【正文】 入微型控制器；隨后，當(dāng)該學(xué)生進(jìn)入教室后，放置在教室內(nèi)外側(cè)的紅外接收和發(fā)射裝置也會(huì)返回一個(gè)低電壓，送入微型控制器的 RC1 口，此時(shí)計(jì)數(shù)器加 1，數(shù)碼管 將 顯示當(dāng)前的人數(shù)自動(dòng)加 1，表明有人進(jìn)入了教室。通過(guò)改變電阻或者電容的參數(shù)可以改變振蕩的頻率。只要給它街上電源就是一個(gè)完整的紅外接收放大器，其遠(yuǎn)離如圖 所示。紅外傳感器不僅僅是教室統(tǒng)計(jì)教室內(nèi)的學(xué)生人數(shù)，而且是由其統(tǒng)計(jì)的人數(shù)決定教室內(nèi)日光燈數(shù)量的基本依據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。 （ 8）顯示設(shè)備。經(jīng)過(guò)制冷，設(shè)備可以縮短 響應(yīng)時(shí)間 ，提高探測(cè)靈敏度。 紅外探測(cè)器 ： 這是紅外系統(tǒng)的核心。相當(dāng)于雷達(dá)天線，常用是物鏡。 紅外傳感器根據(jù)探測(cè)機(jī)理可分成為：光子探測(cè)器（基于 光電效應(yīng) ）和 熱探測(cè)器 （ 基于熱效應(yīng)）。 （ 3） 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)光敏傳感器部分軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)光敏傳感器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理。 ○ 2當(dāng) RR0 時(shí)， V= V近似等于 VCC。途中 R0 為光敏電阻，其阻值隨著周圍的光線變亮而下降； R為負(fù)載電阻； VCC 為 +5V 電壓； V 為光敏電阻兩端電壓； C為去耦電容。當(dāng)只有一個(gè)學(xué)生處于某一區(qū)域時(shí)，只有他的周圍日光燈亮；當(dāng)再有人進(jìn)來(lái)時(shí)他們完全可以選擇有亮光的地方就坐，若選擇其他地方情況類似。根據(jù)教室中日光燈的分布情況如圖所示，那么光電探測(cè)器在教室里面的分布也應(yīng)該根據(jù)這個(gè)分布來(lái)進(jìn)行安置，即在每個(gè)區(qū)域的最遠(yuǎn)地方放一個(gè)光電探測(cè)器。對(duì)于遠(yuǎn)程的照明燈具，如街燈、庭院燈、草坪燈等都可經(jīng)濟(jì)而簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)節(jié)能自動(dòng)控制。 注意事項(xiàng) ： 敏傳感器采用防靜電袋封裝。光傳感器是目前 9 產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)中占有非常重要的地位。 教室檢測(cè)控制單元數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)教室內(nèi)溫度、光照強(qiáng)度、 教室內(nèi)的學(xué)生人數(shù)，上課時(shí)對(duì)學(xué)生信息的采集主要是依靠溫度傳感器、光照傳感器、紅外傳感器、無(wú)接觸 IC 卡來(lái)完成，各個(gè)器件將檢測(cè)到的非電量轉(zhuǎn)化成各自對(duì)應(yīng)的電量進(jìn)而傳給 MSP430 單片機(jī)進(jìn)行處理， MSP 單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)傳感器的定時(shí)采集，并且會(huì)根據(jù)各自參量的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度、光照強(qiáng)度。 （ 5） 方便高效的開發(fā)環(huán)境 MSP430 系列有 OTP 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發(fā)手段不同。其中，看門狗可以使程序失控時(shí)迅速?gòu)?fù)位；模擬比較器進(jìn)行模擬電壓的比較，配合定時(shí)器，可設(shè)計(jì)出 A/D 轉(zhuǎn)換器； 16 位定時(shí)器（ Timer_A 和 Timer_B）具有捕獲 /比較功能，大量的捕獲 /比較寄存器，可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、 PWM 等；有的器件更具有可實(shí)現(xiàn)異步、同步及多址訪問(wèn)串行通信接口可方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的 I/O 端口， P0、 P P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入； 10/12 位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá) 200kbps ，能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；能直接驅(qū)動(dòng)液晶多達(dá) 160 段；實(shí)現(xiàn)兩路的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換；硬件 I2C串行總線接口實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器串行擴(kuò)展；以及為了增加 數(shù)據(jù)傳輸速度 ，而采用的 DMA模塊。在系統(tǒng)中共有一種活動(dòng)模式（ AM）和五種低功耗模式（ LPM0~LPM4）?？梢灾皇褂靡粋€(gè)晶體振蕩器（ ） DT26 OR DT38[4]，也可以使用兩個(gè)晶 8 體振蕩器。 首先， MSP430 系列單片機(jī)的電源電壓采用的是 電壓。這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序。 （ 7） 可以手動(dòng)操作教室檢測(cè)控制單元中的按鍵來(lái)對(duì)教室內(nèi)部的用電設(shè)備進(jìn)行 開關(guān)操作。 （ 3） 教室檢測(cè)控制單元中光照傳感器將采集到的電壓值和設(shè)定電壓相比較而 自動(dòng)完成教室內(nèi)部日光燈的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。反之，主控上位機(jī)對(duì)教室的用電設(shè)備發(fā)出命令時(shí)，則是主控上位機(jī)通過(guò) CAN 總線把命令傳給樓層控制器，然后再由樓層控制器經(jīng) RS485 通訊把主控上位機(jī)的命令傳至教室 控制器，教室控制器根據(jù)上位機(jī)的命令做出相應(yīng)的動(dòng)作，最后通過(guò)組態(tài)王自身的圖形界面制作功能和動(dòng)態(tài)鏈接特性，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況及各性能參數(shù)進(jìn)行處理，生動(dòng)的表現(xiàn)于上位機(jī)界面。 6 本系統(tǒng)的工作過(guò) 程包括兩個(gè)部分，第一部分是教室監(jiān)控單元對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)的采集，并進(jìn)行初步處理。自動(dòng)定時(shí)采集就是教師檢測(cè)控制單元可以根據(jù)內(nèi)部時(shí)鐘設(shè)置對(duì)教室進(jìn)行循環(huán)采集數(shù)據(jù)，命令采集模式是指當(dāng)教室管理人員發(fā)出數(shù)據(jù)采集命令后，先由中央計(jì)算機(jī)單元通過(guò) CAN 通訊信道將命令信息傳送到中央控制器，中央控制器 在經(jīng) RS485 通訊信道傳送到教室檢測(cè)控制單元，最后根據(jù)需要采集相應(yīng)的信息。 通訊網(wǎng)絡(luò) 通訊網(wǎng)絡(luò)是保證整個(gè)智能教室控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，所有的教室檢測(cè)控制單元和樓層顯示控制單元都連接在通訊網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)上，最終與中央計(jì)算機(jī)單元相連。樓層顯示控制單元向下通過(guò) RS485 總線實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)教室檢測(cè)控制單元的數(shù)據(jù)采集信息、狀態(tài)顯示和集中管理，向上都統(tǒng)一掛在 CAN 總線和 RS485 通訊線來(lái)讀取各個(gè)教室中由每個(gè)教室 控制單元中所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)所采集到的信息做基本顯示的功能，例如顯示教室狀態(tài)（空或滿），以及控制整個(gè)樓層用電設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)，同時(shí)將中央控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令傳送給各個(gè)教室控制單元。教室檢測(cè)控制單元可以接收樓層顯示控制單元和中央控制計(jì)算機(jī)的命令并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)控制用電設(shè)備，每個(gè)教室檢測(cè)控制單元都是由數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、人機(jī)交互模塊、電源模塊、通訊模塊等組成。在同一樓層各教室檢測(cè)控制單元之間采用的是 RS485標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，而在樓層顯示控制單元與中央計(jì)算機(jī)單元之間利用的是 CAN 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸通道，智能教室控制系統(tǒng)整體組成如圖 所示。 3 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究 本控制系統(tǒng)的總體組成，簡(jiǎn)要概述系統(tǒng)為“教室檢測(cè)控制單元 — RS485— 樓層顯示控制單元 — CAN 總線 — 中央計(jì)算機(jī)單元”結(jié)構(gòu)。一般情況下，是不需要人為操作的，系統(tǒng)的自動(dòng)化管理不單單實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)開關(guān)和調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，也減少了管理人員數(shù)量，還避免了以往許多由于人為因素而造成的不定時(shí)開關(guān)，大大的提高了教學(xué)質(zhì)量與管理水平 。 改善學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率 良好的學(xué)習(xí)環(huán)境是提高學(xué)習(xí)效率的必要條件，不適宜的光照強(qiáng)度對(duì)學(xué)習(xí)效率的影響很大，并且還會(huì)對(duì)我們的視力造成很不好的影響，因此 合理的選擇光源、燈具、優(yōu)越的智能控制系統(tǒng)都能提高我們的學(xué)習(xí)環(huán)境。面臨如此緊迫的能源問(wèn)題，我們應(yīng)該把著眼點(diǎn)放在“高效”利用“清潔”能源上。 以上是對(duì)一所大學(xué)的簡(jiǎn)單分析，目前全 國(guó)各地高校共有 1684 所，則每年全國(guó)高校浪費(fèi)電費(fèi)共計(jì)約 萬(wàn)元，電能浪費(fèi)量如此巨大！我國(guó)是一個(gè)能源短缺大國(guó)，因此對(duì)于高校電能節(jié)約的行動(dòng)也是非常急迫，爭(zhēng)取做到白天不開燈或少開燈、人走燈滅、杜絕長(zhǎng)明燈等等，我國(guó)高校對(duì)電能的浪費(fèi)不僅僅表現(xiàn)在對(duì)電能節(jié)約意識(shí)上的薄弱，更重要的一個(gè)原因是由于節(jié)電設(shè)備的落后，所以對(duì)于多功能教室控制系統(tǒng)的提升勢(shì)在必行。 本章主要為大家介紹的是教室檢測(cè)控制單元。 本文主要運(yùn)用電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和相關(guān)軟件，設(shè)計(jì)了一套基于總線的智能教室控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由“教室檢測(cè)控制單元 — RS485 通訊線— 樓層顯示控制單元 — CAN 總線 — 中央計(jì)算機(jī)單元”構(gòu)成，智能教室控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)教室的溫度、學(xué)生人數(shù)、照明亮度、使用狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與顯示，對(duì)現(xiàn)在教室電能的浪費(fèi)進(jìn)行了合理的控制與管理。 本文主要是 選用 MSP430 單片機(jī)、紅外傳感器、溫度傳感器、光敏傳感器等器件進(jìn)行仿真。 關(guān)鍵詞 ： MSP430 單片機(jī)， CAN， RS485，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，組態(tài)王 II Abstract This topic mainly with the college classroom vulnerability to electric energy waste and teaching management as the main research objective, the design of RS485 and fieldbus control system in order to save the classroom with rational electrical and teaching management based on This paper mainly uses the electronic technology, automatic control technology, work technology and related software, design a set of intelligent classroom bus control system, the whole system is made up of classroom control unit RS485 munication line floor display control unit and CAN bus central puter unit intelligent classroom control system achieved through sensor the temperature, the number of students, the brightness of the lighting, the use of state monitoring and display of the classroom, the classroom now waste of electric energy is the control and management of reasonable. This paper is mainly used MSP430 microcontroller, infrared sensor, temperature sensor, a light sensor and device simulation. This paper mainly is the bination of MCU technology and work technology, reasonable together, this system includes hardware and software design of the structure, function, realization methods. Finally, using the configuration software to build a multifunctional classroom energysaving control system This chapter mainly introduces the classroom detection control unit. Keywords: MSP430, CAN, RS485, work technology, application of III 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................I Abstract ....................................................................................................................... II 1 緒 言 國(guó)內(nèi)概況 .......................................................................................................... 1 智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)越性 .......................................................................... 1 改善學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率 ........................................................... 2 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究 ......................................................................................... 3 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 ...................................................................................... 3 樓層顯示控制單元 ............................................................................... 4 中央計(jì)算機(jī)單元 .................................................