教室自動(dòng)照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(參考版)
2025-05-09 00:54本頁面
【正文】 這幾個(gè)月以來，張老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向張老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)我得到了很多老師和同學(xué)的幫助,其中我的論文指導(dǎo)老師張靜老師對(duì)我的關(guān)心和支持尤為重要。但是,自動(dòng)照明技術(shù)要實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的智能并非易事，國內(nèi)外從事智能照明控制十多年來，也只能算是剛剛起步，要實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能控制欲管理，它需要一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，不再是簡單地實(shí)現(xiàn)燈具的開啟和關(guān)閉，所須實(shí)現(xiàn)的控制學(xué)科所研究領(lǐng)域，還得包括照明學(xué)，美術(shù)學(xué)，環(huán)境學(xué)，生理學(xué)，心理學(xué)等眾多學(xué)科的交叉邊沿學(xué)科，所以，自動(dòng)照明系統(tǒng)應(yīng)用的普及還將是一條艱難的道路，等著我們?nèi)ヌ剿鳌? 雖然本設(shè)計(jì)達(dá)到了基本控制功能，但是還存在一些不足，比如說智能化程度不高，僅僅實(shí)現(xiàn)了人員的自動(dòng)檢測(cè)與光照強(qiáng)度檢測(cè)與調(diào)節(jié)等功能，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,沿用最新技術(shù)，可使得檢測(cè)靈敏度提高，功能更加強(qiáng)大。當(dāng)檢測(cè)到EOC的請(qǐng)求后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換，后繼續(xù)執(zhí)行8]。本設(shè)計(jì)采用中斷方式使用EOC信號(hào)作為向單片機(jī)的中斷申請(qǐng)。不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。因此可以用查詢方式，測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送6]。（1）定時(shí)傳送方式 對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。： 總程序流程圖 人員檢測(cè)程序數(shù)字量采集模塊主要針對(duì)紅外人體感應(yīng)傳感器信號(hào)，紅外人體感應(yīng)傳感器輸出5V高電平(邏輯“1)和0V低電平(邏輯“0)，該輸出信號(hào)通過單片機(jī)的I／O口直接與單片機(jī)相連接，單片機(jī)通過I／O來定時(shí)讀取這一信號(hào)，判斷是高電平還是低電平。4 軟件設(shè)計(jì) 自動(dòng)照明控制系統(tǒng)總體程序設(shè)計(jì)思路整個(gè)系統(tǒng)控制主要由人員檢測(cè)模塊和光強(qiáng)檢測(cè)模塊作為輸入信號(hào)，先檢測(cè)室內(nèi)有無人員，當(dāng)室內(nèi)有人就開啟光強(qiáng)檢測(cè)，并根據(jù)當(dāng)前光強(qiáng)來控制點(diǎn)亮相應(yīng)數(shù)量的LED燈，并在顯示器上顯示相應(yīng)的狀態(tài)。1062引腳及介紹如表32所示。1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。 照明模塊電路設(shè)計(jì) 照明模塊連接電路圖 ，照明模塊采用四個(gè)發(fā)光二極管，輸入為STC89C52的光強(qiáng)控制信號(hào)，輸出為LED燈亮的個(gè)數(shù)。 其他模塊電路設(shè)計(jì) 按鍵模塊電路設(shè)計(jì) 按鍵模塊電路設(shè)計(jì)，按鍵的功能設(shè)計(jì)：一個(gè)按鍵按下就將控制模式轉(zhuǎn)為手動(dòng)控制,另一個(gè)按鍵按下就轉(zhuǎn)為自動(dòng)模式。 人員檢測(cè)模塊硬件電路原理圖 BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?3）紅外熱釋電處理芯片BISS0001介紹BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路芯片，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外部元件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境溫度發(fā)出的紅外輻射對(duì)兩個(gè)熱釋電元具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸出。 紅外線熱釋電傳感器工作區(qū)示意圖其主要特性如下:1）熱釋電元件對(duì)人體所發(fā)射出的波長為10μm左右的紅外輻射很敏感，元件的輻射照面通常安裝菲泥爾透鏡來明顯抑制環(huán)境溫度的干擾。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。人體恒溫一般在37度左右，可以會(huì)發(fā)出特定波長10μm左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10μm左右的紅外線而進(jìn)行工作的。另外一個(gè)部件是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有折射式和反射式兩種形式。此外，減少外部電路對(duì)芯片的影響。VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。 ADC0809引腳圖IN0－IN7：8條模擬量輸入通道。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。表31 光照度變送器技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)準(zhǔn)確度：177。 為了便于系統(tǒng)的開發(fā)及提高可靠性，本設(shè)計(jì)選用市場(chǎng)上已有成形的光照度變送器。(2）光照度傳感器探測(cè)室內(nèi)光照度要用到光照度傳感器。光通量的數(shù)量越大，表示該光源所發(fā)出的可見光就越強(qiáng)。 數(shù)據(jù)采集模塊電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)總數(shù)據(jù)采集總共分為兩個(gè)部分，一個(gè)是關(guān)于光照強(qiáng)度的檢測(cè)，另一個(gè)是人員檢測(cè)，共同實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)所需的要求及功能。 電源電路硬件設(shè)計(jì)原理圖三端穩(wěn)壓集成電路7805的輸入必須大于輸出2V以上,所以輸入必須為7V以上，我們采用的是市場(chǎng)上現(xiàn)成的電源適配器，輸入220V的交流電壓，輸出9V的直流電壓，從電源適配器1端口獲得9V的直流電壓輸入到7805，經(jīng)過穩(wěn)壓、濾波等處理，從3端口輸出為5V的直流電壓給系統(tǒng)供電，此外，我們用一個(gè)發(fā)光二極管DS1來作為電源指示燈，顯示系統(tǒng)是否通電。 主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖電源模塊設(shè)計(jì)目的是為了獲得5V的直流電壓給系統(tǒng)供電，所采用的芯片是三端穩(wěn)壓集成電路7805，最常見的穩(wěn)壓芯片7805是7805，它的使用方便，用很簡單的電路既可以輸入一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓正好為5V，剛好是51系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓。（7）外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。（6）共3個(gè)1
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