教室自動照明控制系統(tǒng)設(shè)計方案-文庫吧資料
2025-05-12 00:54本頁面
【正文】 6位定時器/計數(shù)器。（4）用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)，RAM512字節(jié)。（2）工作電壓：～。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。在Flash編程時，此引腳也用作編程輸入脈沖。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效?？撮T狗計時完成后，RST引腳輸出96個晶振周期的高電平。RST（9引腳）：復(fù)位輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3端口（～，10～17引腳）：P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。P2端口（～，21～28引腳）：P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1端口（～，1～8引腳）：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在Flash ROM編程時，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。P0端口（～，39～32引腳）：P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口。該單片機(jī)指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，工作頻率范圍080MHz，程序存儲器flash容量為8KB，隨機(jī)存儲器RAM空間為512字節(jié)，完全滿足自動照明系統(tǒng)的要求。由于教室一般采用220V交流電，所以可以自行設(shè)計制作電源，輸入220V交流電，輸出5V直流電，大大增加了穩(wěn)定性，延長了使用時間，所以本設(shè)計中采用此種方案。用干電池方便穩(wěn)定，但是電壓會隨著使用慢慢降低，使用時間也受到限制，需要經(jīng)常更換電池或給電池充電。方案二：采用光照度傳感器，將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電流信號，再經(jīng)過運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，可以選用市場上已有成形的光照度變送器，檢測到輸入光強(qiáng)后，根據(jù)輸出不同的電壓等級控制不同數(shù)量的燈，從而控制室內(nèi)的光照強(qiáng)度。根據(jù)光照強(qiáng)度的不同使光敏電阻阻值變化引起兩段的電壓不同，從而使輸入電壓比較器正端的值不同，再與負(fù)端電壓相比較，達(dá)到正端電壓大于負(fù)端電壓的情況時，即能讓二極管正常發(fā)光。在此設(shè)計中，我們只模擬教室的一個區(qū)域內(nèi)的人員檢測。由于方案一比方案二實現(xiàn)起來復(fù)雜得多，方案二更能簡便、快捷的檢測到人體的存在，所以在解決人員檢測的問題時，我選用熱釋電人體紅外傳感器。紅外感應(yīng)源采用熱釋電元件，這種元件在接受到人體紅外輻射溫度變化時就會失去點和平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生信號，以控制燈具的點亮，所以我們采用熱釋電人體紅外傳感器檢測室內(nèi)有無人員，有人即開燈，無人關(guān)燈。眾所周知，人體恒溫為37176。每個門口裝有兩對裝置，進(jìn)出人數(shù)檢測分開檢測，兩個傳感器分別設(shè)為A、B，當(dāng)A檢測到人的信號時，我們當(dāng)做是進(jìn)教室，當(dāng)B檢測到人的信號時，我們當(dāng)做是出教室，因為人無論是進(jìn)還是出，都會先被一個傳感器檢測到，再被另一個檢測到，只是有一定的時間差，于是，如果一個傳感器先檢測到人以后，發(fā)出一個信號，然后對這個信號進(jìn)行延時，當(dāng)延時到一定程度時，可以把這個引號引回來，用來鎖住另一個傳感器產(chǎn)生的信號，這樣就能使電路自動判斷人是進(jìn)教室還是出教室，用進(jìn)教室的人數(shù)減去出教室的人數(shù)，計算出教室里的現(xiàn)有人數(shù)n，若n，開燈；反之無人，關(guān)燈。另外此款單片機(jī)有32個I/O端口，方便了設(shè)計的需要，滿足本設(shè)計要求。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 圖 系統(tǒng)設(shè)計總框圖 主要功能模塊設(shè)計方案 控制模塊方案設(shè)計本設(shè)計的主控制器采用STC89C52單片機(jī)。軟件設(shè)計時，在總體設(shè)計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計后，制定詳細(xì)的工作計劃，然后進(jìn)行具體的設(shè)計，包括每個模塊的流程圖，選擇適當(dāng)?shù)恼Z言和工具進(jìn)行編程和代碼設(shè)計等，最后將軟件與硬件結(jié)合起來進(jìn)行調(diào)試，達(dá)到最終所需功能要求。系統(tǒng)設(shè)計分為硬件設(shè)計與軟件設(shè)計兩大部分，根據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件與軟件分開進(jìn)行設(shè)計。通過對目前自動照明系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢的分析，針對本課題進(jìn)行系統(tǒng)各個部分的方案論證后，確定好設(shè)計方案，進(jìn)行軟硬件設(shè)計，最終達(dá)到設(shè)計所需功能，完成任務(wù)。 研究內(nèi)容及論文構(gòu)成 本文介紹了將自動照明控制技術(shù)運(yùn)用到高校教室的一個設(shè)計,以達(dá)到節(jié)約能耗、延長設(shè)備使用壽命、方便教學(xué)樓管理的目的，在本設(shè)計中，要實現(xiàn)的功能主要有：采用熱釋紅外人體傳感器人員是否出現(xiàn)在指定區(qū)域的檢測、采用光照度傳感器檢測周圍環(huán)境光照強(qiáng)度等，并且根據(jù)所檢測到的模擬量數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，輸入到STC89C52單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，最后，通過LED燈模擬所在條件下教室照明燈開閉狀況，并在1062液晶顯示器中顯示相應(yīng)的狀態(tài)。智能照明控制系統(tǒng)采用軟啟動的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免受熱沖擊，從而使光源壽命延長2—4倍，對于大量使用光源和安裝困難的區(qū)域更具有特殊的意義。及時關(guān)掉不需要的燈具，充分利用自然光，其運(yùn)行節(jié)能效果充分。4）運(yùn)行中節(jié)能。智能照明控制系統(tǒng)可預(yù)先設(shè)置不同的場景模塊，需要時只要在相應(yīng)的控制面板上進(jìn)行操作即可調(diào)入所需的場景。系統(tǒng)有若干個基本狀態(tài)，這些狀態(tài)會按預(yù)先設(shè)定的時間相互自動切換，并將照度自動調(diào)整到最適宜的水平。2)全自動調(diào)光。未來普及的自動照明系統(tǒng)所能具有的獨特功能：1)全自動聲控系統(tǒng)。隨著高等院校的擴(kuò)招，教室的需求量激增，教室管理人員需要實時監(jiān)控照明設(shè)備的正常工作，傳統(tǒng)技術(shù)無法達(dá)到這種要求，難以適應(yīng)最新技術(shù)發(fā)展的需要，在自動照明系統(tǒng)中，不僅要求照明設(shè)計的參數(shù)應(yīng)當(dāng)達(dá)標(biāo)，還要達(dá)到教室中明亮、舒適的要求以方便師生更好地教學(xué)、自習(xí)。這些問題在目前的技術(shù)中已經(jīng)得到基本解決，這種新型的自動照明開關(guān)增加了脈沖檢測器能在延時期間多次觸發(fā)，使其從零開始計時，這樣計時開始設(shè)定的時間不準(zhǔn)或需要變更設(shè)定時間時，都可在不中斷運(yùn)行的情況下自動進(jìn)行調(diào)整，節(jié)能效果更加明顯，在一定程度上解決了以往教室照明系統(tǒng)的一些不良現(xiàn)象。雖然在部分大中城市中的部分院校已經(jīng)有了比
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