【传感器原理及应用实践报告1500字】

《传感器原理及应用》实践报告姓名专业物联网工程考期考籍号身份证号码设计题目：基于红外传感器的教室节能照明控制系统设计与实现所用硬件设备：STC89C52单片机，光敏传感器，红外热释电传感器实验目的要求：熟悉传感器原理；掌握使用单片机获取传感器数据的流程、方法。实验内容与实验心得1．设计简介本系统是一种基于智能照明监测和控制的系统,不仅使用者可以直接通过光电监视和检测模块的方式来检测整个教室内的光照和温度，并且使用者也可以直接通过红外线和传感器的监视和温度来检测室内的环境是否存在或者有人,从而从根本上达到了了灯照和环境控制的智能化。2．传感器原理及其说明本设计主要利用红外感应和光敏效应，利用热释传感器与光敏传感器并结合单片机开发技术进行教室智能节能。红外传感技术：红外传感技术的原理是运用红外成像，以红外线为物理基础的技术为红外成像技术。泛指在光子或者电磁波中产生的波长0.78-1000um的一种波段通常被称作红外线,有时候还叫做"红外辐射"。红外热释电传感器是基于热电效应原理，内部的热电元是由能够产生高热电系数的铁、钛、酸、铅、汞、陶瓷、和钽、酸、锂、硫酸三甘铁等元素结合滤光镜镜片的窗口组成，其极化是随着内部温度的增加而发生移动。图2.1红外热释电功能图图2.2红外热释电实物图3．所选用的单片机系统结构、特点描述，及与传感器的电路连接单片机系统开发的软件技术:一块具有单片的主机本身就是一块主机芯片,单片机的软件开发技术一般是在一块具有单片的主机开发芯片的技术基础上通过扩展其他外围控制电路或外围控制芯片所得而组成的一种可能具有一定技术应用与控制功能的通用计算机软件系统。单片机的产品类型虽然有很多个,但在世界我国目前已经使用较为广泛的一种就是美国因特尔公司自主生产的MCS-51单片机产品系列。这里我们的设计主要采用了51单片机系列的STC89C52单片机来进行片上的开发,芯片采用的是PCF8591芯片，图3.1STC89C52单片机实物图图3.2STC89C52管脚图PCF8591芯片是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bitCMOS数据器件。具有四个模拟输入、一个读入输出和一个可以穿越12总线的输入接口。PCF8591的3个硬件地址点的阴角分别为I2a0、a1和I2a2,它们分别可以被广泛应用于对多个硬件设备地址的串行编程,允许在具有同个地址I2c1的总线上同时介入8个新的PCF8591器件,而不必再需要使用额外的硬件设备。在此IPCF8591旗舰上所有主机输入的数据地址、控制及其他数据信号接口均是由两根或多条串口线路通过进行双线式的连接I2c串口总线直接采用模拟串行接口形式连接来完成传输。光敏电阻通常要与转换模块搭配来放在AD转换电路中。图3.3光强测量电路图3.4LED灯控制电路4．数据读取功能的详细实现本实验主要的程序分为以下几大部分，当系统有有电时，先对系统进行初始化，然后去判断光信息采集的情况，并对LED灯泡光进行控制，从而达到节能的目的。在这之后通过红外热释电传感器所收集的信息来进行判断教室是否有人，若有人并且天较暗则保持灯泡亮度。若没有人并且天较亮则直接关闭LED灯泡。若没有人天亮则关闭灯泡。若有人天较亮则关闭LED灯泡，则延迟两分钟再关闭LED灯泡，在这期间通过红外热释电传感器进行检测是否有人，再重复进行上一步的操作。程序的流程图如图4.1所示：图4.1程序的流程图5．总结本人设计的智能照明系统在经由红外热释电传感器和光敏电阻以及单片机开发技术基本完成实现工作后,得到热释电红外传感器以及光敏电阻的数字输出来明确了学校教室教室内部是否存在人和教室的灯照强度,接下来就根据检测的结果对继电器模块发出指令对灯输出的工作状态进行控制,从而实现根据教室内环境变化情况和人员流动的情况对教室环境光线强度进行