【《基于单片机的智能照明系统方案设计案例》1900字】

基于单片机的智能照明系统方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u19687基于单片机的智能照明系统方案设计案例 189261.1单片机的选择 1209191.2环境光的检测方式 1156531.3人体检测方式 2134051.4声音感应方式 2322191.5照明设备驱动电路 3166061.6系统总体设计方案 31.1单片机的选择本模块选用宏晶公司生产的一款能耗较低、性能较好的单片机—STC89C52，因为该单片机基本上涵盖了8051的所有重要功能，再加上耗能极低，性能非常优越，能够正常运行的电压范围更广，故综合考虑我觉得STC89C52型号的单片机更适合本系统的设计。该单片机的重要性能，如下表2-1所示[7]。表2-1STC89C52主要功能主要功能特性兼备MCS51的指令系统8K反复擦写FlashROM32个双向I/O口线时钟频率0-24MHz2个串行中断256×8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断可编程UART串行通道2个外部中断源软件设置睡眠和唤醒功能2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式共6个中断源1.2环境光的检测方式因为本模块正常运行需要一个能够检测环境中光照强度的元器件，所以本系统选用日常生活中比较容易买到的光敏电阻器。本设计通过光敏电阻将被测区域中的光线强度变换为单片机能接收的电平。当环境中的光线比较强时，光敏电阻对应的电压值就低，反之光线较弱时光敏电阻对应的电压值就高，然后光检测模块将这些电压值转换为高低电平输送给单片机，单片机则将这些电平作为一个标准的数字信号。1.3人体检测方式本系统需要检测被测区域内是否有人存在，要想实现该功能就需要一个非常重要的元器件—热释电红外传感器。众所周知人体的体表温度值大约是37℃，只要具有该温度值的生物体都可以释放出10μm左右的红外短波。人体释放的红外短波经过红外传感器上方的菲涅尔透片后聚集到下方特殊的导电元件上，导致此特殊元件表面的电荷失去平衡，进而在元件表面形成了电流，使特殊元件两边产生较小的电压差。热释红外检测模块再将元件表面的电压转换为的单片机能接收的信号，并输送给本系统的单片机，单片机再将此信号作为是否点亮照明灯具的重要决定因素之一。1.4声音感应方式本设计需要一个声控模块，主要是考虑到热释红外传感器可能会出现故障或者灵敏度出现问题。再加上一个声音控制模块能更好的提升本设计的容错率。本设计中的热释红外传感器其中一个缺点就是容易受到自然环境中的其它因素干扰，比如说热源。简洁的说就是当被测区域的环境温度和我们自己的体表温度很接近时，红外探测器检测人体的能力就会大幅下降，更严重的情况就是造成探测设备的短暂失灵。另一个缺点就是被动式红外传感器对于红外光线的接收能力比较差，如果人体表面辐射出的特定红外波被其它物体遮挡时，就会导致传感器表面的探头接收不了人体辐射的红外短波[8]。最后一个缺点就是红外热释电传感器对红外波的检测模式是机械式的，工作一段时间就会休息一段时间。所以说在本系统中再加入一个声控装置是非常必要的，这样能使本系统的容错率更好。声控模块工作原理就是通过声音传感器检测经过该公共区域路人的脚步声或说话的声音，这样系统就可以做到路人还未到达该黑暗区域时已提前为路人点亮该区域的LED灯照亮路人前行。1.5照明设备驱动电路在本系统中需要一个控制电路来控制照明灯具的开启与。综合考虑本设计选用电磁继电器以及相应的电路作为LED灯具自动化控制的“开关”。本设计控制模块主要原理是依靠电磁继电器线圈得电吸合失电断开的特性来控制LED灯具的自动开启和关闭。选用电磁继电器的主要原因是电磁继电器只需要很小的电流就可以安全可靠的控制接在220V电压网络中的LED灯。另外一个原因是电磁继电器还具有性能稳定、设备体积小、通电与断电后的反应迅速等优点。1.6系统总体设计方案本设计的基本运行模式是：当被测区域中的光线强度相对较弱时，光敏元件接收到的光线就比较少，从而导致其自身阻值较大，这时光照检测模块就会向单片机输送高电平。单片机接收到光照检测模块传来的信号后马上打开热释红外传感器。当红外模块检测到公共环境中有人存在时就会向单片机输送信号，单片机接收到红外模块输送的信号后，马上就向电磁继电器控制电路发送指令，紧接着继电器通电进而打开了LED照明设备。同时，当单片机接收到光照检测模块输送的高电平时，声音检测模块也会随着红外检测模块一起启动。当此公共区域的人发出声音时，声音检测模块接收到此信号后，立马向单片机输送高电平。单片机接收到声音模块传来的高电平后就会向继电器控制电路发送指令，然后继电器触点闭合就打开了LED照明设备。当人离开热释红外传感器能接收信号的最大距离，并且此时声音模块也未接收到声音信号的话，单片机则会向电磁继电器控制电路输送一个低电平，这时电磁线圈失电触点断开，照明灯具关闭。当环境中的光照亮度很高时，光敏电阻此时接收到大量的光线，因为自身的特性光线很强就会使自身的阻值变得很小，这样就不能给单片机输送高电平，系统就不会打开热释红外传感器和声音模块，所以本系统的灯具就