展越来越迅猛。目前，国内大多数智能建筑存在效率低、能耗高的现象。就智能建筑的照明系统来说，许多地方的灯经常是从早到晚开着的，不管这些房间或楼道是否有人，也不管有多少人。或者，当自然光照度很好时，灯不能及
12、时关闭；反之，当自然光照度难以满足人的需求时，又不能及时打开灯光。这种照明方式，不仅造成能源的浪费，而且不能满足人对照明的基本需求，同时也给人的视力造成了很大的影响。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。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。部分学校也意识到了教室照明中存在的巨大浪费，采取了各种各样的管理方
13、式，企图来杜绝这种浪费。如:费用包干制、任课教师负责制、组织勤工俭学学生或聘用专职人员进行专门管理，拉闸限电等等。许多学校都采取过这些方法，但始终没能长久坚持下去，也就没有取得理想效果。其次，学生对教学楼教室的利用状况的未知往往造成有些教室人满为患，有些教室无人问津的状况。从而由于管理不当而影响教学资源分配等种种问题。1.2设计主要目的针对目前学校教学楼用电设备控制和教学管理不足的现状，以提高教室用电设备控制的自动化和教学管理的效率为目的，开发了一套功能较完善的基于总线的智能教室照明控制系统。本系统应用先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以及实用的软件平台。智能教室控制系统采用单片机实现对教
14、室光照、自习学生人数等的数据采集，并由RS-232和上位机（计算机）的通讯，实现教室使用状态监控与显示，并对教室内部用电设备进行合理控制和管理，达到高校教学楼教室控制的智能化和节约化的目标。二、系统总体方案总述教室节能系统采用单片机和上位机组成的系统对学校教室照明设备进行控制和管理，教室亮度的检测、教室学生人数的统计、教室室使用状态的监控。整个系统由教室检测单元、控制单元、通信单元等组成。单片机可以实现对教室内的教室检测控制元所采集到的信息的接收、处理，并且由LCD显示教室状态，从而可以很轻松的对教室用电设备开关状况、照强度、自习学生人数，教室使用状态等进行实时监控和统计。对于通讯网络部分，教
15、室信号通过RS-232串行方式与上位机通信。检测控制单元：照明强度采集是采用AD0809与单片机构建的数据采集网络，教室是否有人和人数是用热释电传感器通过检测电路与单片机相连进行数据采集。2.1系统总体构成a: 传感探测单元热释电红外探测传感器组件，该组件由三个部分组成：热释电传感器，匹配低噪放大器，菲涅尔光学系统。该组件本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小、隐蔽性好、价格低廉。可见光探测组件，可见光探测组件由一些常用光敏器件和晶体管组成。特别说明：这个组件必须置于本照明控制器控制照明的范围之外，用于探测自然光的有无及强弱（可根据需要进行调整），为控制器提供控制灯具亮、灭的依据。b：微控制与通信单元控制器单元主要对该教室检测控制单元进行集中操作管理、状态显示、通讯控制和维护该每间教室的用电对象，并协调各检测控制单元之间的数据传送，提高整个智能教室控制系统的可靠性。通讯网络是保证整个智能教室控制系统远程控制正常运转的关键，所有的教室检测的数据和教室使用状态都连接在通讯网络的平台上，最终与计算机单元相连，实现远程的监控与显示。本系统利用计算机的串行口和单片机的串行通讯的功能，采用RS-232向上位机完成信息传输实现教室控制单元显示和集中管理。上位机通过RS-232串行通讯线来读取教室中的基本信息，同时每
