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1、中文摘要毕业论文教室照明自动控制器的设计学 院：专 业：学生姓名：学 号：指导教师： 201年 月摘 要目前，国内学校教室的照明灯具大多采用手动开关控制，即使严格管理，还是不可避免的出现忘记关灯的时候，尤其是在白天，情况更是如此，因而造成大量的能源浪费。另外，各种照明灯具都具有一定的使用寿命，在光线充足的情况下仍继续使用，必然会缩短灯具的使用寿命。因此对教室照明系统进行自动化控制具有重要意义。而现有成型的教室照明自动控制器在应用中还存在一些问题，需要对其做进一步的改进。 本论文详细研究了学校教室的使用特点和照明需要及存在的问题，提出了一种自动化的教室照明控制系统，采用低功耗单片机和总线技术，通
2、过光控、红外检测、声控等芯片的运行来控制照明灯的开关。该系统有数据采集模块、串口通信、执行模块等的电路设计。通过硬件和软件的协同设计，该系统最终实现了在白天光照充足的情况下，教室无论有没有人照明灯都不开；在光照不充足的情况下，通过红外检测与声响检测来判断教室是否有人以此对照明灯进行控制，并在灯亮的情况下，该系统进入监控状态，若连续五次探测都没有人，则发出熄灯警告，灯具亮灭闪烁，教室里的人在提示情况下会有所动作，从而灯具不熄灭，若无反应则关闭电源。关键词：照明控制，单片机，自动化，红外检测IAbstractAbstractAt present, the manual switch mostly
3、used in domestic, lighting control, primary school classroom, even if the strict management, there will inevitably forget to turn off the lights when, especially in the daytime, the situation is more serious, resulting in a waste of energy. In addition, various lighting has certain use, still contin
4、ue to use in a well-lit conditions, life will certainly shorten lamp. But the existing molding classroom lighting control system has some problems in the application, need to do research and development in the further.In this paper, a detailed study of the characteristics and needs of school classro
5、om lighting and the existing problems, put forward a kind of automatic lighting control system, using low power microcontroller and field bus technology, on the basis of the improvement, such as switching the light, infrared detection, voice chip operation to control the lamp. The system has the cir
6、cuit design of data acquisition module, serial communication module, execution etc. Finally the system is realized in the day light, the classroom regardless of whether anyone lights are not open. In the light is not sufficient, the infrared detection and noise detection to judge whether a person to
7、 control classroom lamp control. And in the light of the circumstances, the system enters the surveillance state, if five consecutive detection are not people, a warning flashing lights, lamps and lanterns, the classroom will have to move in the prompt circumstances, thus the lamp does not go out, i
8、f no response is to turn off the power.Key words：Lighting control,SCM，Automation, Infrared detectionIII目 录目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论1 1.1课题的背景和意义1 1.2 采用自动控制系统的优势1第二章教室照明自动控制器的总体设计分析3 2.1学校教室自动控制的现状3 2.2系统的整体设计方案3第三章系统硬件的设计4 3.1单片机的介绍4 3.2单片机与继电器的设计6 3.3光敏模块的设计.9 3.3.1光敏元件的选择.12 3.3.2 A/D转换应注意的问题.18 3.
9、4红外模块的设计.19 3.5声响模块的设计.22第四章 系统软件设计. 26 4.1软件的实现原理.26 4.2软件的流程框图.26 4.3软件的程序编写.28结束语.30参考文献.31致 谢 32附录.33III第一章 绪 论第一章 绪 论1.1 课题的背景和意义 浪费一直是人类社会面对的重大问题，特别是到了二十一世纪，环保和可持续发展更成了国家长期发展的重中之重，我国也提出了“节能减排”的号召。然而在众多的能源问题中，电能的短缺是束缚经济发展和人民生活改善的重要问题之一。能源的充分利用与合理分配对我们国家的现状的改进有重要意义，从身边的小事做起，在照明灯的控制上采取智能化的控制，在保证照
10、明强度的前提下，对于保护学生的视力和减少能源浪费方面有重要意义。现在学校的教室照明灯存在管理落后，保护性差，布线复杂，能源浪费等问题。现在的教室照明灯自动控制已经不能满足我们现在的生活学习需求。因此设计一款新的教室照明灯控制器对教室照明、减少能源浪费、满足人们的日常生活需求等方面有及其深远的意义。在本设计中，对教室的人员情况在不同时间不同光照条件下进行了调查，同时发现了在白天有个别教室仍然是出现了在光照条件充足的情况下开灯甚至教室无人的情况下开灯的现状，对能源造成了浪费。本设计采用以单片机为主体的设计思路，通过单片机与各个模块之间的信息交流来实现对灯的亮灭控制。1.2 采用教室照明自动控制系统
11、的优势 传统的教室照明灯都是通过人手来控制，无论我们怎么样的注意都会出现忘记关灯等现象，从而造成能源的浪费，这与国家倡导的节能减排大相庭径。而该系统通过光照强度等来自动控制照明灯灯的开关，具体的优越性有以下几方面：挺高了教室照明的智能化程度，解放了人手，使教室的智能化程度更高，更人性化。减少了能源的浪费，通过具体的情况来确定灯的亮灭，从而有效的抑制了在白天光照充足的情况下仍然开灯的情况。具有良好的节电效果。解放了教室工作人员，提高了工作效率。提高了教室的管理水平，教室照明由原来的手动控制变为智能化控制，减少了维护，巡查费用。 本论文旨在设计一个基于单片机技术的教室照明灯自动控制器。通过各模块电
12、路、控制电路及控制方法的设计与选择，软硬件的协同设计，最终实现了教室照明系统自动控制的目的，即在白天光照充足的情况下，教室无论有没有人照明灯都不开；在光照不充足的情况下，通过红外检测与声响检测来判断教室是否有人以此对照明灯进行控制，并在灯亮的情况下，该系统进入监控状态，若连续五次探测都没有人，则发出熄灯警告，灯具亮灭闪烁，教室里的人在提示情况下会有所动作，从而灯具不熄灭，若无反应则关闭电源。本设计以单片机为中心，通过红外模块，声响模块以及光敏模块的信号输入单片机，并通过单片机对继电器的控制来控制灯的亮灭。红外模块对人体的红外信号进行监测并能输出高信号来判断是否有人，在此基础上配合光敏与声响模块
13、对教室照明灯自动控制器进行了设计。I第二章 系统总体方案设计第二章 教室照明自动控制器的总体设计分析2.1 学校教室自动控制的现状 学校的教室白天是同学们上课学习的地方，白天的光中情况一般充足，中午的人较少，晚上不管是上课还是上自习同学们都需要一个良好的光照条件，来保护眼睛与看清书本。教室的灯具一般为荧光灯，能很好的满足光照条件，但是不可避免的出现白天开灯的情况，造成能源的浪费。实现照明节能一般是通过两方面：一方面是通过使用高效的灯具，如节能灯。另一方面是通过控制系统的改进来实现智能化。即通过优化照明系统来达到节能的效果。2.2 系统的整体设计方案考虑教室的照明节能，改进照明系统的运行，主要应关注两个方面，合理利用自然光作为辅助光源和根据室内是否有人决定灯的开关，这样能够在保证照明质量的同时有效避免能源的浪费。在自然光充足的情况下，因为照明亮度已经达到要求，所以无论教室是否有人都不开灯。从而达到节能的效果，并且延长了灯管的寿命，减少了灯具的更换和维修费用。针对教室主要用于学生上课和自习学习的特点，本论文提出一种智能化的控制器设计，其结构框图如图1所示音响检测模块红外检测模块光电检测模块单片机继电器图1 结构框图III第三章 系统硬件设计第三章 系统硬件设计3.1 单片机的介绍 本文选
