【正文】 20xx 年 6 月 01 日前， 完成畢業(yè)論文的撰寫。依照國家《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，教室照明的功率密度為 10W/㎡左右，教室白天照度不低于 200LUX，晚上不低于 150LUX[1]。此舉 一出，每年便可 節(jié)省數(shù)百萬美元的電費(fèi)。生產(chǎn)這些產(chǎn)品的技術(shù)變得愈發(fā)成熟 ，產(chǎn)品的功能逐漸接近人們的需要，而且價格也 是 越來越合理。 2 系統(tǒng)法案綜述 5 2 系統(tǒng)方案綜述 該系統(tǒng)采用遙控模式，由遙控器和教室節(jié)電控制器兩個部分組成。故而本系統(tǒng)采用光強(qiáng)傳感器可以將光照度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，具有很高的精度。 圖 STC12C5A60S2 引腳圖 STC12C5A60S2 是 STC 生產(chǎn)的單時鐘 /機(jī)器周期（ 1T）的單片機(jī)，是 具有 高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾 等優(yōu)點(diǎn) 的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼 能夠 完全兼容傳統(tǒng) 的 8051，但速度 比 8051 要 快 812 倍。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 看門狗復(fù)位電路 為了 使 復(fù)位 可以 更加可靠， 在 其復(fù)位輸出端外接 了 一個 10K 的上拉電阻，并與 STC12C5A60S2 單片機(jī) 的復(fù)位端相連。由于 單片機(jī) STC12C5A60S2 內(nèi)部集成有 8 路高速 的 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換，所以，光強(qiáng)檢測 電路可以直接與單片機(jī)連接，光照參數(shù)在單片機(jī) 的 內(nèi)部經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后 就可以 通過 LCD 顯示屏顯示， 最西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 后通過 與 我們 人為設(shè)置的光照閾值進(jìn)行比較， 就可以控制燈組的亮滅了。所以 在現(xiàn)場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環(huán)。同時，紅外遙控不會影響到鄰近的無線電設(shè)備，不會出現(xiàn)遙控信號 “串門 ”的情況，是近距離遙控優(yōu)選方式。帶中文字庫的 12864是一種具有 4位 /8位并行、 2線或 3線串行多種接口方式，內(nèi)部含 有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864，內(nèi)置 8192個 1616點(diǎn)漢字和 128個 168點(diǎn) ASCII字符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 開始 初始化 調(diào)用鍵掃描處理 子程序 圖 遙控發(fā)射的主程序流程圖 鍵掃描程序流程圖 圖 。此外，插入芯片必須在斷電的情況下進(jìn)行，特別注意芯片的方向不要插反。 圖 圖圖 遙控器測試圖 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 光強(qiáng)檢測模塊調(diào)試 由于 STC12C5A60S2內(nèi)部集成有 A/D轉(zhuǎn)換，所以光敏電阻與電位器相連的結(jié)點(diǎn)與單片機(jī) P1口的 CH1通道直接相連，經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換后在 LCD顯示屏上顯示十進(jìn)制的光強(qiáng)。 圖 按鈕未按時測試結(jié)果 圖 按鈕按下時測試結(jié)果 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 人體計(jì)數(shù)模塊調(diào)試 調(diào)試人體計(jì)數(shù)電路時，用萬用表檢測電路電壓正常。在這近半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，感觸頗多。在這個過程中遇到了很多困難，也有很多時候自己會焦頭爛額，但現(xiàn)在，一切都可以跑到九霄云外。則實(shí)際效果是當(dāng)無人通過時，指示燈滅，有人通過時，指示燈亮。經(jīng)測試光敏電阻工作穩(wěn)定，精度高 。在軟件調(diào)試時采用軟件模擬開 發(fā)系統(tǒng)對程序進(jìn)行調(diào)試，這種模擬開發(fā)系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)上利用模擬軟件實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)的硬件模擬、指令模擬及運(yùn)行狀態(tài)模擬，從而完成應(yīng)用軟件開發(fā)的全過程。最后按照鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序。 它還具有 低電壓低功耗 的優(yōu)點(diǎn) 。 圖 WD6122編碼芯片管腳 表 WD6122編碼芯片管腳說明 管腳號 符號 輸入輸出 功能描述 2 2 1～ 6 KI0KI7 I 鍵掃描輸入端 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 7 REM O 數(shù)據(jù)輸出管腳（遙控輸出） 8 Vdd 1 電源正極 9 SEL I 選擇管腳 10 OSCO O 振蕩器管腳（輸出） 11 OSCI I 振蕩器管腳（輸入） 12 Vss 2 電源正極 13 LMP O 輸出 LED指示（呈閃爍狀態(tài)） 21～ 14 KI/～ KI/O7 I/O 鍵掃描輸入 /輸出管腳 22 CCS I 鍵掃描輸入 遙控接收電路 本設(shè)計(jì)的接收電路使用一體化的集成紅外接收器成品，一體化的紅外接收裝置將紅外信號的接收、放大、檢波、整形集于一身，并且輸出可以讓單片機(jī)識別的 TTL信號，這樣大大簡化了接收電路的復(fù) 雜程度和電路的設(shè)計(jì)工作，方便使用。 圖 菲涅爾透鏡信號采集敏感區(qū) 人體計(jì)數(shù)電路 教室內(nèi)的人數(shù) 是決定 開燈數(shù)量的重要因素 。 在 信號處理端我們選用的處理芯片 是 BISS0001。 X5045 芯片還帶著 一個 秒的看門狗定時器 ，這樣就 可用來監(jiān)控單片機(jī)的工作。 電源模塊 單片機(jī)工作電壓需要 5V，而我們?nèi)粘Ｓ秒妱t是 220V，所以我們需要變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)系統(tǒng)判斷如果光強(qiáng)大于 3001x時不會開燈，而如果小于 3001x時，則會進(jìn)行是否有人的判斷 [9]。通過光強(qiáng)傳感器采集照度信號，將數(shù)據(jù)采集主控制器；最后依據(jù)設(shè)置的控制模式 和采集到的數(shù)據(jù)對燈組進(jìn)行開關(guān)控制。 熱釋電紅外傳感器的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)，對熱釋電紅外傳感器的研究已 有 20幾年 之久 ，但大多 都 無法兼顧探測的 準(zhǔn)確性 和靈敏度 ，在干擾 情況 下，信號識別率有所下降，誤報(bào)率 相對較 高。 不過，普通 的二極管燈泡過去只能用紅燈中，因?yàn)樗l(fā)出的紅 光 會很強(qiáng)烈，而綠 光 就 很微弱。按照教室等公共區(qū)域的照明設(shè)計(jì)規(guī)范可知，教室照明功率密度通常按照 10W/m2進(jìn)行設(shè)，也就是說如果一個標(biāo)準(zhǔn)教室按照 96m2 進(jìn)行設(shè)計(jì)，則按照其照明系統(tǒng)從早晨 8 點(diǎn)到晚上 9 點(diǎn)正常運(yùn)行 13 個小時 ，每個教室每個教學(xué)年度按 160kw 2 帶 *項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。對高等院校，據(jù)測算，其照明耗電占本單位所有耗電的 40%左右，可見在保證照明質(zhì)量的前提下，對教室燈光進(jìn) 行自動控制，其節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益都是相當(dāng)可觀的。 本系統(tǒng)是通過 STC12C5A60S2 單片機(jī) 作為主要控制裝置，并采用人體傳感器和紅外熱釋電傳感器檢測人的存在并計(jì)數(shù)，采用光強(qiáng)傳感器檢測教室內(nèi)光的強(qiáng)度。但是以目前形勢來看，對于高校節(jié)電，還處于粗放的一種狀態(tài)，什么時候開燈，多少人開燈，開多少燈，都沒有明確的規(guī)劃 【 4】 。 位于 美國東北 部的 電力公司向用戶推銷 “熒光材料燈” ,其耗電量只是 普通燈泡的 五分之一 。 20xx年，韓國釜山國立大學(xué)研發(fā)了基于熱釋電紅外傳感器（ PIR）陣列的室內(nèi)位置檢測系統(tǒng)， ADEMCO 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 International、德國西門子安防、加拿大 PARADOX SUCURITY SYSTEMS LTD等公司推出了智能 PIR入侵探測器。 S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2單片機(jī)最小系統(tǒng)人 體 計(jì) 數(shù) 模 塊數(shù) 碼 管 顯 示 模 塊光 強(qiáng) 檢 測 電 路E E P R O M 模 塊時 鐘 模 塊熱 釋 紅 外 傳 感 器遙 控 器 控 制模 塊 電 路電 源 模 塊 電 路 圖 整體設(shè)計(jì)圖 本 系統(tǒng)主要由 光強(qiáng)傳感器、 激光傳感器 熱釋紅外塊組成。熱釋電紅外 傳感器 是一種被動式調(diào)制型溫度敏感器件，利用熱釋電效應(yīng)工作，它是通過目標(biāo)與背景的溫差來探測目標(biāo)的。電源模塊原理圖如圖 所示。時鐘模塊主要 是 由 兩個 5~30pF的負(fù)載電容 和 一個高速石英晶振接地組成。 如果 加上菲涅爾透鏡后， 這樣 能夠探測 范圍是 150 度的圓錐， 而 直線探測 的 距離是 6 米左右。如果門外的先有信號， 而門內(nèi)后接收到 信號，則說明 是有人進(jìn)入 教室；反之 的話，則 說明有人走出教室。單片機(jī) STC12C5A60S2根據(jù)不同的信息碼可以對相應(yīng)的端口進(jìn)行控制操作。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā) 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā) 上面我們介紹了系統(tǒng)的硬件部分 ，再配上相應(yīng)的軟件， 這樣才能構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 開始 初始化 No =0？ Yes 調(diào)用延時程序 接受 處理 圖 遙控接收器主程序流程圖 LCD 顯示模塊 系 統(tǒng)的工作狀態(tài)、工作模式、實(shí)際光強(qiáng)和當(dāng)前人數(shù)等內(nèi)容都需在 LCD顯示屏上顯示，因此，需要在軟件中對顯示內(nèi)容及其位置進(jìn)行設(shè)置。整個單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試時，需借助仿真 開發(fā)工具來對用戶軟件及硬件電路進(jìn)行診斷、調(diào)試。其中 BISS0001一級運(yùn)放為電壓跟隨，用以提高輸入阻抗，二級為放大。6 總結(jié)與展望 28 6 總結(jié)與展望 系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)從 節(jié)能環(huán)保的理念出發(fā)，立足于節(jié)能，適用于高校教室燈光控制。近 半 年來，王老師無論在學(xué)習(xí)、工作和生活上都給予 本人 無微不至的關(guān)心 和幫助， 杜 老師實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，敏銳深刻的洞察力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，不斷開拓的工作熱情，為科技事業(yè)忘我工作的精神，無不使筆者受益匪淺，對 本人 今后的成長產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。通過這次設(shè)計(jì)，自己的動手能力和實(shí)踐能力有了很大幅度的提高。 //按鈕按下 開啟繼電器 else RELAY = 1。 靜態(tài)調(diào)試：經(jīng)檢測系統(tǒng)硬件電路無誤，可編寫簡單測試代碼對系統(tǒng)進(jìn)行測試。同時還應(yīng)當(dāng)用萬用表檢查電路，看應(yīng)當(dāng)開路的地方是否開路，應(yīng)當(dāng)短路的地方是否短路，電源地線連接是否可靠。其中，光照閾值和人數(shù)閾值都可以通過遙控器進(jìn)行設(shè)置，紅外接收端接收到遙控器發(fā)射的無線信號后進(jìn)行解碼并輸入單片機(jī)， 單片機(jī)通過 I/O 口控制信號的轉(zhuǎn)換，然后輸出控制信號控制繼電器，繼電器得到控制信號后通過動態(tài)觸點(diǎn)的閉合和斷開 來控制教室里燈的亮滅。 圖 繼電器驅(qū)動電路 LCD 顯示電路設(shè)計(jì) 為了系統(tǒng)能夠顯示當(dāng)前的工作模式和狀態(tài)， 以及設(shè)定的人數(shù)閾值和光強(qiáng)度閾值，我們 加入了 LCD顯示電路， 將需要展示的顯示出來。 無線遙控電路 遙控發(fā)射電路 在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的是紅外遙控 。鏡片（ ）表面刻錄了一圈圈由小到大、向外由淺至深的同心圓，從剖面看似鋸齒。 圖 是光強(qiáng)檢測電路。如表 所示 。這樣既可以大大減少人工控制也可以滿足教室使用要求的多變性。 關(guān)于光信號的采集，如常見的聲光控延時開關(guān)采用的是光敏元件（光敏電阻），利用元器件對光強(qiáng)的響應(yīng)特性來設(shè)計(jì)電路。 教室節(jié)電控制器部分主要內(nèi)容 教室節(jié)能控制器的主要功能如下 : 把無線數(shù)傳模塊發(fā)送過來的系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)存儲在 EEPROM 存儲器內(nèi)； 通過紅外熱釋電傳感器和光電傳感器實(shí)時采集人體存在信號、模糊人數(shù)，通過光強(qiáng)傳感器采集照度信號，將數(shù)據(jù)采集主控制器； 依據(jù)設(shè)置的控制模式和采集到的數(shù)據(jù)對燈組進(jìn)行開關(guān)控制。上海市 有關(guān)部門決定，在夏季用電高峰時，上海市中心主要景觀道路上的路燈要安裝智能控制系統(tǒng)。 采用西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 新 型 技術(shù)。 Light intensity sensor。 20xx 年 3 月 20 日前，完成課題的原理方案設(shè)計(jì)和方案的論證，完成開題報(bào)告。需要完成的任務(wù)：（ 1）方案選擇：設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，選擇合適的紅外熱釋電傳感器、單片機(jī)和系統(tǒng)需要的外圍模塊；（ 2）硬件設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件原理圖，用Altium Designer 繪制電路原理圖 和 PCB 板圖 ，焊接電路，并調(diào)試通過；（ 3）軟件設(shè)計(jì)：分析系 統(tǒng)的功能要求，采用 C51 語言在 Keil 開發(fā)環(huán)境上設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件，并在焊接的電路板上調(diào)試通過。s light device. This system had many advantages. For example, he physical volume was small，the system was safety, the credibility was high , the operational approach was easy .It had good effect in saving electricity and it can use in the classroom. Keyword