基于单片机的智能照明控制系统设计[1]
基于单片机控制的智能路灯控制系统设计
基于单片机控制的智能路灯控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和城市化进程的加速,城市照明系统作为城市基础设施的重要组成部分,其智能化改造已成为提升城市管理水平和节能减排的重要措施。
智能路灯控制系统作为城市照明系统的核心,其设计和实现对于提高路灯的运行效率、降低能耗、增强城市照明的智能化水平具有重要意义。
本文旨在探讨基于单片机控制的智能路灯控制系统的设计方法和实现策略。
本文将介绍智能路灯控制系统的基本概念和功能需求,阐述其在城市照明中的作用和意义。
将详细分析单片机控制系统的工作原理及其在智能路灯控制中的应用,包括单片机的选型、外围设备的选择、控制算法的设计等关键技术问题。
接着,本文将重点介绍智能路灯控制系统的设计流程,包括硬件设计、软件编程、系统测试等环节,并结合实际案例,展示该系统在实际应用中的效果和优势。
本文将对智能路灯控制系统的发展趋势进行展望,探讨未来可能的技术革新和应用拓展。
通过本文的研究和分析,期望能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示,推动智能路灯控制系统的发展,为建设更加智能、节能、环保的城市照明系统贡献力量。
二、智能路灯控制系统总体设计本节将详细介绍基于单片机控制的智能路灯控制系统的总体设计。
该系统设计旨在实现路灯的智能化管理,提高能源利用效率,同时确保道路照明质量。
能效优化:通过精确控制路灯的开关和亮度,减少能源浪费,实现节能减排。
单片机控制单元:作为系统的核心,负责处理传感器数据,控制路灯的开关和亮度。
传感器单元:包括光强传感器和运动传感器,用于检测环境光线强度和行人车辆流动情况。
单片机根据传感器数据,通过预设的控制算法,决定路灯的开关和亮度。
通信协议:采用稳定可靠的通信协议,确保数据传输的实时性和安全性。
三、单片机控制模块设计单片机控制模块是整个智能路灯控制系统的核心部分,负责接收传感器信号、执行控制逻辑、以及驱动路灯的开关。
在本设计中,我们采用了广泛应用的STC89C52单片机作为核心控制器。
基于单片机的智能照明控制系统设计论文
基于单片机的智能照明控制系统设计论文智能照明控制系统设计摘要:随着科技的进步与发展,智能家居设备也在不断提升,智能照明控制系统是智能家居的重要组成部分。
本论文以单片机为核心,设计了一种基于单片机的智能照明控制系统。
该系统通过感应器和环境光传感器,实现了自动控制灯光的亮度和开关,并可通过手机APP进行远程控制。
通过实验验证,表明该系统具有良好的稳定性和可靠性,能够满足用户对智能照明的需求。
关键词:智能照明,单片机,感应器,环境光传感器,手机APP1.引言随着能源消耗问题的日益突出,节能减排成为了当代社会的重要任务。
智能照明控制系统作为一种新型的照明技术,通过利用传感器和控制器,实现智能化的照明控制,可以有效地降低能源消耗,提高照明质量。
基于单片机的智能照明控制系统通过集成传感器和控制器的功能,可以实现自动调光、自动开关、定时控制等功能,并可以通过手机APP进行远程控制,方便用户使用。
2.系统设计2.1系统硬件设计该系统由单片机、感应器、环境光传感器和手机APP等组成。
单片机作为系统的核心,负责接收传感器的信号并控制灯光的亮度和开关。
感应器负责检测周围环境中的人员活动,当有人进入房间时,感应器会发送信号给单片机,触发灯光的开启。
当人员离开房间一段时间后,感应器会发送信号给单片机,触发灯光的关闭。
环境光传感器用于检测周围环境的光强度,根据光强度的变化,单片机可以调节灯光的亮度,以达到节能的目的。
手机APP通过与单片机的通信模块建立连接,可以实现远程控制灯光的开关和亮度调节。
2.2系统软件设计系统的软件设计主要包括单片机的程序设计和手机APP的开发。
单片机的程序设计包括感应器的信号处理和灯光控制的算法。
当感应器检测到有人进入房间时,单片机会根据环境光传感器的数据进行灯光的亮度调节。
当人员离开一段时间后,单片机会根据预设的时间延迟关闭灯光。
手机APP的开发包括与单片机通信的模块设计和用户界面设计。
通过APP,用户可以实时控制灯光的开关和亮度调节,并可以设置定时控制等功能。
基于单片机的智能照明控制系统设计
设计名称:智能照明控制系统组别:第五组组长:XX组员:XX基于单片机的智能照明控制系统设计随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。
本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。
该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术,利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
目录1 引言...................................................1.1 研究背景............................................1.2 智能照明控制系统的优点..............................2 设计部分...............................................2.1设计要求............................................2.2系统设计............................................2.3逻辑控制............................................2.4硬件设计............................................2.4.1 系统硬件总述....................................2.4.2 AT89C51单片机介绍...............................2.4.3 光照检测电路....................................2.4.4 人体信号采集电路................................2.4.5 比较电路........................................2.4.6 延迟时间选择电路................................2.4.7 输出控制电路....................................3 系统软件设计及实现.....................................4 结论..................................................5 评价………………………………………………………………………………………………..6 组员分工…………………………………………………………………………………………..1 引言1.1研究背景如今普遍高校都是开放型的管理模式,高校的教室在白天室内照度很高的情况下,仍然普遍存在开灯作业;即使是很少的时候也是整个教室的灯全亮着。
基于单片机的智能照明控制系统设计
基于单片机的智能照明控制系统设计设计一个基于单片机的智能照明控制系统。
1.引言:现代社会对于能源的需求越来越大,电力消耗持续增长。
照明是我们日常生活中消耗电力的一个重要组成部分。
为了降低电力消耗,减少能源浪费,设计一个基于单片机的智能照明控制系统显得尤为重要。
2.系统功能:该系统的主要功能是根据照明需求智能调节照明亮度。
当光线较暗时自动增加照明亮度,当光线较亮时自动减小照明亮度。
3.系统设计:a.硬件设计:系统硬件包括一个单片机控制模块、光线传感器、执行器(例如LED 灯)、电源模块等。
光线传感器用于检测周围的光线强度。
光线传感器输出的模拟信号连接到单片机的ADC输入端,通过单片机进行读取和转换。
执行器用于调节照明亮度。
在本系统中,以控制LED灯亮度为例。
执行器连接到单片机的PWM输出端,单片机通过改变PWM的占空比来调节LED灯的亮度。
电源模块用于为系统提供电力供应。
b.软件设计:单片机采用嵌入式C语言开发,编写相应的代码实现系统功能。
主要的软件设计包括以下几个部分:-光线检测:通过读取光线传感器的模拟信号,获取光线强度数据。
-亮度控制:根据光线强度数据来判断当前的照明需求,在代码中设置一个阈值,当光线强度低于阈值时增加LED灯亮度,当光线强度高于阈值时降低LED灯亮度。
可以通过改变PWM占空比来实现LED灯的亮度调节。
-系统运行:初始化单片机的外设和寄存器,使用循环来不断读取光线强度和调节LED灯亮度,以实现智能照明控制。
4.系统优势:该智能照明控制系统具有以下优势:-节约能源:根据实际光照需求智能调节亮度,避免了长时间照明亮度过高造成的能源浪费。
-自动化控制:无需人工干预,系统自动根据光线强度调节照明亮度,方便省事。
-节省成本:单片机控制模块的成本相对较低,而且系统的节能效果能够降低电费开支。
5.结论:。
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计毕业设计
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计毕业设计智能LED照明控制系统是基于51单片机的一种照明系统,通过智能化的控制方式,能够实现对LED照明的精确控制和管理。
本文将从系统设计的需求、硬件设计和软件设计三个方面对基于51单片机的智能LED照明控制系统进行详细的介绍。
首先,通过需求分析,我们确定了智能LED照明控制系统的功能。
该系统需要能够根据光照条件自动调整LED的亮度,在不同的时间段实现定时开关机,同时具备手动控制功能。
此外,还要提供远程控制功能,通过手机或者电脑进行远程监控和控制。
接下来是硬件设计部分。
我们首先确定了基于51单片机的核心控制模块,并根据系统需求设计了相应的电路板。
核心控制模块主要负责控制LED的亮度,采用PWM控制方式,能够实现精确的亮度调节。
同时,该模块还需要实现定时开关机功能,通过计时器定时开启或关闭LED。
另外,为了实现远程控制功能,我们还设计了无线通信模块,利用无线网络实现用户对照明系统的远程监控和控制。
软件设计是整个系统中非常关键的一部分。
首先,我们需要编写程序来控制核心控制模块,实现LED灯的亮度调节和定时开关机功能。
其次,需要开发相应的用户界面和远程控制程序,为用户提供友好的控制界面,同时实现用户对照明系统的远程监控和控制。
在软件设计过程中,我们需要充分利用51单片机的功能和特性,通过编写高效的程序实现系统的各项功能。
最后,为了保证系统的安全性和可靠性,我们还需要对系统进行测试和调试。
通过模拟不同的使用场景和异常情况,进行全面的测试,确保系统能够正常工作。
同时,还需要进行性能优化和故障排除,保证系统在长时间运行中不会出现问题。
综上所述,基于51单片机的智能LED照明控制系统设计是一个复杂的工程,需要从系统需求、硬件设计和软件设计等多个方面进行全面考虑。
通过合理的设计和严谨的测试,能够设计出高性能、高可靠性的智能LED照明控制系统,为用户提供更好的照明体验。
基于单片机的智能照明控制系统设计(1).
设计名称:智能照明控制系统组别:第五组组长:XX组员:XX基于单片机的智能照明控制系统设计随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。
本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。
该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术,利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
目录1 引言...............................................................................................................................................1.1研究背景.............................................................................................................................1.2 智能照明控制系统的优点....................................................................................................2 设计部分.......................................................................................................................................2.1设计要求 ................................................................................................................................2.2系统设计 ................................................................................................................................2.3逻辑控制 ................................................................................................................................2.4硬件设计 ................................................................................................................................2.4.1 系统硬件总述.................................................................................................................2.4.2 AT89C51单片机介绍 ....................................................................................................2.4.3 光照检测电路.................................................................................................................2.4.4 人体信号采集电路.........................................................................................................2.4.5 比较电路.........................................................................................................................2.4.6 延迟时间选择电路.........................................................................................................2.4.7 输出控制电路.................................................................................................................3 系统软件设计及实现...................................................................................................................4 结论.............................................................................................................................................5 评价………………………………………………………………………………………………..6 组员分工…………………………………………………………………………………………..1 引言1.1研究背景如今普遍高校都是开放型的管理模式,高校的教室在白天室内照度很高的情况下,仍然普遍存在开灯作业;即使是很少的时候也是整个教室的灯全亮着。
基于单片机的教室智能照明系统设计
二、系统设计
1、硬件设计
1、硬件设计
教室照明智能控制系统的硬件主要包括传感器、单片机和输出模块三部分。 传感器主要用于采集教室内照度的信息,并将信息传输到单片机中;单片机则根 据采集到的信息进行相应的处理,输出相应的控制信号;输出模块则根据控制信 号对教室内照明设备进行控制。
2、软件设计
2、软件设计
基于单片机的教室智能照明 系统设计
目录
01 一、系统需求分析
02 二、系统设计
03 三、系统实现
04 四、系统测试与优化
05 五、结论
06 参考内容
内容摘要
随着科技的进步,智能化已成为我们生活的一个重要部分。在这个趋势的推 动下,教育设施也在逐步实现智能化。其中,教室的智能照明系统就是一个重要 的环节。考虑到环保和节能的需求,本次演示将探讨如何基于单片机设计一个智 能的教室照明系统。
二、系统功能
4.节能模式:自动检测教室内的无人情况,当教室内无人时自动关闭照明设 备,从而实现节能减排的目的。
二、系统功能
5.异常报警:当照明设备出现故障时,系统会自动检测并发出报警提示,便 于及时进行维修处理。
三、系统优势
三、系统优势
基于单片机的智能教室照明系统相比传统照明系统具有以下优势: 1.节能环保:通过自动调节照明设备的亮度、关闭无人区域的照明设备等措 施,可以大幅度降低能源消耗,具有显著的节能环保效果。
三、优势
3、方便易用:系统操作简单,方便易用,可以节省大量的时间和人力成本。 4、可维护性高:系统具有自动检测和报警功能,当出现故障时可以及时发现 并进行维修,大大提高了系统的可维护性。
四、结论
四、结论
综上所述,基于单片机的教室照明智能控制系统是一种具有很高实用价值的 控制系统。通过单片机对教室内照度信息的实时监测和处理,可以实现教室内照 明的自动化控制,提高教学质量和能源利用效率,同时方便易用、可维护性高, 具有很好的应用前景和发展潜力。
基于stm32单片机的智能照明的毕业设计题目
基于stm32单片机的智能照明的毕业设计题目基于STM32单片机的智能照明系统设计一、设计背景随着科技的不断发展,智能化已成为现代生活的必然趋势。
照明作为日常生活中不可或缺的一部分,其智能化改造具有重要意义。
基于STM32单片机的智能照明系统,可以实现对照明设备的智能化控制,提高能源利用效率,为人们创造更加舒适、节能的照明环境。
二、设计目标1. 实现STM32单片机对LED照明设备的智能控制;2. 实现多种传感器实时监测环境光照、人体温度等信息;3. 根据传感器采集的数据自动调节LED照明亮度、色温等参数;4. 实现远程控制功能,可通过手机APP或智能语音助手进行控制;5. 优化系统能耗,实现节能环保。
三、设计方案1. 硬件设计:a. 选择STM32F103C8T6单片机作为主控制器;b. 选用TSL2561和DS18B20传感器分别监测环境光照和人体温度;c. 使用PWM调节LED亮度,通过PWM信号控制LED驱动芯片;d. 通过Wi-Fi模块实现远程控制功能,可使用ESP8266或ESP32等模块。
2. 软件设计:a. 使用C语言编写程序,实现STM32单片机的初始化及传感器数据采集;b. 根据传感器数据,通过算法调整LED照明参数;c. 通过串口通信实现STM32单片机与Wi-Fi模块的数据传输;d. 在手机APP中编写界面和控制逻辑,实现远程控制功能。
3. 系统测试与优化:a. 在实验室环境下进行系统测试,确保各项功能正常;b. 在实际环境中进行实地测试,根据测试结果进行优化;c. 对系统能耗进行监测,优化能耗管理算法。
四、总结与展望本设计通过STM32单片机实现了智能照明的各项功能,具备较高的实用性和市场前景。
未来,可进一步拓展该系统的应用范围,如增加语音识别功能、与其他智能家居设备联动等,以满足更多用户的需求。
同时,随着物联网技术的不断发展,智能照明系统将有更广阔的发展空间。
基于单片机的智能照明控制系统设计
基于单片机的智能照明控制系统设计引言随着现代科技的快速发展,智能家居越来越受到人们的欢迎。
其中,智能照明系统是最为基础的一类系统。
智能照明系统能够自动感应周围环境的亮度,自动调节照明亮度以达到节能的目的。
本文介绍一种基于单片机的智能照明控制系统的设计,该系统具有高效、智能、可靠等特点。
需求分析智能照明系统应该具备以下功能:1.自动感应周围环境的光线亮度,自动调节照明亮度;2.保护地球、促进节能,避免一直开着灯;3.可靠性高、无需人为干预,自动化程度高。
基于以上需求,本文提出了一种基于单片机的智能照明控制系统的设计。
系统设计硬件设计本文的智能照明系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件主要包括:1.光敏电阻:用于感应周围环境的亮度;2.单片机:控制系统整体运行,根据光敏电阻感应到的环境亮度自动调节照明亮度;3.三色 LED 灯:根据单片机的控制信号调节亮度。
量化硬件设计如下:1.光敏电阻数量:1个;2.单片机类型:AT89S52;3.LED灯数量:3个,用于显示三个不同亮度的等级。
软件设计因为单片机具备控制硬件的能力,所以本文将重点介绍单片机软件的设计过程。
根据需求分析,该系统需要实现自动感应周围环境亮度,自动调节照明亮度的功能。
根据这一特点,可以设计一个基于二分搜索的自适应亮度调节算法,具体步骤如下:1.读取光敏电阻的电压值,将其转化为当前的亮度值;2.判断亮度值是否符合设定的亮度等级,如果符合直接输出控制信号;3.如果不符合,则进入二分搜索,找到最接近目标亮度等级的亮度值,并输出控制信号。
以下是单片机主程序伪代码:while(1){int brightness = ReadLightSensor();int level = GetBrightnessLevel(brightness);SetLEDLevel(level);Delay();}程序代码解析:1.ReadLightSensor():读取光敏电阻的电压值,根据电压值计算亮度值;2.GetBrightnessLevel():根据亮度值计算目标亮度等级;3.SetLEDLevel():输出控制信号,控制 LED 灯的亮度等级;4.Delay():延时一定时间,使得亮度调节更加平滑。
1_5011722_毕业设计(论文)-基于51单片机的智能LED照明控制系统设计1
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计摘要随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高,照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明节能也日显重要。
现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。
这几种开关各有自己的弊端,如声控型不适合环境嘈杂场所、感光型开关在无人期间不能自动关闭。
本设计通过AT89C51单片机结合LED照明技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、处理等技术来实现对照明设备的智能控制。
单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭、通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测,如果亮度不够则单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号,根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制照明设备打开或关闭。
关键词:单片机;传感器;BIS0001;照明控制;节能AbstractWith the development of society people of the quality of life in demand is higher and higher, lighting in the proportion of energy consumption, thus increasing illumination energy conservation also more and more importantly. Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type, touch type, photographic type and so on. This several switch have their own disadvantages, such as sonic type is not suitable for environmental noisy places, photographic switch in one period can't shut automatically. This design combined by A T89C51 LED lighting technology, infrared sensing technology, light sensor technology, the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment. Microcomputer controls lighting equipment open or closed, by the relay ,through the light detection circuit for lighting equipment testing, if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals, according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed.Keywords: microcontroller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving目录摘要 (I)ABSTRACT (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 课题研究的目的与意义 (2)1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命 (2)1.2.2 改善工作环境,提高工作效率 (2)1.2.3 提高管理水平 (3)1.2.4 较好的投资收益效果 (3)2 系统设计方案 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2光照检测方式 (5)2.3 人体感应方式 (5)2.4 延时参数设置电路 (6)2.5 照明设备驱动电路 (6)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统硬件总述 (7)3.2 CPU性能介绍 (7)3.3 主控制机电路设计 (7)3.4 菲涅尔透镜 (8)3.5 热释电传感器及处理电路 (9)3.5.1 热释电红外线传感器 (9)3.5.2 信号处理电路 (10)3.6 光照检测电路 (11)3.7 控制电路 (11)3.7.1 延时时间选择电路 (11)3.7.2 输出控制电路 (12)3.8 时钟电路 (12)4 系统软件设计及实现 (13)4.1 系统软件流程图 (13)4.2 仿真环境介绍 (14)4.2.1 Keil介绍 (14)4.2.2 Proteus介绍 (14)5 系统可靠性技术 (15)5.1干扰产生的后果 (15)5.2 单片机应用系统的硬件抗干扰设计 (16)5.3 软件抗干扰技术 (17)毕业设计总结......................................... 错误!未定义书签。
基于单片机实现智能照明控制系统的设计
对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等),其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。
由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强,有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时,整个房间内也是灯火通明。
这样下来,无形中所浪费的电能是非常惊人的。
据测算,这种现象的耗电占其单位所有耗电的40%左右。
因此,有必要在保证照明质量的前提下,实施照明节能措施。
这不仅可以节约能源,而且会产生明显的经济效益。
1系统结构和工作原理系统结构图如图1所示。
本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。
工作时,光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
2系统硬件设计按图1构成的系统硬件电路如图2所示。
为了使系统功能更加完善,在该系统中可以增加时间显示电路,用于显示当前的时间。
由于该部分硬件与软件均已成熟,在此不做详细介绍。
2.1中心控制模块目前较为流行的单片机有AVR和51单片机,从系统设计的功能需求及成本考虑,51单片机性价比更高。
AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。
中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要,实现整个系统控制。
2.2光照检测电路如图2所示,当外界环境光照强时,光敏电阻R13阻值较小,则A点电平较低;当外界环境光照弱时,光敏电阻R13阻值较大,则A点电平较高,将此电平送到单片机,由程序控制是否实现照明。
2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号。
热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。
实际使用时,在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜,这样可大大提高接收灵敏度,增加检测距离及范围。
基于单片机智能照明控制系统设计
基于单片机智能照明控制系统设计作者:李瑞福来源:《中国新通信》2016年第11期【摘要】本系统设计了针对楼宇的智能照明控制系统,该照明控制系统的主控制器、分控制器分别采用AT89C51和AT89C2051单片机实现控制,实现了有线通信、无线数传、控制及显示等功能,通过现场总线RS485通信方式实现照明灯具的智能控制,使光源具备自动调节功能。
本系统在节约能源、延长照明灯具寿命、改善工作环境、创造良好环境气氛、提高人民生活水平等方面起到了重要的作用。
【关键词】主控制器分控制器单片机照明灯具智能控制一、系统硬件设计1.1系统结构该通信系统采用RS-485半双工主从式通信系统,主机可以发送数据或命令到从机,从机主要任务是控制分布的照明灯具,通过中断方式接收主机发来的命令或数据并及时响应。
系统的主控制器通过RS-485总线或无线数传模块将数据或命令传送给分控制器,同时将信息送给数码显示单元显示,并通过看门狗电路对运行程序实施有效监视。
分控制器接收主控制器发来的数据和命令,通过双向晶闸管电路对照明灯具进行开与关及亮度的控制,并且利用实时时钟芯片对照明灯具进行定时开关控制。
系统在单片机控制之下完成数据通信、显示,同时能够控制照明灯具,其硬件电路还必须配以相应的程序才能实现控制功能,程序是使硬件电路实现各种智能控制及与用户交互的桥梁。
1.2 主控制器的电路设计1、键盘接口设计。
系统采用4×4矩阵式键盘,每个按键开关位于行列的交叉处,采用逐行扫描的方法识别键码。
矩阵键盘的列线从左到右分别与单片机P1.0、P1.1、P1.2、P1.3相连,矩阵键盘的行线从上到下分别与P1.4、P1.5、P1.6、P1.7相连。
当按下一键时,对应的行线与列线就会连通,单片机就能检测信号,通过键盘扫描程序对键盘进行扫描,以识别被按键的行、列位置。
2、LED数码显示接口设计。
数码显示与驱动电路由74LS138译码器、7447 TTL BCD-7段高有效译码器/驱动器、4个数码管以及5个A1015三极管组成。
基于单片机的智能照明控制系统设计
摘要 : 该设计是周单片机 A T 8 9 C 2 0 5 1 联合 A T 8 9 S 5 2 制作的夜 用照 明灯智能控制器 , 利用单片机的端 口分 别控制 L C D1 6 0 2 标准时钟 系统 、 可控硅和蜂 呜器 , 实现智能照明 系统 。 由于该 系统采 用单 片机对环境光 亮度进行测试 , 并计算相 关数据 , 进行判断 , 因此电路 能随着季节的变化 自动调 节每 天的开关灯的时间 , 从而减 少电能的损耗。
P1 ^ 3。
源, 在某种程度 上也造成Байду номын сангаас了光污染 。 在今 天电力能源供庳 比较
紧张的情况下 , 在没有人 员活动 的深夜让这些灯 关掉 一些 , 不 仅 可以节约能源 , 也能够节约一些开支 。 本设计采用 A T 8 9 S 5 2 单片机为核 心, 利用单片机的端口分别控制 L C D1 6 0 2标准时 钟系统、 可控硅和蜂鸣器 , 达到智能操控照 明系统 。
摘要: 基 于当 今 市面上的主流学习型红 外万用遥控 器, 对其进行 改造 , 增加 了一键调 节功 能并提 出实现的算 法逻辑 , 该设
计选用 R AM 为 2 5 6 b y t e s 的A T 8 9 C 5 2单 片机作为主机 , 采 用最 简红外收发模 块进行收发 , 设 计最小系统进行测试仿真 ,
关键词: A T 8 9 C 2 0 5 1 ; A T 8 9 S 5 2 ; L C D1 6 0 2 ; 自动调 节
中图分类号 : T P 2 7 3 . 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 3 - 1 1 3 1 ( 2 0 1 3 ) 1 0 - 0 0 6 3 - 0 2
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计一、引言随着科技的发展,人们对室内照明的要求也越来越高。
传统的照明系统已经无法满足人们对照明效果的需求,因此智能LED照明控制系统逐渐成为人们关注的焦点。
本文将基于51单片机设计一种智能LED照明控制系统,通过对光照度的检测和用户设定,实现对LED灯光亮度和颜色的智能控制。
二、系统设计1.硬件设计智能LED照明控制系统的硬件主要包括光敏电阻、温度传感器、LED 灯和51单片机。
(1)光敏电阻:用于检测光照度,根据光照度的不同,调节LED灯的亮度。
(2)温度传感器:用于检测环境温度,根据温度的不同,调节LED 灯的颜色。
(3)LED灯:用于照明,可以调节亮度和颜色。
(4)51单片机:作为系统的核心控制器,接收传感器的数据,并根据设定的参数控制LED灯的亮度和颜色。
2.软件设计(1)光照度检测:通过读取光敏电阻的电压值来获取光照度,根据光照度的不同,控制LED灯的亮度。
可以设定光照度阈值,当检测到的光照度低于设定值时,LED灯亮度增加;当光照度高于设定值时,LED灯亮度减小。
(2)温度检测:通过读取温度传感器的数值来获取环境温度,根据温度的不同,控制LED灯的颜色。
可以设定温度范围和对应的颜色值,当温度在设定范围内时,LED灯显示设定的颜色。
(3)用户设定:通过按键输入,用户可以设定光照度阈值、温度范围和对应的颜色值。
设定的参数保存在51单片机的内存中。
(4)LED灯控制:根据光照度和温度的检测结果以及用户设定的参数,控制LED灯的亮度和颜色。
通过PWM控制LED灯的亮度,通过调节RGB三个通道的PWM占空比,实现对LED灯颜色的控制。
三、系统实现智能LED照明控制系统的实现主要分为硬件实现和软件实现两部分。
硬件实现:根据设计方案,搭建光敏电阻、温度传感器和LED灯的电路,并将它们与51单片机连接,保证硬件的正常工作。
软件实现:根据软件设计方案,编写相应的程序,包括光照度检测、温度检测、用户设定和LED灯控制等功能代码。
基于单片机的智能家居照明控制系统设计
2、LED灯具的控制:单片机根据环境光线和人体活动情况,控制LED灯具的开 关和亮度调节。例如,当环境光线较暗且有人经过时,单片机将自动打开LED 灯具并调节至合适的亮度;当环境光线充足或无人经过时,单片机将自动关闭 LED灯具或调节至最低亮度。
一、单片机与智能照明控制系统
单片机是一种集成度高、功能丰富的微型计算机,通过编程可以实现各种数据 处理和控制功能。智能照明控制系统则是指通过调节照明设备的亮度和颜色等 参数,实现对照明环境的智能控制,以提供舒适的视觉环境并降低能源消耗。
二、系统设计
1、系统架构
基于单片机的智能照明控制系统主要由传感器、单片机控制器、执行器和通信 接口等组成。传感器负责监测环境光强、人体活动等信息;单片机控制器负责 接收传感器信号并进行处理,通过执行器控制照明设备的亮度和颜色等;通信 接口则负责与其他智能设备进行信息交互。
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关键词:单片机、智能家居、照 明控制系统
单片机是一种集成度高、体积小、功耗低、可靠性高的微型计算机,广泛应用 于各种智能控制领域。智能家居是指通过智能化设备和系统,将家庭环境、生 活场景等实现自动化控制和智能化管理。照明控制系统则是智能家居的重要组 成部分,通过对室内照明进行智能控制,满足人们在不同场景下的照明需求, 同时达到节能环保的目的。
4、易于维护:本系统的各个组成部分都是模块化的,易于更换和维护,提高 了系统的稳定性和可靠性。
四、总结
基于单片机的智能照明控制系统具有自动化、智能化、节能环保等特点,可以 广泛应用于家庭、办公室、公共场所等场所的照明控制中。通过使用单片机作 为核心控制器,可以实现对照明设备的精确控制和智能化管理,提高照明环境 的舒适度和能源利用效率。因此,基于单片机的智能照明控制系统是未来照明 控制系统的发展方向之一。
基于MSP430单片机的智能照明控制系统的设计
基于MSP430单片机的智能照明控制系统的设计摘要:为了解决生活中“长明灯”的浪费现象,设计了低功耗、低成本的智能照明系统。
采用单片机MSP430F149为主控制器,以热释电红外传感器来探测室内是否有人,并根据光照度传感器探测的环境亮度,来实时调节和控制室内LED的照明情况,最终达到智能照明以及节能的效果。
关键词:智能照明;MSP430F149;传感器随着经济的发展和社会的进步,生活中的照明系统也日趋智能化和节能化。
传统的照明只有开、关,无逻辑时序及亮、暗调光控制,因此主要依赖于人们的主动性。
然而智能照明系统主要在很大一定程度上尽可能的满足人们的生活、工作、学习的需求,它主要是通过主电源经过可编程控制后实现,LED照明系统全自动的实现人们预先设定的适合的照明效果,从而使照明更加智能化及人性化。
另外智能照明还有减少不必要的耗电进而达到良好的节约资源的效果,它主要通过充分利用大自然的光作为光源,以人工光作为补偿,结合室内有无人员情况,在室内光不足以满足人们视觉需要时才启用照明灯,经使用证明此种方式节能可达30%上下,可见效果明显。
通过智能可以让室内照明减少过多的长明灯,也避免了很大的资源浪费。
1系统设计系统由红外探测模块、单片机控制模块、照度探测模块、驱动模块等构成(见图1)。
智能照明控制器先利用红外探测模块采集信息传送给主控制器单片机来判断室内是否有人,进而去控制照明驱动电路的开关是否闭合,再根据光照度探测模块采集到的信号送往单片机,单片机根据此信号去控制输出PWM波的占空比,进而调节照明灯的光照强度来达到恒光照照明。
2 硬件部分2.1中心控制模块在单片机控制器的选择上,本文采用TI公司生产的MSP430系列单片机中的MSP430F149。
MSP430系列单片机是美国德州仪器公司(WI)近几年开发的新一代单片机,该单片机在设计上采用了全新的概念,其功能远超过其他系列单片机的功能故称之为混合型单片机。
(完整版)基于51单片机的智能LED照明控制系统设计
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计摘要随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高,照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明节能也日显重要。
现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。
这几种开关各有自己的弊端,如声控型不适合环境嘈杂场所、感光型开关在无人期间不能自动关闭。
本设计通过AT89C51单片机结合LED照明技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、处理等技术来实现对照明设备的智能控制。
单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭、通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测,如果亮度不够则单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号,根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制照明设备打开或关闭。
关键词:单片机;传感器;BIS0001;照明控制;节能AbstractWith the development of society people of the quality of life in demand is higher and higher, lighting in the proportion of energy consumption, thus increasing illumination energy conservation also more and more importantly. Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type, touch type, photographic type and so on. This several switch have their own disadvantages, such as sonic type is not suitable for environmental noisy places, photographic switch in one period can't shut automatically. This design combined by AT89C51 LED lighting technology, infrared sensing technology, light sensor technology, the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment. Microcomputer controls lighting equipment open or closed, by the relay ,through the light detection circuit for lighting equipment testing, if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals, according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed.Keywords: microcontroller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving目录摘要 (I)ABSTRACT (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 课题研究的目的与意义 (2)1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命 (2)1.2.2 改善工作环境,提高工作效率 (2)1.2.3 提高管理水平 (3)1.2.4 较好的投资收益效果 (3)2 系统设计方案 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2光照检测方式 (5)2.3 人体感应方式 (5)2.4 延时参数设置电路 (6)2.5 照明设备驱动电路 (6)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统硬件总述 (7)3.2 CPU性能介绍 (7)3.3 主控制机电路设计 (7)3.4 菲涅尔透镜 (8)3.5 热释电传感器及处理电路 (9)3.5.1 热释电红外线传感器 (9)3.5.2 信号处理电路 (10)3.6 光照检测电路 (11)3.7 控制电路 (11)3.7.1 延时时间选择电路 (11)3.7.2 输出控制电路 (12)3.8 时钟电路 (12)4 系统软件设计及实现 (13)4.1 系统软件流程图 (13)4.2 仿真环境介绍 (14)4.2.1 Keil介绍 (14)4.2.2 Proteus介绍 (14)5 系统可靠性技术 (15)5.1干扰产生的后果 (15)5.2 单片机应用系统的硬件抗干扰设计 (16)5.3 软件抗干扰技术 (17)毕业设计总结.......................................... 错误!未定义书签。
毕业设计论文基于单片机的智能照明控制系统设计
毕业设计论文基于单片机的智能照明控制系统设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文)第I页教研室(或答辩小组)及教学系意见基于单片机的智能照明控制系统设计摘要随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。
基于单片机的智能照明控制系统
基于单片机的智能照明控制系统一、产品介绍本系统设计了一套应用于宿舍、工作室及大型停车场的LED智能照明系统。
利用9 V变压器与LM7805组成交流转直流5 V稳压源为系统供电,通过热释电红外探测器采集数据,无线模块实现全区域内的数据传输,采用大功率LED恒流驱动方案,并利用可调光芯片BP1360与先进的PWM技术对LED灯进行调光,同时利用脉宽调制技术控制舵机,使得LED灯在两个自由度(各180°)上自由旋转,自动锁定空间的5个位置实现照明,同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制,自由选择照明方式,表达对LED灯的智能化与人性化,进一步实现绿色照明。
本设计无论是单个模块还是整体的功能,都能较好地实现。
针对照明时出现的一些资源浪费进行改善,通过检测是否有人控制灯的亮灭.而且根据人数的多少进行亮度的调整与区域照明范围的改变,实现资源利用的极大化,更满足人们对照明的需求。
本系统稳定性较好,实现了既定的各个功能,即能准确检测到人出现在区域的位置(0,1,2,3,4),并发出对应的信号给单片机,单片机根据信号相应调整LED灯的亮度与舵机转向位置,达到了资源利用的高效化,同时也能实现手控遥控器控制。
二、产品功能产品功能:(1)可以通过热释电红外探测器感应是否有人,将此信号传给单片机,单片机来控制灯的亮灭。
(2)可以实现根据人数的多少进行亮度的调整与区域照明范围的改变,实现资源利用的极大化。
三、产品特色1、恒流驱动电路与单片机PWM 调光的设计的应用2、利用单片机作为主控芯片,控制简单、易操作、维修成本低。
3、利用稳压源为系统供电。
通过热释电红外探测器采集数据监测移动物体与光亮度的设计,无线模块实现全区域内的数据传输。
4、采用大功率LED恒流驱动方案,并利用可调光芯片对LED灯实行调光;同时利用脉宽调制技术控制舵机,使得LED射灯在两个自由度(各180°)上自由旋转,自动锁定空间的5个位置实现照明,同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制.自由选择照明方式.四、产品的系统构成以及应用领域产品总体框图如下图所示:产品总体框图恒流驱动电路与单片机PWM 调光的设计选用贴片的STC89C52RC单片机作为主控制芯片,大大地节省了驱动电路的体积。
基于单片机的智能照明控制系统设计思路
基于单片机的智能照明控制系统设计思路李晓妹 吴慧敏(河南农业职业学院机电工程学院 河南中牟 451450)摘要:本文所述的智能照明系统以单片机作为控制器,以ZigBee技术为支撑,首先站在整体角度阐述了系统设计方案,然后再叙述硬件设计方式。
关键词:单片机;智能照明引言如今随着节能环保意识的逐步增强,传统的照明系统因为较高的能源损耗已经不再适应于时代发展的需求。
在生态文明建设的前提和背景下,智能照明系统应运而生并获得了长久的发展和进步,较之于传统的照明系统,不仅在技术层面上进行了优化和改进,还极大地便捷了人们的生活。
智能照明控制系统在ZigBee技术的支持下,将单片机作为控制单元,按照一定的方式连接各个节点,对信息进行识别、采集和转换,并且完成相应的显示和评估,在控制程序的作用下调节和控制设备,发挥照明系统的实效。
1基于单片机的智能照明系统设计方案如今智能照明系统设计的主要元器件是单片机,其主要的工作原理是感应器识别和检测周围发生的信号,经过转换装置转换为电信号然后传输给单片机形成闭环控制系统,建立有效的负反馈控制,将外部光线的强弱作为反馈信号来达到调节照明设备的作用,不但能够保持正常的照明效果,还能根据外部环境和实际需求进行调节亮度并且起到节约资源的作用。
在此基础上提出了软件设计的主要原则,对整个设计系统的设计思路进行细致地探讨和研究推动照明系统的发展。
智能照明系统较之于传统的照明系统具备能够自动调节、操作性简便等多种优势,因此一经推出便受到各界的关注和认可,大范围的应用到实际生产和生活中。
首先其在传统的照明上进行了革新,充分地融入了节能环保的理念和思想。
智能照明系统在运用先进的计算机技术的基础上构建了一个完善的闭环反馈控制系统,能够有效识别周围环境因素的变化,根据人类的实际需求完成自我调节,经过对先进技术的应用以及原有技术的改进,使得自身效用得到充分地发挥,增加了可靠性和可行性。
智能照明控制系统在ZigBee技术的支持下,将单片机作为控制单元实现了嵌入式技术与通讯技术的有效结合,系统的中间层选用嵌入式处理器进行控制,在短距离通信技术的作用下能够根据用户的现实需求以及外界环境对智能照明系统进行调控。
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设计名称:智能照明控制系统组别:第五组组长:XX组员:XX基于单片机的智能照明控制系统设计随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。
本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。
该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术,利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
目录1 引言.......................................................................1.1 研究背景..............................................................1.2 智能照明控制系统的优点.................................................2 设计部分...................................................................2.1设计要求...............................................................2.2系统设计...............................................................2.3逻辑控制...............................................................2.4硬件设计...............................................................2.4.1 系统硬件总述.......................................................2.4.2 AT89C51单片机介绍.................................................2.4.3 光照检测电路.......................................................2.4.4 人体信号采集电路...................................................2.4.5 比较电路...........................................................2.4.6 延迟时间选择电路...................................................2.4.7 输出控制电路.......................................................3 系统软件设计及实现.........................................................4 结论......................................................................5 评价………………………………………………………………………………………………..6 组员分工…………………………………………………………………………………………..1 引言1.1研究背景如今普遍高校都是开放型的管理模式,高校的教室在白天室内照度很高的情况下,仍然普遍存在开灯作业;即使是很少的时候也是整个教室的灯全亮着。
甚至教室无人的时候灯仍然亮着。
这些现象普遍存在于各大高校,浪费了电力资源。
目前通常使用的节电方式有实行手工控制,声控型,太阳能灯等。
但是它们都存在一定的弊端。
手工控制方式操作不便,费时费力,而且需要人工控制。
声控型则容易存在判断不准确,当不是人为需要的时候,其它噪声也可能会让灯亮。
太阳能设备投资比较大,且容易受光照强度的影响,不适合用在教室设施场所。
因此市场上迫切需要一种操作方便、价格低廉、便于大面积推广的新型节能方案。
1.2 智能照明控制系统的优点智能照明控制系统是指用计算机技术并辅助以其它手段,对电力照明实行智能控制,提供合适照明光环境的同时降低照明系统电能消耗和其它使用费用。
智能照明控制系统于手动照明控制系统相比有很多优点,包括创造环境气氛,改善工作环境、提高工作效率,良好的节能效果,延长光源寿命,管理维护方便等。
1.3智能照明控制系统的组成智能照明控制系统主要由输入装置、处理器和执行器三个部分组成。
输入装置可以不断检测周围环境的光照度水平,可以探测到某个区域是否有人移动,以及输入人们的控制指令,并把相应的信号传送给处理器。
输入装置包括传感器、定时装置和控制面板或遥控器。
处理器接受输入装置的信号,经过信息处理、判断、分析,输出控制信号。
执行器与灯具直接连接,控制灯光回路的闭合或断开和调节灯光到相应的水平,包括手动开关。
2 设计部分2.1 设计要求控制器的主要目的是对灯的开关状态进行控制。
工作时根据时间,人工控制及光照等因素综合控制灯的开关状态。
光照检测电路和红外线传感器采集光照强弱、室内是否有人等信息送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
系统设计主要包括硬件和软件两大部分,依据控制系统的工作原理和技术性能,将硬件和软件分开设计。
硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图,然后对硬件进行调试、测试,以达到设计要求。
硬件电路是采用结构化系统设计方法,该方法保证设计电路的标准化、模块化。
硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机,并确定与之配套的外围芯片,使所设计的系统既经济又高性能。
硬件电路设计还包括输入输出接口设计,画出详细电路图,标出芯片的型号、器件参数值,根据电路图在仿真机上进行调试,发现设计不当及时修改,最终达到设计目的。
软件设计部分,首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计,拟定详细的工作计划;然后进行具体设计,包括各模块的流程图,选择合适的编程语言和工具,进行代码设计等;最后是对软件进行调试、测试,达到所需功能要求。
本系统软件设计采用模块化系统设计方法,先编写各个功能模块子程序,然后进行组合与调整,经过调试后,达到设计功能要求。
2.2 系统设计系统设计可分为硬件设计和软件设计两部分。
根据我们需要实现的功能,合理选择元器件进行设计。
软件设计部分,应该结合硬件电路所要实现的功能进行设计。
主要针对光电检测电路和热释电红外传感器输出信号进行处理。
当光强的时候,系统对光照进行检测,产生信号并处理控制灯的开关状态,科学管理灯光的亮与灭,达到节约用电的目的。
2.3 逻辑控制教室内灯光控制系统根据天气、时间、等因素自动控制教室内灯光。
当教室或者其它照明场所里面有人时,或者需要进行作业时,如果光线较暗则开灯,光线很亮时则关灯,没有人时,或者不需要进行作业时,则关灯。
光线亮时则关灯,晴天时关灯,休息时间关灯。
根据上述要求,可以画出控制系统逻辑功能表,如表1-1所示。
室内灯光控制系统可以根据气候、人体等因素全天候自动控制室内照明电器的开和关。
做到光线暗时开灯,雨天阴天时开灯,无人时关灯,光线亮时关灯,晴天时关灯。
在确保室内正常照明同时,可有效防止无人时开灯﹑光线亮时开灯,从而达到节电目的。
根据上述要求,可以画出如表2-1所示控制系统逻辑功能表。
关系如果假设:室内光线强度为A:光线强时A=1,光线弱时A=0;人体信号为B:有人时B=1,无人时B=0;作息时间为C:上课时C=1,休息时C=0;电灯开关状态为D:合时D=1,断开时D=0。
则表1-1可以转化为表1-2。
由真值表可得出系统逻辑函数表达式为:D=A·B·C如下表所示表1-1 系统逻辑表1-2 逻辑系统真值表2.4 硬件设计2.4.1 系统硬件总述系统以单片微型计算机AT89C51为核心外加多种接口电路组成,共有四个主要部分:光照检测电路、延时电路、热释电红外线传感器及处理电路、输出控制电路。
如图2-1所示外围接光照检测电路、热释电红外线传感及处理电路、输出控制电路。
两个开关实现人工控制。
2.4.2 AT89C51单片机介绍AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示。
2.4.3 光照检测电路光信号取样电路如图2-2所示,图中主要由光信号采集电路和A/D模数转换电路组成,其中模数转换是电路的核心。
信号经过采集送入A/D转换电路,通过单片机处理后,最终作为系统应用程序进行开关灯判断的依据。
A/D转换器的位数应根据信号的测量范围和精度来选择,使其有足够的数据长度,保证最大量化误差在设计要求的精度范围内。
本系统中,信号的测量范围的电压:0.00—9.99V,精度0.01V。
在本次设计中选用了带串行控制的10位模数转换器TLC1549,它采用CMOS工艺,具有自动采样和保持,采用差分基准电压高阻抗输入,抗干扰性能好,可按比例量程校准转换范围,总不可调整误差达到(±)1LSB Max,芯片体积小等特点。
同时它采用了Micro wire串行接口方式,故引脚少,接口方便灵活。
与传统的并行方式接口A/D 转换器(例ADC0809/0808)相比,其单片机的接口电路简单,占用I/O接口资源少。
G ND R ESE T W D O图2-2 光信号取样电路2.4.4 人体信号采集电路1) 热释电效应原理简述热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标,其工作原理是利用热释电效应,即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极,在上表面覆以黑色膜,若有红外线间歇地照射,其表面温度上升△T,其晶体内部的原子排列将产生变化,引起自发极化电荷,在上下电极之间产生电压△U。