【《基于单片机的教室节能系统设计的技术基础介绍概述》2400字】

基于单片机的教室节能系统设计的技术基础介绍概述目录TOC\o"1-3"\h\u6041基于单片机的教室节能系统设计的技术基础介绍概述 1251931.1红外传感技术 193901.2单片机开发技术 2158571.3光敏传感器技术 314687光敏传感器工作特点： 431523工作原理： 4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。技术：红外传感技术、单片机开发技术、光敏传感器技术。1.1红外传感技术红外传感技术：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"。通过一种黑体辐射理论证明,只要一个物体的温度超过了绝对的零度,那么一个物体就有机会源源不断地从内部向外传递发出光谱。红外线的频段很宽,根据它们的波长区域范围大致可以划分为:近红外线(0.7~2μm),中红外线(3~5μm)和远红外线(8~14μm)。由于发射该四个不同频段的大气红外线各自分别具有不同的大气物理学和大气化学物理特性,因而又被人们称为红外线的大气窗口[[6]屈春燕单新建马瑾，地震活动热红外异常的影响因素分析【J】，地震研究，2007（2）：113-119]。其中,中波远红外线和长波远红外线对于检测大气中的热可以检测具有很好的耐热穿透性,因此绝大多数的红外辐射检测在元器件中都是直接同时采用这两个不同频率的检测波段。[6]屈春燕单新建马瑾，地震活动热红外异常的影响因素分析【J】，地震研究，2007（2）：113-119红外热释电传感器的工作原理：该红外传感器是基于热电效应原理，红外热释电传感器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[[7]王荃;孙志伟;张天翔，嵌入式技术实验教程【M】，中国铁道出版社，2015.01][7]王荃;孙志伟;张天翔，嵌入式技术实验教程【M】，中国铁道出版社，2015.01截止到目前，红外传感器在世界上已经发展的越来越来繁多，这些红外传感器的功能能和应用也有很大的区别。但是根据它们的工作原理,主要分为红外光子特侧器、热检测器和红外焦平面三种。热检测器的主要部件是热敏电阻[[8]吴淼，非制冷红外探测器用高TCR氧化钒薄膜的制备研究【D】，天津大学，2005-05]。高温差的电偶和电堆。热释电技术等种类，本论文采用的是热释电传感器。如图2-1为红外热释电功能图，图2-2为红外热释电实物图。[8]吴淼，非制冷红外探测器用高TCR氧化钒薄膜的制备研究【D】，天津大学，2005-05图2-1红外热释电功能图图2-2红外热释电实物图1.2单片机开发技术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[[9]孙莉,蒋从根，单片机原理及应用【M】，机械工业出版社，2003-1-1]。MCS-51是在上世纪80年代早期慢慢地开始发展了应用起来的,虽然它也是采用8位的数控单片机,但其实际工作功效相对较以往的8位单片式电机并没有很大的幅度提升。除此之外,它还同样可以具有软件产品品种全、兼容性强、软硬件基本信息以及资料丰富等多大优势,正因如此它的技术应用领域才因此得以更为广泛[[10]胡振华，基于单片机AT89S52的智能岩体声发射监测仪的设计【D】，武汉科技大学，2008],直到现在51单片机产品系列仍然一直保持不失为国内单片机的技术领先者和市场主流。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，如图2-4为STC89C52单片机实物图，图2-4为STC89C52管脚图。[9]孙莉,蒋从根，单片机原理及应用【M】，机械工业出版社，2003-1-1[10]胡振华，基于单片机AT89S52的智能岩体声发射监测仪的设计【D】，武汉科技大学，2008图2-3STC89C52单片机实物图图2-4STC89C52管脚图1.3光敏传感器技术目前市上最常用的光敏传感器之就是光敏传感器一,它们的产品种类十分丰富,产品主要有:光电管、光电光敏倍增二极管、光敏二极电阻、光敏三极光电管、太阳能发光电池、红外传感器、紫外传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等[[11]向国屹，印染业车间作业环境监测系统研究与实现【D】，东南大学，2011]。目前产量最多、应用最广泛的传感器主要是光传感器,在有关自动化控制及非电量电测技术中光传感器都具备很重要的作用。目前来说最简单的光敏传感器就是光敏电阻,光敏电阻的主要工作原理就是发出电流的方式是当光子被冲击到相同的接合点处。[11]向国屹，印染业车间作业环境监测系统研究与实现【D】，东南大学，2011传感器的应用研究不仅仅只是需要局限于直接对光的转移检测,它本身还有一个特殊的检测功能那就是可以利用光子传感器将光作为一种转移检测控制零件,这些零件进行组装和帮忙设计另外的的激光类型的传感器,这样就对很多非特殊电量的光都进行了转换检量,只是需要你把这些非特定电量量的转移添加到光检测信号中可能发生的电量变化之上即可完全简单地用来实现检测工作。光敏传感器工作特点：光敏传感器经常被应用于室外的自然光线的检测，并且在大自然或监控生物中还经常出现，可见光波长附近是光敏传感器的敏感波长，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器对光的探测不仅仅是光传感器的一种功能，并且它还可以作为检测元件组成其他类型的传感器[[12]杨朵陈君华，基于ZigBee的井下探测小助手设计【J】，电脑知识与技术，2016（11）：261-263，266]，对许多非电量进行检测，仅仅需要将里面的光信号是主要由非电量变化而来就行。[12]杨朵陈君华，基于ZigBee的井下探测小助手设计【J】，电脑知识与技术，2016（11）：261-263，266工作原理：光敏电子传感器内部分别安装了一个高测试精度的光电管,并且在这个电敏光电器导管内部中间还有一块由"针式二管"三四个部分所结合组成的小电子平板,这样我们只要发现当向这个电敏光电器导管的的两端之间分别施加一个位于相反角度方向的固定输出电压时,任何一次强的光照对于它的强大冲击能力都会直接可以导致其内部产生固定放出的光敏电子,这样的测试效果其实就是,当这次光照越强,那么这个电敏光电器导管的固定放出输入电流也许就会越大,当这个输出电流从另两个一端之间通过一个固定电阻时,电阻两端的固定输入输出电压将来就会被直接转换成作为一个通常可被称为采集器的一个a/d电压转换器所需的能够正常接受的0-5v的固定输入输出电压,然后再经过数据采集以适当的采集方法和数据形式把这次测试后的结果全部记录了整理下来。简单地说来讲,它指一种利用光敏传感电阻在温度受周围光线运动强度的较大影响下,导致光敏电阻值强度产生较大变化的数学原理,给数控主机设备传输不随光线运动强度产生变化的传感模拟信号。光敏电阻器又叫做光感电阻,它的主要应用工作系统机械运动原理就是将它建立在基于内光电运动效应的基础前提下。光敏驱动电阻器其实就是一种直接利用线性半导体光电驱