【文章內容簡介】 用軟件監(jiān)控電源狀態(tài)了（需要串口返回信號）。MAX232CPE完成232電平與TTL電平轉換，提供一個本地接口，為調試和維護提供方便。TXD接SX52的RA2腳，RXD接SX52的RA3腳，RSRXD和RSTXD是RS232電平，為標準串口電平。數(shù)據(jù)可以從串口輸入到單片機SX52，SX52再把數(shù)據(jù)送到RTL8019AS傳出去。 教室檢測單元數(shù)據(jù)采集與處理 光照信號采集與處理教室檢測控制單元數(shù)據(jù)采集模塊對教室內光照強度、教室的學生人數(shù)，教室內的燈狀態(tài)，主要通過光照傳感器、紅外傳感器來完成，各器件將檢測到的非電量轉化成各自對應的電量進而傳送給單片機進行處理，單片機可實現(xiàn)對各傳感器的定時采集并根據(jù)設定值進行比較處理。同時通過通訊接口將處理后的數(shù)據(jù)向上位機控制單元傳送。也可通過該通訊接口，上位機單元發(fā)出的控制指令，現(xiàn)場控制單元實現(xiàn)相應的控制命令操作。（1）光電檢測器件選擇目前，在光電檢測技術中常用的一些光電檢測器件有光敏電阻、光電池、光電二極管、光電三極管等。表 各種光電器件特性比較光敏電阻和其它光電檢測器件相比具有以下特點：a) 靈敏度高，光電導增益大于1。b) 工作電流大，可達數(shù)毫安。c) 所測光強范圍寬度，既可檢測強光也可檢測弱光。（2）光敏電阻的工作原理光敏電阻的工作原理是：在其兩極加上一定的電壓后，當光照射在光電導體時，由光照產生的光生載流子在外加電場作用下沿一定方向運動。在電路中產生電流，達到光電轉換的目的。： 光敏電阻的工作原理光敏電阻隨光照強度的增加起導電性能變好，既光敏電阻的電導率增加，流過其內的光電流增加，其本身的電阻值減小，隨光照強度的增加起導電性能變差，既光敏電阻的電導率減小，流過其內的光電流增加，其本身的電阻值增加。 光照檢測接口電路a: 光敏電阻與電阻R構成反向比例放大電路。由于光敏電阻是敏感性元件，對光照強度、距離等有一定的敏感性，以及電源的噪聲等引起的各種干擾都會隨設備進入到單片機控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的干擾影響了需要采集的真實信號，給光敏電阻檢測判斷和進一步數(shù)據(jù)分析處理帶來了不利因素，從而影響其測量結果的準確性。對光敏電阻的前端供電加上穩(wěn)壓管，以避免電源的噪聲的影響獲取更接近真實的信號，單片機的模擬信號輸入端GM口。b: 當光敏電阻的阻值發(fā)生變化時，GM端上的應發(fā)生變化，該信號被單片機的模擬通道GM采集，采集的是光敏電阻上的暗時，光敏電阻上的電壓值接近5V，光強時，大約0V，模數(shù)轉換為數(shù)字量后0~255。 光電測量電路原理圖利用光敏電阻對教室內光照強度進行探測，其工作方法是：(l)教室無人時，不管照度如何，所有照明燈均熄滅。(2)當教室有人時，分成三種情況：。，根據(jù)教室人數(shù)打開排照明燈。，則所有照明燈均熄滅。 紅外數(shù)據(jù)采集與處理使用紅外傳感器的作用是通過其內部接收端接收由障礙物反射或發(fā)射回來的紅外光，來判斷是否有障礙物(有障礙物時，檢測電路輸出高電平，否則，電路輸出低電平)。這里使用兩組紅外傳感器(分別安裝在教室門內外兩側)用來計數(shù)當前教室內的學生人數(shù)。兩組紅外傳感器依據(jù)接收有障礙物(人體)反射回來的紅外光并根據(jù)對其接收的先后順序來判斷是否有進入/出去的人(進“+”，出“”)，進而實現(xiàn)對教室學生人數(shù)的記數(shù)。(1) 熱釋電傳感器檢測原理a: 熱釋電效應：當一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產生數(shù)量相等而符號相反的電荷，這種由于熱變化產生的電極化現(xiàn)象，被稱為熱釋電效應。 熱釋電效應的形成原理b: 熱釋電傳感器利用的正是熱釋電效應，是一種溫度敏感傳感器。當人體進入檢測區(qū)時，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產生ΔT，則有信號輸出；若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出，所以這種傳感器能檢測人體或者動物的活動。c :為了只對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅耳濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。 菲涅耳透鏡d: 菲涅耳透鏡（）把紅外光線分成可見區(qū)和盲區(qū)，同時又有聚焦的作用，使熱釋電人體紅外傳感器(PIR)靈敏度大大增加。 (2) 人體紅外傳感器電路人體紅外傳感器用于檢測人體發(fā)出的特定波長的紅外線，進行非接觸式距離較遠的檢測，： 紅外傳感器實物圖與原理圖傳感器外部有一白色半球形菲涅爾透鏡，能有效聚集人體發(fā)出的紅外線，提高傳感器的靈敏度。其工作電壓為3~15V。當人體進入傳感器感測區(qū)域時，~8Hz的人體紅外信號，2腳即輸出微弱的交流信號，經放大后可由CPU進行處理。： 紅外信號處理圖傳感器2腳的輸出信號經兩極放大后，從LM324輸出，~5V，直流分量為3V。DLDLR1R1R1R15組成雙門6電壓比較器。若LM324無信號輸出，，ALARM指示燈不亮，J1輸出為低電平。當LM324輸出大于4V或小于2V時，ALARM指示燈點亮，VOUT端輸出高電平。 開關控制電路設計（1）繼電器原理簡介繼電器主要由一個線包和若干個觸點對組成，當線包兩端加上合適的電壓時，線包上的電流產生磁場，控制每一組觸點的閉合與斷開，一組觸點包括常開、常閉與中間三個觸點。： 繼電器結構圖其中，觸點1為中間點，觸點2為常閉點，觸點3為常開點，K為線包。(2)電燈開關控制電路，設計中使用繼電器中5V的兩組，必須加驅動電路，模塊中只有5V繼電器設有驅動電路。使用12V的一組需外加驅動電路。 繼電器應用電路圖四、教室節(jié)能系統(tǒng)軟件設計總述對教室人數(shù)進行進行實時計數(shù)，同時對光照度進行采樣，并在LCD上顯示當前人數(shù)和教室照明燈開關狀態(tài)。當光照度低于設定值范圍內時，再根據(jù)教室人數(shù)自動打開照明燈經串口RS232傳到上位機。當光照度高于設定值自動關閉照明燈。當光照度超過設定的限制時，將發(fā)送報警信號并發(fā)送到上位機。當有自動手動鍵按下時變成手動處理。此時人為的對教室照明燈進行全開或者全關，等待恢復自動檢測教室狀態(tài)時再繼續(xù)當前檢測。 系統(tǒng)整體實現(xiàn)流程圖A/D轉換器是采集教室光照度的一個重要器件。A/D轉換器應能確保模擬信號在數(shù)字位流中被準確地表示，并提供一個具有任何必需的數(shù)字信號處理功能的平滑接口。A/D轉換器將光敏電阻采集的光照度的模擬信號變換成數(shù)字位流以進行處理、傳輸及其他操作，并根據(jù)人數(shù)執(zhí)行繼電器吸、合動作。單片機把它實時監(jiān)控檢測采集的兩路數(shù)據(jù)分別與設定值進行比較，然后根據(jù)比較結果和教室人數(shù)啟動繼電器。 ADC采樣及轉換流程圖1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，： 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內容 1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）主要的顯示子程序流程圖如下： 顯示子程序流程圖 (1) 上位機與單片機之間的通訊一般分為四個過程：聯(lián)機，發(fā)送數(shù)據(jù)，接收。單片機控制器可以實時監(jiān)測現(xiàn)場和控制系統(tǒng)的各項工作參數(shù)，可以接受遠端監(jiān)控中心的查詢、控制，并可以向中心上報工作狀態(tài)。 (2) 在所設計的串行接口中，要求通信速率為4800波特，實現(xiàn)單片機與主機之間進行通信。同時，設單片機的時鐘頻率是12MHZ。在此選用串行口工作方式1。在方式1的情況下，串行口的通信速率與定時計數(shù)器T1的溢出速率和電源控制器PCON中的波特率控制位SMOD有關。(3) 本系統(tǒng)利用STC89C51自備的串行接口，其控制程序非常簡單。串行通信的初始化在主程序初始化部分已經完成。因為本系統(tǒng)要傳送的數(shù)據(jù)具有一定的特殊性，所以沒有采用通用的儀器儀表的串行通信協(xié)議，而是自定義了一套串行通信協(xié)議，以提高下位機與上位機間的通信效率。： 單片機發(fā)送數(shù)據(jù)包格式兩字節(jié)三字節(jié)兩字節(jié)FFFF教室人數(shù)、三排燈的態(tài)AAAA該數(shù)據(jù)包中前兩個字節(jié)FF是包頭，其后是八個字節(jié)的數(shù)據(jù)字節(jié)，分別傳送數(shù)據(jù)，最后以兩個AA作為包尾。定義用串口發(fā)送一個字節(jié)的函數(shù)為：void send_char_(unsigned char ch){