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1、西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计（论文）题目：智能台灯设计系 另y：电子信息系 专 业：自动化班 级：学 生：学 号：指导教师：年月毕业设计（论文）任务书系（别）电子信息系 专业 自动化 班姓名学号1. 毕业设计（论文）题目：智能台灯设计2. 题目背景和意义：台灯已是千家万户的必需生活用品，经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。当夜晚来临时，人们又摸黑去幵灯，非常不方便。在这里设计了以人体红外辐射传感控制电路。当人体在台灯的范围内 且环境光强较弱时， 自动感应幵灯； 当人体太靠近桌面时， 台灯自动感应， 警告纠正坐姿，若在一定时间内未离幵桌面则自动熄灭。当人离幵时则自 动关灯，达至U节
2、约能源的目的。3. 设计（论文）的主要内容（理工科含技术指标）：设计制作了一种智能台 灯，主要是以BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路。其特点是在 有人时且外界光强较弱时能自动幵灯，无人时关灯，节约能源；且能纠正 坐姿，防止近视。4. 设计的基本要求与进度安排（含起始时间、设计地点）：1-3周：查阅资料，了解课题要求并弄清课题的难点与所需要解决的问题。3-4周：设计主流程图。5-11周：设计系统各模块流程和编写程序12-13周：软件模拟调试14-15周：软硬件联调。16-18周：写论文准备答辩。5. 毕业设计（论文）的工作量要求 撰写15000字论文 实验（时数）*或实习（天数）：1
3、50学时 图纸（幅面和张数）*: A4 张 其他要求：外文翻译数字不少于 3000 字；参考文献篇数 17 篇指导教师签名： 年 月 日学生签名：年 月曰 系（教研室）主任审批：年 月曰说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。2 带 *项可根据学科特点选填智能台灯设计摘要设计制作了一种智能台灯，主要是以 BISS0001 和单片机组成的红外 传感控制电路。其特点是在有人时且外界光强较弱时能自动开灯，无人时 关灯，节约能源；且能纠正坐姿，防止近视。单片机控制部分采用 80C51 单片机为核心，主要由热释电红外传感 器，光敏电阻信号处理电路，提醒电路，灯光控制电路，故障报警电路
4、等 组成，软件选用汇编语言编程。单片机可将热释电红外传感器检测到的人 体辐射红外信号与光强信号的模拟量转换成数字量。该系统灵活性强，易 于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。关键词 ：节能；纠正坐姿； BISS0001 ；80C51The Design of Smart Table LampAbstractDesign a smart lamp, mainly infrared sensor control circuit is composed of BISS0001 and SCM. Its characteristics are automatically turn on the l
5、ights when people and the outside light is weak, turn off the lights when no one, save energy; and can correct the posture, preventing myopiaMCU control part of the 80C51 microcontroller as the core, mainly composed of the pyroelectric infrared sensor, photoresistor signal processing circuit, to rem
6、ind the circuit, the lighting control circuit, the fault alarm circuit components, software selection of assembly language programming. Single-chip analog of the pyroelectric infrared sensor detects the infrared signal of the human radiation and light intensity signals into digital. The system is fl
7、exible, easy operation, high reliability, there will be more broad prospects of development.Key Words : energy conservation；to correct posture ； BISS0001 ；80C51目录1 绪论 11.1 研究背景 11.2 研究意义 11.3 功能简介与特色功能 1.2 设计方案 42.1 系统组成 42.2 80C51 的选择 5.3 系统的硬件设计 63.1 芯片介绍 63.1.1 80C51 介绍 63.1.2 74LS138 83.1.3 DAC0
8、832 芯片介绍 9.3.2 元器件介绍 113.2.1 热释电红外传感器 113.2.2 特点 123.2.3 热释电元件 143.2.4 光敏电阻 153.2.5 LM324 173.3 电路设计 183.3.1 信号检测与处理电路 183.3.2 单片机控制电路 193.3.3 信号放大滤波电路 193.3.4 复位电路 204 软件设计 224.1 程 序 框图224.2 主 程序225 结论 25参考文献 26致 谢 27毕业设计（论文）知识产权声明 28毕业设计（论文）独创性声明 291 绪论1.1 研究背景随着科技的高速发展，各种各样的科技产品、家用电器走入人们的生 活，这一切都
9、大大地提高了人们的工作效率、改善了人们的生活，现在电 器的发展趋势是智能化，这样会使人们使用起来更方便。智能化产品在各 个领域都有出色的应用，所以我们打算研究是智能化台灯。虽然按键式的 台灯还是台灯市场的主体。 但是，现代电子技术的发展和人们的需求变化， 已使传统的台灯感受到产品更新换代的威胁。智能型的电器产品渐渐进入 人们的生活中。台灯是人们生活中用来照明的一种家用电器。它一般分为两种，一种 是立柱式的，一种是有夹子的。它的工作原理主要是把灯光集中在一小块 区域内，集中光线，便于工作和学习。一般台灯用的灯泡是白炽灯或者节 能灯泡。 有的台灯还有应急功能，用于停电时无电照明已用来应急。它 是千
10、家万户的必需生活用品。目前，灯具市场上出售的台灯种类繁多，一般的台灯均采用 220V 交 流电源供电，日光灯管、白炽灯泡为光源，手动开关或触摸感应式开关来 控制。但这类台灯，存在很多弊端，一是电压是不安全电压，给人们使用 带来不安全因素；二是日光灯还具有频闪效应，经常使用会给人的眼睛带 来一定的伤害；三是耗电量大、台灯通常都是以日光灯为主，在几瓦到几 十瓦之间；四是人工化，人们由于手工操作，往往会忘记关灯，这也造成 电能的浪费，到目前为止，在灯具市场上，很少见到采用 +6V 的直流电源 供电的一种人体智能台灯， 它具有既不会出现触电， 使用寿命长， 无辐射， 又无污染等优点。智能台灯可分成自动
11、和手动两种模式。在自动模式下，台灯能根据环 境光的亮暗与人是否被台灯所检测到（人是否在）来自动开启台灯。当人 被微机检测到，环境光又达到某个程度的时候（可以设定与调节） ，台灯 就会开启。如果环境光没有达到这个程度，台灯不会开启。当人没有被微 机检测到，无论多暗，台灯也不会开。手动模式是为了不习惯使用自动模 式的人或是台灯中的微机出故障等紧急情况时用的。在手动模式下，智能 台灯和普通台灯是一样使用的。智能台灯最大的优点就是省电和方便。方便不用多说了，来之则亮，智能台灯毕业设计最终文 去之则暗，不用动手。省电是比较重要的，现在全世界都缺少电能， 2003 年，美国和加拿大大面积停电。我国也是，每
12、到夏天就有很多省市拉闸限 电。如果用上我们的智能台灯，那么假设一天我们可以节省 10min 的开 灯时间，灯上装的是 10W 的节能灯泡（一个 10W 的节能灯泡相当于 40W 的白炽灯泡）。节省的电能为10W X 600s = 6000J，个月（30天）就能节省 180000J ，一年就能节省 2190000J 的电能，相当于 0.6 千瓦时。 不要小看这个 0.6 千瓦时的电能。如果全国人都能每年节省 0.6 千瓦时的 电能，那么每年全国会省下 7.8 亿千瓦时的电能，这 7.8 亿千瓦时的电能 相当节省接近 4 亿人民币， 4 亿人民币可以建造多少所希望小学，可以救 助多少无家可归的孤儿
13、，可以圆多少贫穷的孩子无法圆的上学梦啊！更重 要作用的是环境保护。 大家都知道我国有 70% 的电能来自火力发电厂， 而 火力发电厂少发一度电（就是 1 千瓦时）会减少 1 千克的 CO2 排放。那 么节省 3.9 亿度的电能就等于少向大气排放 39 万吨的 CO2 ，而 CO2 是 温室效应的最归祸首。 就是因为全球向大气排入过多的 CO2 ，导致了温室 效应的加剧，海平面上升，大片的土地被淹没，气候变暖，降水和土壤湿 度进一步减少，气候逐渐干旱，土地沙漠化和草原退化将变的更加严重。1.2 研究意义台灯已是千家万户的必需生活用品，经常由于忘记关灯而造成巨大的 能源浪费。当夜晚来临时，人们又摸
14、黑去开灯，非常不方便。在这里设计 了以人体红外辐射（波长为 9.5um ）传感控制电路。当人体在台灯的范围 内且环境光强较弱时，自动感应开灯；当人体太靠近桌面时，台灯自动感 应，警告纠正坐姿，若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭。当人离开时 则自动关灯，达到节约能源的目的。1.3 功能简介与特色功能智能台灯作为一款新型的台灯，智能化是它的主要特色，在普通台 灯的基础上，采用高亮 led 光源，实现了节能，其具体功能如下：a. 实现人来灯亮， 人走灯灭：作为智能化和节能化的台灯， 人来灯亮， 人走灯灭是这种台灯功能上面的特色。当人体靠近台灯的时候，由热释电 红外传感器发出信号，使得单片机处理输出驱
15、动灯管发光的 PWM 波形， 灯就亮；当人体离开台灯的时候，由于没有持续触发，台灯将在三分钟之 后熄灭。这种设计能够有效地节约能源， 并且能够有效地控制灯亮的时间。b. 实现自动调光的功能： 通过光敏电阻和一部分传感电路的分析， 将环境光强转化成数字信号输入单片机，由程序解决和处理并输出相应的亮 度值。C.实现坐姿提醒的功能：坐姿的提醒，是通过距离传感装置进行的， 当使用者头部距离台灯太近的时候，将产生报警信号，提醒纠正坐姿。d.温度传感：在幵机的时候显示当前的室温情况并设有专门的按键显 示当前的室温。f. 电池电压检测的功能：和温度的传感一样，当按下键的时候显示当 前的电池电压并与时提醒用户更换电池。g. 遥控模块：使用万能遥控器进行系统的总体控制。h. 液晶显示时间，温度，并设有闹钟。主要控制采用80C51单片机实现，外围器件主要是各种传感器。其 中“人来灯亮，人走灯灭”功能采用热释电红外传感器实现；人体检测采 用热释电红外传感器实现；“坐姿提醒”主要使用红外发射二极管和接收 管实现，电池电压采用串行 8位AD转换器实现；“自适应调光”以一块 光敏电阻和电压比较器实现。i. 智能化系统是由现代通信与信息技术
