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1、 基于单片机的智能基于单片机的智能 走廊照明控制系统设计走廊照明控制系统设计学校：学校： 班级：班级： 设计人员：设计人员： 导教师：导教师： 第 1 页摘摘 要要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高，因而照明节能也日显重要。现在国 内普遍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的场所、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 期间不能自动关闭由此研究设计一种既智能又节能的控制系统来替代现有的产品是一件 极其有意义的工作。本设计通过 STC
2、89C52 单片机结合照明技术、热红外传感技术、光敏 技术等来实现对照明设备的智能控制，并通过火焰传感器来检测火灾以达到防火报警的目 的。单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭.通过光照检测电路对照明设备周边亮 度进行检测，如果亮度不够则单片机检测 BIS0001 芯片是否采集到了人体热释电传感信号， 根据有无电传感信号控制照明设备的打开或关闭。关键词： 单片机 传感器 BIS0001 照明控制 节能 防火报警AbstractWith the development society people of the quality of life in demand is higher and
3、higher,lighting in the proportion of energy consumption,thus increasing illumination energy conservation also more and more important.Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type,touch type,photographic type and so on.This several switch have their own disadvantage
4、s,such as sonic type is not suitable for environmental noisy places,photographic switch in one period cant shut automatically.The study design intelligence,as well as a way of energy saving control system to replace the existing product is a meaningful workThis design combined by STC89C52 lighting t
5、echnology,infrared sensing technology,light sensor technology,the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment,And through the flame sensor to detect fire in order to achieve the purpose of the fire alarm. Microcomputer controls lighting equipmen
6、t open or close,by the relay,through the light detection circuit for lighting equipment testing,if surrounding brightness in not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals,according to whether have pyroelectric sensing signals micro-cont
7、roller redirected immediately control lighting equipment open or closed.Keywords: micro-controller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving;fire alarm.第 2 页目目 录录摘 要.1 前 言.3 1.概述.4 1.1 课题研究背景.4 1.2 课题研究的目的与意义.4 1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命.4 1.2.2 改善工作环境，提高工作效率.4 1.2.3 提高管理水平.4 2.系统设计方案.5 2.1 单片机的选择.5 2
8、.2 光照检测方式.5 2.3 人体感应方式.5 2.4 照明设备驱动电路.5 2.5 报警驱动电路.5 2.6 显示电路.5 3.硬件电路设计与实现.6 3.1 系统硬件总述.6 3.2 CPU 性能介绍 .6 3.3 主控制机电路设计.6 3.4 菲涅尔透镜.6 3.5 热释电传感器及处理电路.7 3.5.1 热释电红外线传感器.7 3.5.2 信号处理电路.8 3.6 光照检测电路.8 3.7 火灾检测及报警电路.8 3.8 显示电路.9 3.9 输出控制电路10 4.系统软件设计及实现104.1 系统软件流程图10 4.2 仿真环境介绍11 4.2.1 Keil 介绍 .11 4.2.
9、2 Proteus 介绍 11 参考文献12 致 谢12 附 录13第 3 页前前 言言随着国民经济的快速发展和社会进步，教育在全社会愈加被关注和重视，校园规模也 随着受教育者的数量增加而不断扩大，教师的数量也大幅增加。为使师生有舒适的教学和 学习环境，无论是教室的面积、设施还是照度，校方都在力所能及的范围内付出了十分的 努力。但由于学校开放性的管理模式，以及全员节能意识的淡薄，教室在白天室内照度很 高的情况下，仍然普遍存在开灯作业；即使无人或人数很少的情况下，也是全部开启室内 照明。单片机的出现至今已经有 30 多年的历史了，微型计算机的迅速发展，促进微型计算机 测量和控制技术的迅速发展和广
10、泛应用，单片机（单片微型计算机）的应用已广泛渗透到 社会经济、军事、交通、通信等相关行业，而且也深入到家电、娱乐、艺术、社会文化等 各个领域，并掀起了一场数字化技术革命。单品微型计算机就是将中央处理单元、存储器、 定时/计数器和多种接口都集成到一块芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计 算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中应用最广泛的计算 机。该项目介绍的就是基于 STC89C52 单片机的智能走廊照明系统的研究和设计。本系统是 以单片机为控制器的核心，主要有光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、控制 电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外传感器采集
11、光照强弱、是否有人等信息送 到单片机，单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现照明控 制，以达到节能的目的。第 4 页1 概述概述1.1 课题研究背景课题研究背景随着国民经济的快速发展和社会进步，教育在全社会愈加被关注和重视，校园规模也随着受教育者 的数量增加而不断扩大。但由于学校开放型的管理模式，高校的教室在白天室内照度很高的情况下， 仍然普遍存在开灯作业；即使室内无人或人数很少的情况下，也是全部开启室内照明，绝不 会有师生因为只有少数人而仅开几盏灯。长明灯比比皆是，人走不熄灯的现象到处存在。学校的电力支 出约占全校经费支出的1/4-1/5，这种有形和无形的浪费，给校方
12、的电力支出带来了 沉重的负担。 能源短缺是21世纪国际面临的新课题。在寻找新的能源之外，节约能源，提高效益也 就成为了我们研究的课题。所以学校如何来节省电力能源也成为了一个迫切需要解决的问 题。从节约资源、对社会贡献、节省高校经费支出和学生的健康等多方面考虑，高校教室 照明的节电问题不得不提到重要的议事日程上来。目前常用的节电方式为手工控制，光控 型，声控型等。手工方式操作起来不灵活，费时费力。声控型往往判断不准确，不需要的时候 也也会经常亮。 光控 设备投资比较 大，且容易受光照强度的影响。因此市场上迫切需要一种操 作方便、价格低廉、便于大面积推广的新型节能方案。1.21.2 课题研究的目的
13、与意义课题研究的目的与意义1.2.11.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命良好的节能效果和延长灯具寿命节能是照明控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式，只能是白天关 灯，晚上开灯。而采用了智能照明控制系统后，可以根据不同场合、不同的人流量，进行 时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还能充 分利用自然光，自动调节室内照度。控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式， 在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长 了灯具的寿命。 1.2.21.2.2 改善工作环境，提高工作效率改善工作环境，提高工作效率 良好的工
14、作环境是提高工作效率的一个必要条件。合理地选用光源、灯具及性能优越 的照明控制系统，都能提高照明质量。智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法， 可以有效地控制各种照明场所的平均照度值，从而提高照度均匀性。同时，系统能根据不 同的时间段，人们的不同需要，自动调节照度。 1.2.31.2.3 提高管理水平提高管理水平 智能照明控制系统是以自动控制为主、人工控制为辅的系统。在一般的情况下，不需 要有人的参与，照明系统自动实现开关和调光功能，既大大减少了管理人员的数量，也排 除了由于人为因素而出现的不定时开关，影响学校的正常教学、生活秩序的情况。 1.31.3 设计实现功能设计实现功能 本设计能实
15、现三大功能： 1.智能照明第 5 页2.防火报警 3.显示功能2 设计方案设计方案2.12.1 单片机的选择单片机的选择该设计采用 STC89C52单片机，STC89C52是一种带8K 字节闪烁可编程可檫除只 读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能 COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL 高密度非 易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51指令集和输出管脚相兼容。2.2 光照检测方式光照检测方式采用光敏电阻把环境亮度转换成相应的电压值（模拟值），然后通过运放后给单片机
16、输入一个标准的数字信号。2.3 人体感应方式人体感应方式采用集成电路 BIS0001，该芯片是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件就可构成被动式的热释电红外开关、报警用人体热释电传感器等。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 2.4 照明设备驱动电路照明设备驱动电路采用继电器控制，继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。其具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。根据结构不同，可以将其分为电磁继电器、热敏干簧继电器、固态继电器、磁簧继电器、光继电器等型号。由于电磁继电器简单易用，开关状态极其容易判断，所以本设计采用电磁继电器来控制。2.52.5 报警驱动电路报警驱动电路该
