【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用軟件監(jiān)控電源狀態(tài)了（需要串口返回信號(hào)）。MAX232CPE完成232電平與TTL電平轉(zhuǎn)換，提供一個(gè)本地接口，為調(diào)試和維護(hù)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(biāo)準(zhǔn)串口電平。數(shù)據(jù)可以從串口輸入到單片機(jī)SX52，SX52再把數(shù)據(jù)送到RTL8019AS傳出去。 教室檢測(cè)單元數(shù)據(jù)采集與處理 光照信號(hào)采集與處理教室檢測(cè)控制單元數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)教室內(nèi)光照強(qiáng)度、教室的學(xué)生人數(shù)，教室內(nèi)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(cè)到的非電量轉(zhuǎn)化成各自對(duì)應(yīng)的電量進(jìn)而傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各傳感器的定時(shí)采集并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行比較處理。同時(shí)通過通訊接口將處理后的數(shù)據(jù)向上位機(jī)控制單元傳送。也可通過該通訊接口，上位機(jī)單元發(fā)出的控制指令，現(xiàn)場(chǎng)控制單元實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制命令操作。（1）光電檢測(cè)器件選擇目前，在光電檢測(cè)技術(shù)中常用的一些光電檢測(cè)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(cè)器件相比具有以下特點(diǎn)：a) 靈敏度高，光電導(dǎo)增益大于1。b) 工作電流大，可達(dá)數(shù)毫安。c) 所測(cè)光強(qiáng)范圍寬度，既可檢測(cè)強(qiáng)光也可檢測(cè)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(dāng)光照射在光電導(dǎo)體時(shí)，由光照產(chǎn)生的光生載流子在外加電場(chǎng)作用下沿一定方向運(yùn)動(dòng)。在電路中產(chǎn)生電流，達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。： 光敏電阻的工作原理光敏電阻隨光照強(qiáng)度的增加起導(dǎo)電性能變好，既光敏電阻的電導(dǎo)率增加，流過其內(nèi)的光電流增加，其本身的電阻值減小，隨光照強(qiáng)度的增加起導(dǎo)電性能變差，既光敏電阻的電導(dǎo)率減小，流過其內(nèi)的光電流增加，其本身的電阻值增加。 光照檢測(cè)接口電路a: 光敏電阻與電阻R構(gòu)成反向比例放大電路。由于光敏電阻是敏感性元件，對(duì)光照強(qiáng)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(huì)隨設(shè)備進(jìn)入到單片機(jī)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的干擾影響了需要采集的真實(shí)信號(hào)，給光敏電阻檢測(cè)判斷和進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析處理帶來了不利因素，從而影響其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)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(shí)的信號(hào)，單片機(jī)的模擬信號(hào)輸入端GM口。b: 當(dāng)光敏電阻的阻值發(fā)生變化時(shí)，GM端上的應(yīng)發(fā)生變化，該信號(hào)被單片機(jī)的模擬通道GM采集，采集的是光敏電阻上的暗時(shí)，光敏電阻上的電壓值接近5V，光強(qiáng)時(shí)，大約0V，模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后0~255。 光電測(cè)量電路原理圖利用光敏電阻對(duì)教室內(nèi)光照強(qiáng)度進(jìn)行探測(cè)，其工作方法是：(l)教室無人時(shí)，不管照度如何，所有照明燈均熄滅。(2)當(dāng)教室有人時(shí)，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(nèi)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(shí)，檢測(cè)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(nèi)外兩側(cè))用來計(jì)數(shù)當(dāng)前教室內(nèi)的學(xué)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(duì)其接收的先后順序來判斷是否有進(jìn)入/出去的人(進(jìn)“+”，出“”)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)教室學(xué)生人數(shù)的記數(shù)。(1) 熱釋電傳感器檢測(cè)原理a: 熱釋電效應(yīng)：當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷，這種由于熱變化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象，被稱為熱釋電效應(yīng)。 熱釋電效應(yīng)的形成原理b: 熱釋電傳感器利用的正是熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生ΔT，則有信號(hào)輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，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(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)。c :為了只對(duì)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(shí)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(cè)人體發(fā)出的特定波長(zhǎng)的紅外線，進(jìn)行非接觸式距離較遠(yuǎn)的檢測(cè)，： 紅外傳感器實(shí)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(dāng)人體進(jìn)入傳感器感測(cè)區(qū)域時(shí)，~8Hz的人體紅外信號(hào)，2腳即輸出微弱的交流信號(hào)，經(jīng)放大后可由CPU進(jìn)行處理。： 紅外信號(hào)處理圖傳感器2腳的輸出信號(hào)經(jīng)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(hào)輸出，，ALARM指示燈不亮，J1輸出為低電平。當(dāng)LM324輸出大于4V或小于2V時(shí)，ALARM指示燈點(diǎn)亮，VOUT端輸出高電平。 開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)（1）繼電器原理簡(jiǎn)介繼電器主要由一個(gè)線包和若干個(gè)觸點(diǎn)對(duì)組成，當(dāng)線包兩端加上合適的電壓時(shí)，線包上的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，控制每一組觸點(diǎn)的閉合與斷開，一組觸點(diǎn)包括常開、常閉與中間三個(gè)觸點(diǎn)。： 繼電器結(jié)構(gòu)圖其中，觸點(diǎn)1為中間點(diǎn)，觸點(diǎn)2為常閉點(diǎn)，觸點(diǎn)3為常開點(diǎn)，K為線包。(2)電燈開關(guān)控制電路，設(shè)計(jì)中使用繼電器中5V的兩組，必須加驅(qū)動(dòng)電路，模塊中只有5V繼電器設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路。使用12V的一組需外加驅(qū)動(dòng)電路。 繼電器應(yīng)用電路圖四、教室節(jié)能系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總述對(duì)教室人數(shù)進(jìn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)，同時(shí)對(duì)光照度進(jìn)行采樣，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(shí)，再根據(jù)教室人數(shù)自動(dòng)打開照明燈經(jīng)串口RS232傳到上位機(jī)。當(dāng)光照度高于設(shè)定值自動(dòng)關(guān)閉照明燈。當(dāng)光照度超過設(shè)定的限制時(shí)，將發(fā)送報(bào)警信號(hào)并發(fā)送到上位機(jī)。當(dāng)有自動(dòng)手動(dòng)鍵按下時(shí)變成手動(dòng)處理。此時(shí)人為的對(duì)教室照明燈進(jìn)行全開或者全關(guān)，等待恢復(fù)自動(dòng)檢測(cè)教室狀態(tài)時(shí)再繼續(xù)當(dāng)前檢測(cè)。 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)流程圖A/D轉(zhuǎn)換器是采集教室光照度的一個(gè)重要器件。A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)能確保模擬信號(hào)在數(shù)字位流中被準(zhǔn)確地表示，并提供一個(gè)具有任何必需的數(shù)字信號(hào)處理功能的平滑接口。A/D轉(zhuǎn)換器將光敏電阻采集的光照度的模擬信號(hào)變換成數(shù)字位流以進(jìn)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(dòng)作。單片機(jī)把它實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測(cè)采集的兩路數(shù)據(jù)分別與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果和教室人數(shù)啟動(dòng)繼電器。 ADC采樣及轉(zhuǎn)換流程圖1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，： 控制命令表序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)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(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)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(jī)與單片機(jī)之間的通訊一般分為四個(gè)過程：聯(lián)機(jī)，發(fā)送數(shù)據(jù)，接收。單片機(jī)控制器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)和控制系統(tǒng)的各項(xiàng)工作參數(shù)，可以接受遠(yuǎn)端監(jiān)控中心的查詢、控制，并可以向中心上報(bào)工作狀態(tài)。 (2) 在所設(shè)計(jì)的串行接口中，要求通信速率為4800波特，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與主機(jī)之間進(jìn)行通信。同時(shí)，設(shè)單片機(jī)的時(shí)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(shí)計(jì)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(guān)。(3) 本系統(tǒng)利用STC89C51自備的串行接口，其控制程序非常簡(jiǎn)單。串行通信的初始化在主程序初始化部分已經(jīng)完成。因?yàn)楸鞠到y(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(jī)與上位機(jī)間的通信效率。： 單片機(jī)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(gè)字節(jié)FF是包頭，其后是八個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)字節(jié)，分別傳送數(shù)據(jù)，最后以兩個(gè)AA作為包尾。定義用串口發(fā)送一個(gè)字節(jié)的函數(shù)為：void send_char_(unsigned char ch){