基于單片機(jī)的家庭智能照明系統(tǒng)-文庫吧
2025-10-07 15:43 本頁面
【正文】 ....17 附錄 1............................... ............................... ............................... .............. ..........18基于單片機(jī)的家庭智能照明系統(tǒng) 第 1 頁 共 20 頁 1 概述 論文背景 隨著科技的發(fā)展， 特別是計算機(jī)通信、嵌入式和控制技術(shù)的發(fā)展， 越來越多的自動化、智能化的產(chǎn)品進(jìn)入到人們的生活，智能家居正逐漸取代傳統(tǒng)家居，成為一種行業(yè)發(fā)展潮流。智能家居照明系統(tǒng)作為智能家居系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng)，具有高效節(jié)能、管理簡單、控制多樣、成本較低和容易進(jìn)入市場的優(yōu)勢。 傳統(tǒng)家居照明系統(tǒng) 目前國內(nèi)大多數(shù)家居照明系統(tǒng)都屬于傳統(tǒng)的照 明設(shè)計方式，其存在以下幾個固有的缺點。 （ 1） 傳統(tǒng)家居的建筑布線開關(guān)手動化，一直束縛著人們，使用不方便，布線煩瑣，手動開關(guān)潛在有很大的不安全隱患 。 （ 2）用電效率低、能耗高。 傳統(tǒng)的家居照明方式一般都是手動開關(guān)，當(dāng)人一旦忘記關(guān)燈時，就會一直打開浪費能源。 （ 3）不夠人性化。 當(dāng)自然光照度很好時，燈不能及時關(guān)閉；反之，當(dāng)自然光照度難以滿足人的需求時，又不能及時打開燈光 ，特別是后一種情況，人一般在燈很暗時才反應(yīng)過來去開燈，這對眼睛是十分不利的 。開關(guān)的位置一般是固定的，難以滿足人在生活中的各種需要，例如，夜晚上廁所時 ，在傳統(tǒng)照明方式下，需要手動打開幾個房間的燈光，十分不方便。同時光照亮度也一般固定，既不節(jié)能，也會給人的視力造成了很大的影響。 智能家居照明系統(tǒng) 智能家居的照明控制系統(tǒng)，其實就是根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同的時間、室外光亮度或該區(qū)域的用途來自控制照明，是整個智能家居的基礎(chǔ)部分。 顯然與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比，它有許多優(yōu)點： （ 1） 開關(guān)控制方式更加多樣化。突破了傳統(tǒng)的一個開關(guān)控制一盞燈的方式，在某些特殊照明要求下，可以只需一次按鍵同時打開幾盞燈。除了有線方式外，無線的控制器也能控制各燈的開斷。在智能控制模式 下，在室內(nèi)光的亮度達(dá)不到要求時，自動打開室內(nèi)燈光，既方便也保護(hù)了我們的眼睛。 （ 2）節(jié)能。 采用了智能照明控制系統(tǒng)后，可以根據(jù)不同的房間，進(jìn)行時間段、工作模式的細(xì)分，把不必要的照明關(guān)掉，在需要時自動開啟，再不會出現(xiàn)人走忘記關(guān)燈的情況。同時，系統(tǒng)還能充分利用自然光，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)照度。控制系統(tǒng)實現(xiàn)了不同工作場合的多種照明工作模式，在保證必要照明的同時，有效減少了燈具的工作時間，節(jié)省了不必要的能源開支，也延長了燈具的壽命。 基于單片機(jī)的家庭智能照明系統(tǒng) 第 2 頁 共 20 頁 （ 3）更加人性化。智能家居照明系統(tǒng)為我們提供了更多的照明方案選擇，例如，客廳的照明就可以分為 會客和娛樂兩種照明方案，對 吊燈 、 壁燈 和 筒燈 各設(shè)立不同的值 ， 當(dāng)用戶使用時只需要選擇照明方案即可，而不用對各個燈具再作設(shè)置。智能照明控制系統(tǒng)具有開關(guān)和調(diào)光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統(tǒng)能根據(jù)不同的時間段，人們的不同需要，自動調(diào)節(jié)照度。 智能照明家居系統(tǒng)的理想效果 由于大戶型的家庭住宅有多個需要照明的場所，包括客廳、餐廳、臥室、書房、廚房等，在智能家居設(shè)計的過程中，智能照明系統(tǒng)根據(jù)各個房間的要求，進(jìn)行燈光設(shè)計和控制，實現(xiàn)理想效果。 （ 1） 客廳是會客的 區(qū)域，也是一個家庭集中活動的場所，一般配有吊燈、射燈、壁燈、筒燈等，可以用不同的燈光相互搭配產(chǎn)生不同的照明效果，如休閑、娛樂、電視、會客等場景模式供隨時選用。例如：設(shè)定會客為吊燈亮 80%、壁燈亮 60%、筒燈亮 80%?？措娨晥鼍盀榈鯚袅?20%、壁燈亮 40%、筒燈亮 10%，因為采用了調(diào)光控制，燈光的照度可以有一個漸變的過程，通過遙控器或通過面板的現(xiàn)場控制，可以隨心所欲地變換場景，給客人營造一種溫馨、浪謾、幽雅的燈光環(huán)境 。 （ 2） 餐廳是就餐的場所，采用場景控制設(shè)定各種照明模式，可設(shè)為中餐、西餐等多種燈光場景，給家 人營造溫馨、浪漫、高雅的就餐燈光環(huán)境。照明要綜合考慮，一般只要中等的亮度就夠了，但桌面上的亮度應(yīng)適當(dāng)提高。 （ 3） 臥室是主人休息的地方，需要控制中央的吊燈，床頭的射燈、壁燈以及四周的筒燈，營造一個寧靜、溫和、安樣的休息場所，同時也要滿足主人整理、閱讀、看電視、休息等不同照度要求。要根據(jù)不同要求，調(diào)節(jié)出適合身心、能減少疲勞的燈光照度 。 （ 4） 廚房要有足夠的亮度，而且宜設(shè)置局部照明 。 （ 5） 房則以功能性為主要考慮，為了減輕長時間閱讀所造成的眼睛疲勞，應(yīng)考慮色溫較接近早晨太陽光和不閃的照明。智能照明系統(tǒng)利用遙控器 ，可以隨心所欲地調(diào)節(jié)每組燈的亮度和開關(guān) 。 （ 6） 衛(wèi)生間要求一般，而如果有特殊要求，如化妝等就要有足夠的亮度了，并且應(yīng)配置局部照明 。 系統(tǒng)設(shè)計方案 以上 對家庭 智能照明系統(tǒng) 進(jìn)行了詳細(xì)描述 ， 在這里， 采用單片機(jī)作為主體 完成簡單的對家庭照明的簡單智能控制，通過光照檢測電路檢測室內(nèi)光照強度，以便于在光暗時自動打開燈光和在光亮?xí)r自動關(guān)閉室內(nèi)燈光。通過熱釋電紅外線傳感器檢測室內(nèi)有無人在場，當(dāng)無人時關(guān)閉照明系統(tǒng)。當(dāng)然，用戶還要能夠通過開基于單片機(jī)的家庭智能照明系統(tǒng) 第 3 頁 共 20 頁 關(guān)來自己控制燈的開斷。其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如下： 單 片 機(jī)8 9 C 5 2單 片 機(jī)外 圍 電 路光 照 檢 測 電路熱 釋 電 紅 外線 傳 感 器電 燈 驅(qū) 動 電路控 制 開 關(guān) 圖 11 總體結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)上面的設(shè)計思想，利用 proteus 和 keil 程序聯(lián)合仿真。 2 硬件電路設(shè)計 按照總體結(jié)構(gòu)圖展開設(shè)計，畫出的總體硬件圖如下： 圖 21 總體硬件圖 主芯片 AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀 程序存儲器 和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng) ，片內(nèi)置通用 8 位 中央處理器 和 Flash 存儲單元 ， AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
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