【正文】 器通過檢測電路與單片機(jī)相連進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。a: 傳感探測單元熱釋電紅外探測傳感器組件，該組件由三個部分組成：熱釋電傳感器，匹配低噪放大器，菲涅爾光學(xué)系統(tǒng)。該組件本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小、隱蔽性好、價格低廉?？梢姽馓綔y組件，可見光探測組件由一些常用光敏器件和晶體管組成。特別說明：這個組件必須置于本照明控制器控制照明的范圍之外，用于探測自然光的有無及強(qiáng)弱（可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整），為控制器提供控制燈具亮、滅的依據(jù)。b：微控制與通信單元控制器單元主要對該教室檢測控制單元進(jìn)行集中操作管理、狀態(tài)顯示、通訊控制和維護(hù)該每間教室的用電對象，并協(xié)調(diào)各檢測控制單元之間的數(shù)據(jù)傳送，提高整個智能教室控制系統(tǒng)的可靠性。通訊網(wǎng)絡(luò)是保證整個智能教室控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，所有的教室檢測的數(shù)據(jù)和教室使用狀態(tài)都連接在通訊網(wǎng)絡(luò)的平臺上，最終與計算機(jī)單元相連，實現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控與顯示。本系統(tǒng)利用計算機(jī)的串行口和單片機(jī)的串行通訊的功能，采用RS232向上位機(jī)完成信息傳輸實現(xiàn)教室控制單元顯示和集中管理。上位機(jī)通過RS232串行通訊線來讀取教室中的基本信息，同時每個教室控制單元中所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并對所采集到的信息做基本顯示的功能。c: 軟件實現(xiàn)對教室人數(shù)進(jìn)行進(jìn)行實時計數(shù)，同時對光照度進(jìn)行采樣，并通過程序由單片機(jī)控制，并在LCD上顯示當(dāng)前人數(shù)和教室照明燈開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)光照度低于設(shè)定值范圍內(nèi)時，再根據(jù)教室人數(shù)自動打開照明燈經(jīng)串口RS232傳到上位機(jī)。例如：當(dāng)光照度高于設(shè)定值在單片機(jī)控制下自動關(guān)閉照明燈。智能教室控制系統(tǒng)的設(shè)計的目的就是為了實現(xiàn)教室用電設(shè)備的合理使用，節(jié)約能源以及改善教學(xué)管理，提高教室使用效率。在設(shè)計過程中，作者將整個系統(tǒng)分為了上述的三個部分，系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能則可以概括為以下幾個方面：a: 教室檢測控制單元數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的底層設(shè)備教室檢測控制單元具有自動采集和命令采集兩種模式。自動定時采集就是教室檢測控制單元可以根據(jù)內(nèi)部時鐘設(shè)置對教室進(jìn)行循環(huán)采集數(shù)據(jù)，由控制器通過RS232通訊信道將根據(jù)需要采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳送到上位機(jī)，上位機(jī)再經(jīng)RS232通訊信道傳送把命令傳輸?shù)浇淌覚z測與控制單元。b: 教室遠(yuǎn)程端控制功能在遠(yuǎn)程控制中，往往都要使用遠(yuǎn)程控制軟件。而這樣的軟件一般分為兩部分，一部分在本地主機(jī)上安裝，使上位機(jī)成為控制端，另一部分在現(xiàn)場控制器上安裝，使現(xiàn)場控制器為服務(wù)端，也就是被控制端。通過網(wǎng)絡(luò)，在計算機(jī)與控制器之間建立起一條數(shù)據(jù)交換的通道，從而使得控制端可以向服務(wù)端發(fā)送指令，操縱服務(wù)端完成特定的工作。在此時，現(xiàn)場控制器負(fù)責(zé)發(fā)送指令和顯示遠(yuǎn)程計算機(jī)執(zhí)行程序的結(jié)果，而運(yùn)行程序所需的系統(tǒng)資源均由上位機(jī)機(jī)負(fù)責(zé)。系統(tǒng)采用了原有的教室內(nèi)部用電設(shè)備控制系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上的教室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)對教室實施相應(yīng)的命令，使得教室的用電設(shè)備能夠及時地開或關(guān)，實現(xiàn)節(jié)能目的。c: 數(shù)據(jù)與教室狀態(tài)的顯示在這里顯示任務(wù)包括整個智能教室控制系統(tǒng)各采樣點數(shù)據(jù)：光照度、人數(shù)、照明燈的狀態(tài)。由于教室控制系統(tǒng)的設(shè)計了自動手動按鍵，有特殊情況管理人員可不必去現(xiàn)場只需單擊此按鍵即可從上位機(jī)界面直接進(jìn)行調(diào)整，并隨時能獲知各個教室實際的總體情況。這里使用LCD1602完成顯示任務(wù)。三、教室控制與檢測單元設(shè)計總述：（1）教室檢測控制單元是智能教室控制系統(tǒng)中重要的部分之一，一方面，教室檢測控制單元具有對教室內(nèi)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲等功能，并響應(yīng)樓層顯示控制單元通訊查詢的命令，另一方面，教室檢測控制單元根據(jù)樓層顯示控制單元和中央計算機(jī)單元的具體要求控制照明燈等用電設(shè)備。（2）教室檢測控制單元采用模塊化設(shè)計，其主要部分為數(shù)據(jù)采集模塊、繼電器開關(guān)模塊、現(xiàn)場人機(jī)交互模塊、串口通訊模塊、現(xiàn)場設(shè)備控制模塊、電源模塊等。系統(tǒng)的電源采用專用芯片將220V交流電轉(zhuǎn)換成+5V，從而給控制節(jié)點中的ADC0809及單片機(jī)和繼電器供電。 智能教室控制系統(tǒng)整體組成框圖本系統(tǒng)中教室檢測控制單元具體主要功能有：1 、教室檢測控制單元實現(xiàn)對教室內(nèi)光照強(qiáng)度、進(jìn)入教室的學(xué)生人數(shù)的數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理，可送入到樓層顯示控制單元和計算機(jī)單元。2 、教室檢測控制單元中光照傳感器將采集到的電壓值和設(shè)定電壓相比較從而自動完成對教室內(nèi)是否開啟/關(guān)閉照明燈組的操作，實現(xiàn)系統(tǒng)中節(jié)約電能的目的。3 、通過手動控制教室檢測控制單元中的按鍵可對教室內(nèi)照明燈的現(xiàn)場開啟/關(guān)閉操作。4 、教室檢測控制單元中LCD顯示教室內(nèi)用電設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)。5 、通過RS232總線完成單片機(jī)與上位機(jī)控制單元的通訊。6 、可接收計算機(jī)的命令并實現(xiàn)相應(yīng)的控制信號的傳輸。 教室控制單元的設(shè)計與通信 控制單元的核心器件（1）單片機(jī)AT89S51AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，它具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩器。 　　主要特性：　　? 8031 CPU與MCS51 兼容　　? 4K字節(jié)可編程FLASH存儲器(壽命：1000寫/擦循環(huán))　　? 全靜態(tài)工作：0Hz24KHz　　? 三級程序存儲器保密鎖定　　? 128*8位內(nèi)部RAM　　? 32條可編程I/O線　　? 兩個16位定時器/計數(shù)器　　? 6個中斷源? 可編程串行通道,。 AT89S51引腳圖復(fù)位電路：RST引腳對地電阻為40220千歐姆，因此在RST引腳和電源VCC之間接一容量為1022微法的電容后，即可構(gòu)成最簡單的RC復(fù)位電路。 復(fù)位電路（2）模數(shù)轉(zhuǎn)換器件A/D0809A/D0809是8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時間為100μs左右。 ADC0809引腳圖A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因為只有確認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。（1）ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 （2）初始化時，使ST和OE信號全為低電平。 （3）送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4）在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。 （5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。 （6）當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)。 現(xiàn)場人機(jī)交互模塊 人機(jī)交互模塊包括按鍵、LCD顯示（圖中沒有畫出）。人機(jī)交互部件可以實現(xiàn)在教室內(nèi)對教室檢測控制單元進(jìn)行手動操作控制，并通過LCD顯示觀察到當(dāng)前教室用電設(shè)備開關(guān)狀態(tài)。 這里采用字符型液晶顯示模塊，它是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長LCD1602字符型液晶顯示器為例做介紹。： LCD1602字符型液晶顯示器實物圖 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：l 顯示容量:162個字符l 芯片工作電壓:—l 工作電流:()l 模塊最佳工作電壓:l 字符尺寸:(WH)mm引腳功能說明 1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，: 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。 人機(jī)交互模塊中使用兩個按鍵，這兩個按鍵都采用微動開關(guān)，此開關(guān)一端通過與門接單片機(jī)的INT1腳，另一端接地；即通過單片機(jī)的外部中斷來執(zhí)行手動操作，它也可做為一般的按鍵使用。 。兩個按鍵分別是: 自動手動鍵、全開全關(guān)鍵。通過控制模塊上的開關(guān)按鍵并由第二排LCD顯示(顯示O 關(guān)/C開)教室照明燈的開關(guān)狀態(tài)。 按鍵接口電路 RS232串口通信 串口是計算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議。在進(jìn)行串行通信接口設(shè)計時，主要考慮的問題是接口方法、傳輸介質(zhì)及電平轉(zhuǎn)換等。大多數(shù)計算機(jī)包含兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS232口。同時，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。 (1) RS232是實現(xiàn)單片機(jī)和計算機(jī)通信的接口，相當(dāng)于一個橋梁作用，其中RXD（）為輸入線、TXD（）為輸出線。從理論上講，它是可以實現(xiàn)全雙工工作的，但CPU是不可能同時執(zhí)行“接收”和“發(fā)送”兩種指令的，因此該“全雙工”的定義只是對串行接口有獨立的接收通道和發(fā)送通道而言。發(fā)送緩沖器只能寫入發(fā)送數(shù)據(jù)，但不能讀出；接收緩沖器只能讀出接收的數(shù)據(jù)，但不能寫入。當(dāng)然也可以用其它口模擬串口協(xié)議實現(xiàn)串口通信，但沒有使用AT89S51自己提供的串口方便。： RS232通訊接口(2) MAX232CPE MAX232CPE是用于完成計算機(jī)232端口數(shù)據(jù)電平轉(zhuǎn)換，連接CMOS電路的，換言之，如果離開它，我們就無法