【毕设论文】室内灯光亮度控制系统设计缩写稿

毕业论文（缩写稿）题目室内灯光亮度控制系统设计学生樊亚瑞学号20110311104院（系）职业教育师范学院专业电子信息工程指导教师李颀2015年5月日室内灯光亮度控制系统设计专业班级信工111学生姓名樊亚瑞指导教师李颀陕西科技大学职业教育师范学院陕西西安710021摘要灯光亮度的控制系统设计是现代家居构成智能住宅系统的一部分，由于信息技术的大力普及和应用，极大的推动了家居的智能化建设的进程，更为家居智能化提供了可靠的技术保障，实施起来更加的简捷。智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力，它对于改善现代人类的生活质量，创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义。本系统结构主要分为首先介绍了系统的研究内容，并通过比较分析确定最终方案。接着分模块介绍各个电路的相关原理及在本系统中的运用，最终进行软件调试并实现相关功能。关键词灯光亮度，蓝牙模块，单片机CONTROLSYSTEMDESIGNOFINDOORLIGHTINGBRIGHTNESSABSTRACTTHECONTROLSYSTEMDESIGNOFLIGHTINGBRIGHTNESSISAPARTOFMODERNHOMEFURNISHINGCOMPOSINGINTELLIGENTRESIDENTIALSYSTEM,ALLINVENTIONSANDCREATIONSARETOMAKEHUMANSLIFEMORECONVENIENTANDCOMFORTABLEDUETOTHESTRONGPOPULARITYANDAPPLICATIONOFTHEINFORMATIONTECHNOLOGYGREATLYPROMOTESTHEPROCESSOFTHEINTELLIGENTHOMEFURNISHINGCONSTRUCTION,EVENPROVIDESARELIABLETECHNICALSUPPORTFORINTELLIGENTHOMEFURNISHING,LETITSIMPLEMENTBECOMEMORESIMPLEINTELLIGENTHOMEFURNISHINGSYSTEMHASITSOWNUNIQUECHARMOFSAFETY,CONVENIENCE,EFFICIENCY,SHORTCUT,INTELLIGENCEANDPERSONALITYITHASAVERYIMPORTANTSIGNIFICANCEFORIMPROVINGTHEQUALITYOFMODERNHUMANSLIFEANDCREATINGACOMFORTABLE,SAFEANDCONVENIENTLIVINGSPACETHISPAPERFIRSTLYINTRODUCESTHERESEARCHCONTENTOFTHESYSTEM,ANDDETERMINESTHEFINALSCHEMETHROUGHCOMPARATIVEANALYSISTHENUSINGSUBMODULETOINTRODUCETHERELEVANTPRINCIPLESOFEACHCIRCUITANDITSAPPLICATIONINTHESYSTEM,INTHEENDSOFTWAREWILLBEDEBUGGEDANDRELEVANTRELATEDFUNCTIONSALSOWILLBEREALIZEDINTHISSYSTEMKEYWORDSLIGHTBRIGHTNESS,BLUETOOTHMODULE,MCU1课题背景灯光亮度控制作为现代智能家居的一个重要组成部分，在现代生活中有重要的应用及研究价值。在现实的生产生活中，人们对居住环境的要求逐渐提高，因此就有必要提出新的方案来控制灯光的亮度。现在有用单片机控制灯的亮度，同时也有ZIGBEE控制灯的亮度，但是考虑到价格的实惠我们选用以蓝牙控制灯的亮度，以较低的硬件成本实现具有明显的操作效果。2研究内容基于蓝牙技术，以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动通信环境建立了一个接入点，可以替代电缆连接实现设备之间的无线组网。将蓝牙知识应用于照明灯光控制，实现人与照明灯光的信息交互，是一个创新的尝试，并且将逐渐发展成为智能家居的研究热点，操作简单继而实现对灯光开关、亮度调节或实现各种灯光情节的交换组合系统，解决无法远距离控制灯光问题，并能让人们充分享受到现代科技带来的轻松，舒适、愉悦的新生活。3研究方案31硬件设计及原理本系统结构主要分为应用服务层、网络传输层、感知控制层。网络服务层包括应用服务层与无线通信模块的通信，无线通信模块与单片机的通信，以及单片机与各继电器的通信，这部分是控制系统的主机或单控单元；感知控制层包括控制开关及其安装连接部分。网络传输层和感知控制层功能通过控制电路板实现，如下图31所示灯光控制电路电源模块主控电路蓝牙模块蓝牙模块计算机显示控制USB转串口图31系统总体设计框图在日常生活中，我们常常需要对灯光的亮度进行调节。本调光控制器通过单片机控制双向可控硅的导通来实现白炽灯纯阻负载亮度的调整。双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉，它仍将保持导通；当负载电流为零交流电压过零点时，它会自动关断。所以需要在交流电的每个半波期间都要产生触发信号，触发信号产生时间的长短（触发角的大小）就决定了灯泡的亮度。调光的实现方式就是在交流电源信号过零点后一段时间触发双向可控硅开关的导通，称这段时间为双向可控硅的触发角。触发角越大，导通时间越长，可控硅导通的时间越短，灯的亮度就越低；反之，灯就越亮。这就要求确定交流电源同步信号的过零点，并以此为基础，控制触发信号触发角的大小，达到白炽灯亮度调节的目的。用PC控制串口发送数据到蓝牙，蓝牙发送数据到单片机，单片机通过PWM控制LED或者同步交流220控制可控硅调节交流电压。32软件设计要控制的对象是50HZ的正弦交流信号，通过同步信号检测电路，将同步信号送至单片机的中断口。单片机接收到同步信号后就启动一个延时程序，延时的具体时间由按键来改变。延时结束后，单片机立即产生触发信号。触发信号可使可控硅导通，电流经过可控硅流过白炽灯，使灯发光。延时越长，亮的时间就越短，灯的亮度越暗。由于延时的长短是由按键决定的，所以实际上就是按键控制了光的强弱。理论上讲，延时时间应该可以是010MS内的任意值。在程序中，将一个周期均分成N等份，每次按键只需要去改变其等份数，在这里，N越大越好，但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑，只需要分成大约100份左右即可，实际采用的值是95。可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光耦结合示波器观察而定，在本设计中取20S。程序中使用T1来控制这个时间。对两个调光按键的处理的方式是短按只调整一个台阶，长按可以连续调整4总结本设计是实现用蓝牙模块控制室内灯光亮度的设计，并通过外围模块对系统功能进行扩展。基于室内灯光亮度的控制系统以微控制器为核心处理器，与蓝牙、继电器等共同完成灯光亮度的控制，因此本系统的优点就显而易见了，具体可总结为以下几点（A）微控制器单片机的选择，选择了STC15L2K60S2，并且分析选择的原因，同时设计最小系统；（B）红外感应模块的设计，本系统将红外对管反接，通过电压比较器，将电位计的两端分别接电源和地，中间接同相端，在运行过程中通过测量红外对管的实际电平来调节同相端的接入电平，再与单片机连接，最终取得了一个理想的结果；（C）软件的编程，软件设计是在KEIL环境下进行，在软件编程中，需要对各模块进行初始化，并且用定时器和中断对数据进行采集和计算；（D）实物的调试，实物的成功取决于原理图的设计、PCB的制作和软件的编程及调试，在调试中，首先确保的是电源的供电，电源过小，芯片不工作，电源过大，芯片被烧坏，所以先对电源进行调试，其次是电路板的测试，确保没有短路和断路，然后对各个模块进行调试，最后总体调试。参考文献1赵晓荣,郎兵TG12864B液晶显示器及其应用J现代显示，20071051532STC89C51RC/R