教室灯光控制系统_毕业设计

1摘要本研究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。该系统以AT89C52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有多种报警G2163能G2528G7114还采用了软G18硬件的G256G11487G19388G10411G257G6228G7427G12573G6251G5190G6212G6526G7057。单片机软件采用G8731G13546G16833G16340G13546制，采用G8181G3371G2282G13479构设计G451条理G9177G7236G451通用G5627G3921，G1427于G6925G17839和G6205G1817。该系统具有体G12227G4579，控制方G1427，G2499G19764G5627G20652，G999用G5627强，G5627G1227G8616合理G12573G1260G9869，G2499以G9397G17287G2520G12879大G451G1025G999G19510G7669教室灯光控制的G16213G8726，G5468大G12255度的G17810G2052G14422能G11458的。关键词人体G727红外G13459G727传感器G727G14270G2172控制G727热释电2ABSTRACTCURRENTLYLIGHTINTELLIGENTCONTROLSYSTEMSARENOTEFFICIENTLYUSEDINTHECLASSROOMINORDERTOIMPROVETHESYSTEM,BASEDONCONTROLANDCURRENTMETHODSOFHOWTOKEEPCONTROL，DEVELOPINGINTELLIGENTCLASSROOMLIGHTCONTROLSYSTEMANDDEVELOPEDTHEHARDWAREANDSOFTWARESYSTEMTHISCLASSROOMLIGHTINTELLIGENTCONTROLSYSTEMTHETHEORYOFTHELIGHTPUTFORWARDMETHODSOFONTHEBASISOFAT89C52ISDEVELOPED,WHICHMACHINEOFAT89C52ISAMAJORPART,ANDTHEENVIRONMENTOFDEVELOPMENTISBETTERTHANBEFORETHISSYSTEMCANSATISFYTHEFOLLOWINGFUNCTIONS,SUCHASCONTROLLINGTHECIRCUITOFILLUMINATION,TESTINGANDPROCESSINGDAYLIGHTSIGNAL,TESTINGANDPROCESSINGTHESIGNALOFHUMANBODYTHATILLUMINATESTHEBACKTRACKEXISTS,REPORTINGTOTHEWARNINGDEVICES,ETCINORDERTOSATISFYTHESEFUNCTIONS,THESYSTEMADOPTEDTHEHOMOLOGOUSMETHODSRESPECTIVELY,ANDTOTHEGEARINGOFTHESYSTEM,ANALYZINGHOWTOINSTALL，TESTANDRUNTHESYSTEMTHEMICROCONTROLLERSOFTWAREWASDEVELOPEDBASEDONASSEMBLELANGUAGEASSEMBLELANGUAGEISONEKINDOFSTRUCTUREDPROGRAMLANGUAGES,ITHASMOREADVANTAGESTHANOTHERHIGHLEVELLANGUAGESASSEMBLELANGUAGEADOPTSBUILDINGBLOCKDESIGNITSCOMMONALITYISVERYGOODANDEASYTOIMPROVEANDEXPANDITCOULDBEUSEDTODEVELOPLARGERG980SCALESYSTEMWITHMOREPERFECTPERFORMANCEATTHESAMETIME,THEANTIJAMMINGTECHNOLOGIES,SUCHASWATCHDOG,ARENECESSARYWHENDEVELOPINGHARDWAREANDSOFTWARETHISSYSTEMHADMANYADVANTAGESFOREXAMPLE,THEPHYSICALVOLUMEWASSMALL，THESYSTEMWASCONVENIENTLYCONTROLLED,THECREDIBILITYWASHIGH,THEAPPROPRIATIONWASSTRONG,ANDITSPRICEPROPORTIONWASIDEAL,ETCTHEEXPERIMENTPROVEDTHATTHESYSTEMCANSATISFYTHECONTROLCOMMANDOFTHECLASSROOMSLIGHTDEVICE,SOITCOULDLARGELYREDUCETHECONSUMINGOFENERGYRESOURCESKEYWORDSHUMANBODY,INFRAREDRAY,SENSOR,AUTOMATICCONTROL，HEATTORELEASETHEELECTRICITY13目录摘要G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G161ABSTRACTG16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G1621引言G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G165G20G17G20本G16850G20076研究的G5859G1053G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G165G20G172G3281G1881外教室灯光控制器研究的现状G2462其存在的G19394G20076G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G165G20G17G22本G16850G20076研究的G1881G4493和G11458G7643G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G26G20G17G22G17G20研究G1881G4493G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G26G20G17G22G172研究G11458G7643G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G26G20G17G23本G16850G20076G6323G16311G1927的G1863G19202G19394G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G1682教室灯光控制器简介及控制方案的分析G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G1682G17G20教室灯光控制器G12628G1183G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G1682G172系统控制方G7708的分析G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G1683系统控制模块的硬件设计G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G169G22G17G20控制G8181G3371的硬件构成G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G169G22G172控制系统的G1039G16213硬件电路G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G169G22G172G17G20系统G1039控电路G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G20G19G22G172G172在G13459G13546G12255G8181G3371电路G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G20G19G22G172G17G22系统G1391电电路G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G20G20G22G172G17G23G6980据采G19610电路G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G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16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G23G20附录一G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G232附录二G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G16G23G2351引言11本课题研究的意义随着社会经济和科学G6228G7427的发展，人们的生活水平也不断提G20652，导致用电负荷的加剧，又由于世界G5627的能源危机，能源G13582乏已成为世界所面临的严峻G19394G20076。而此G19394G20076对我G3281来说尤为严重。随着G2520G12879大G451G1025G999G19510G7669的G6205招，教室的G6205G5326，教室照明的需G8726也越来越多，而教室照明的管理不G2052位，往往造成电能的巨大浪费，这样，提G20652教室用电效率就成为首G16213考虑的G19394G20076。G11458前对灯光的智能控制，G3281G1881外己经开G3999采用，但对教室灯光的控制，尤其是我G3281教室灯光的智能控制尤为G13582乏和不完善，依然是传统式的人工管理。G2520G12879大G451G1025G999G19510G7669不断G6205招，教室不断G6205G5326，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学G7669电能浪费，经济损失，这种的浪费与当今的G14422约能源理念相违背。再者，现代G14270G2172G2282G12255度不断提G20652，计算机G6228G7427的普G2462，灯光的管理也在朝着G14270G2172G2282G451智能G2282方向发展。例如楼道灯光的G14270G2172控制G12573G12573。所有这些G1363得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。于是，开发G12628G1427G451实用的教室灯光G14270G2172控制系统G1427具有重G16213的现实G5859G1053。12国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题世界G2520地发电的G1039G16213原料是煤炭G451石油和天然气，而丹麦在能源利用方面的成G2163经验提G1391了G5468G3921的借鉴。从G209G26G23年以来，尽管丹麦G3281民收G1849增长了5G19，丹麦总的能源消费量并没有增加。丹麦是OECD成员G3281G1025能源消耗量和G3281民收G1849G8616值最G4579的G3281家。他们不断地提G1391G980些G14422能G1391热系统，例如丹麦热电G2528G1391热电厂CHP，而且，他们尽G2499能的有效利用资源。这样，他们的能源G1363用总效率G17810G2052了9G19。丹麦政府G5468重G16282G1315G6163G12366G19400用电的G14422能，并设G12447了对G7044G5326G6163G4639G14422能的G16844多G16213G8726。G6980据G7186G12046，G4633民G1849G1315有G14422能装置的G6163G4388G7114，他们G16213G6915G1196G8616没有G14422能方G7708G6163G4639G20652出8的费用。其G14422能G20045G11458经验在G8443G11443G3281家G1025G5203为G8981传。还有，G8443G2508G7403G980G7043G13512G4624G1134G1856G2508不断的G6524出G7044G3423G20652G17767出的G14651光灯，G14422约G25的总系统G2163率，并具有G7368G20652的光通和平G3355光通量。G20146利G9018照明G1856G2508G6524出的G19530G10955G18341G2360灯代G7379过G2447的G2360G19068灯，G2499G14422能G25G19的电能。种种G17869G16949G15932明世界G2520G3281G18129在采G2474不G2528方式来G14422约能源，G14422约6电能。G1025G3281经济G6357G13505多年的G20652G17907发展G16765能源G19394G20076G7097G11422G12373出。G15441然我G3281能源总G1660量不G1314，但由于我G3281人G2487G1259多，所以人G3355G1660量G4581，单位G1147值的能耗是发G17810G3281家的G22G16G20G19G1505。能源G19394G20076已成为制约我G3281G3281民经济发展的G1863G19202G19394G20076。从环境和G14270然资源G16294度出发，能源G19394G20076也是我G3281长G7411G2499G6357G13505发展G6124G11065G1025G980G1022G1863G19202G3252G13044。此外，能源G19394G20076不G1177G1863系经济发展和环境生G5589，在G10317G4462G5785G1929G991还会对社会G12295G4462有G5468大G5445G2721。鉴于能源G19394G20076的重G16213G5627，我G3281在G13523G14406照明工G12255G7044G19407发G5079，G13523G14406照明工G12255G7422来G1128年G19400G4570在G1856用设G7057G451G4498G20314G451G2842G2426G451G4633民G1315所G12573G1852G3281G5326G12581G10301G1025G6524G5203G20G175G1171G2494G14422能灯，G14422电29G19G1171度电。上G9035G451G8839G2283G12573G980些地方采G2474政府对G14422能灯大G4459采G17153G8611G2494G15929G17160G22G14279G23G1815的方式G17839G15904G6524G5203。从普通G11345G9873灯G2052G20652效G14422能灯，G1363我G3281的电光源G1147G2709G13479构G17892G8505向G14422电G3423G17728G2476，G14651光灯与普通G11345G9873灯的G8616例由G20995年的G79G29G25G1725前的G79G29G20G175。G11458前，我G3281照明用电约G2356社会总用电量的G202，采用G20652效照明G1147G2709代G7379传统的G1314效照明G1147G2709G2499G14422电G25G19G20528G19。如今，G2283G1152G8503在大G2159G6524G15904G13523G14406照明工G12255，己G6524出上G11346G987G2494G13523G14406照明光源和部分G14422能电器，据测算年G14422约用电G2499G17810G22G23G232G987G2327G10938G7114，G14422约电费25G209G17G26G987G1815。政府己经在G2842G2426G451学G7669G451G2319G19510G12573G7368G6454了2G23G987G2494G14422能灯具。在G3897G17828工G12255的G5326设上，也大量G17828用G14422能G6228G7427，G2283G1152的G3897G17828厂G20314G256水G12447方G257，通过采用大量的G14422能灯具，装G3803G7044G6228G7427，通过增强G17891光G5627G11345天G2499G14422约照明能耗5G19。我们G1838在2G19G19G19年G20G19G7388G20G20G7097G1838G12544G2325G1128届G1025央委员会G12544G1128次会议通过的G1025共G1025央G1863于制G4462G3281民经济和社会发展G12544G2325G1022G1128年计划的G5326议G1025明确指出G29G256加强基础设G7057G5326设是今后G1128年G14279G2325年G980G20045G2325分重G16213的G1231G2165。G257其G1025提G2052的基础设G7057G5326设就包括了能源G5326设。G5326议还强G16855了能源G5326设G16213发挥资源G1260势，G1260G2282能源G13479构，提G20652利用效率。面临如此紧迫的能源G19394G20076，我们应该把着眼G9869放在G256G20652效加强环境保G257利用G256G9177洁G257能源A1A0。由此G2499见，G14422能照明用电，对G14422能具有重G16213的G5859G1053。G11458前G3281G1881G2520G12879G19510G7669G1025，由于G2528学们的G14270觉G14422能G5859识薄弱，在光G13459G17287够强G7114也开灯，护洁G16850上完离开教室后灯还亮着的现G16949普遍存在而且，G14422能规划极为欠G13582，教室的灯光控制由管理人员手工代G7379，教室极多，管理人员忙不过来，这样就造成不必G16213的电能浪费和经济损失。就我G7669为例，G2033G8505统计大G4579教室大约G4445装了共有5G23G19G19盏灯，以G8611天G1177亮灯8G4579G7114来计算，G980年G1025扣除假G7411后，7教室灯的耗电量约为52G1725G987度，学G7669在教室用电的经费上就得G6915出约为G22G19G17G23G25G987G1815人民币。而以G8611天浪费2G4579G7114用电来计算，G980年大约G16213浪费G20G22G17G19G25G987度的电量，G2356教室照明用电经费的四分之G980。我省G2520G12879大G1025G999G19510G7669G2462其G1025G4579学总共有G25G19G19G11346多所，若G18129G16949我G7669G980样G8611年浪费G20G22G17G19G25G987度电的话，我省就会浪费近G269G19G19G987度的电。导致电能的极大浪费。再者，G8611所G19510G7669不断的G6205招，教室不断的G6205G5326，若再没有G6925G17839教室的用电管理设G3803，那么用电负荷G2499想而知，浪费的电能就G7368G451凉人了。基于以上种种原G3252，提G20652教室用电效率就成为学G7669G14422能的重G16213且G1039G16213的G6526G7057之G980，G3252此G14422能G6228G7427的重G16213手段之G980就是教室灯G1863G14270G2172控制系统的设计无疑就成为其G1025G980G20045重G16213G16850G20076。13本课题研究的内容和目标131研究内容本G16850G20076的研究G1881G4493有如G991几G9869G29G20了G16311教室照明光强的G7643准G7272G16855研教室灯光照明需G8726以G2462环境光强弱与开G451G1863灯的G1863系G727G22研究人体存在探测G6228G7427，探测G16294度与范围G727G23研究传感器教室分G5079G451G4445放G19394G20076，是否G980灯G980G1022传感器或多灯G1856用传感器G12573G7275研究确G4462人体传感器的有G1863参G6980G727G25研究灯光控制器电源G19394G20076G727G26研究控制器参G6980值设G4462的G16213G8726G2462方G7708G7278研究人工设置参G6980G451掉电保存参G6980的G19394G20076G7279研究与现有教室照明相兼G4493，易G7379代，不易被偷盗G451被仿制，易于G13512护G451G13512修G12573控制G6228G7427G727G20G19研究报警G12573附加G2163能G19394G20076132研究目标研究的教室灯光控制系统能用于现有教室照明系统的G6925造，实现对照明系统的人G5627G2282智能管理，提G20652用电效率实现G14270G2172G451手G2172灯光控制相兼G4493，以降G1314成本通过反复G16809验和G6925G17839，最终G17810G2052G2499G19764G5627G451实用G5627G451G6524G5203G5627较G3921的G11458G7643。814本课题拟解决的关键问题本G16850G20076G6323通过G16809验研究教室灯光的G2520种控制方G7708G16311G1927如G991G1863G19202G19394G20076G29G20照明回路的控制回路与控制器本身的G14422能G19394G20076G7272传感器与教室灯配合G4445装的G19394G20076G727G22环境光参G6980G17767G1849采G19610G19394G20076G727G23人存在传感器参G6980G17767G1849采G19610G19394G20076G7275开G451G1863灯的G14270G2172与手G2172兼G4493G6526G7057G7272教室灯光控制器简介及控制方案的分析21教室灯光控制器简介教室灯光控制器G2499实现有效的教室灯光智能控制。其G17767G1849参G6980G1039G16213是人体存在信号和环境光信号G12573的外界G3252G13044，环境光的强度G17810G2052G980G4462值G7114不开灯，环境光强度在G980G4462阀值以G991且有人存在G7114开灯，理G16782和实验证明用这种方式来对教室灯G17839G15904智能控制G2499以实现上述G11458G7643。教室灯光控制器G980般G4445装在教室G1881避开电灯直射的位置，且人体传感器G4445置G7114应G1363人体活G2172方向与人体传感器G1025两G1022热释电G1815连G13459方向垂直，这样G2499G1363人体存在信号采G19610G7368加灵敏G451G2499G19764，G2528G7114还G16213尽G2499能避免外界风直G6521吹向人体传感器。22系统控制方案的分析所研制的控制器以G14270然光强度和人体存在作为控制器的G1039G16213G17767G1849参G6980。G2499以实现G14270G2172与手G2172控制相兼G4493。在G14270然环境光较强光G13459G17287够G7114，无G16782人是否存在，G18129不开灯在G14270然环境光较弱G7114，有人存在且G17241过G980G4462G7114G19400，控制器G14270G2172打开电灯，直G2052人离开后再延G7114G980G4462G7114G19400后G1863灯。G2528G7114，还G16213按作息G7114G19400来控制，夜晚G17241过G202G9869，若还有人存在，则G1863闭G14270G2172控制器的G17828G15904，G6925用机械开G1863来手G2172控制，以G16311G1927G3252G10317殊G5785G1929G991，G14270G2172控制器的不人G5627G2282G17828G15904。本文所研究的教室灯光控制器G1039G16213是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整G1022系统执G15904的基础，它G1039G16213为软件提G1391G12255G5219G17828G15904的平台。而软件部9分，是对硬件端G2487所体现的信号，加以采G19610G451分析G451G3800理，最终实现控制器所G16213实现的G2520G20045G2163能，G17810G2052控制器G14270G2172与手G2172相G13479合的教室照明智能控制。3系统控制模块的硬件设计考虑G2052本系统所G4445装的环境G5445G2721G3252G13044G8616较多，且教室控制设G3803G1025的人体存在传感器G451光敏三极管G12573经常会G3252环境G5785形G2476G2282而不G12295G4462，所以在设计过G12255G1025，电G4388G1815器件的选用G451G13459路G5079置和设G3803的G4445放G16213G1817分考虑G2052G6251G5190G6212G19394G20076。31控制模块的硬件构成系统控制单G1815是以单片4机G1039控G8181G3371为核心，其它外围电路G1039G16213包括G29ISPG991载G13459G8181G3371G451系统G1391电G8181G3371G451硬件G7114G19059G8181G3371G451G11487G19388G10411G8181G3371G451灯光G20549G2172G8181G3371G451G6980码管G20549G2172G7186G12046G8181G3371G451环境光G8181G3371G451EEPROM存G1660G8181G3371G451人体存在传感器G8181G3371G451G17241