基于单片机的智能照明控制系统设计
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STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计
基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计一、概述随着科技的快速发展和智能化时代的到来,人们对于教室灯光控制系统的要求也越来越高。
传统的教室灯光控制系统往往存在操作不便、能耗较高以及无法根据环境自动调节等问题,这既影响了教学质量,也增加了能源浪费。
设计一种基于STC89C52单片机的智能教室灯光控制系统具有重要的现实意义和应用价值。
本系统以STC89C52单片机为核心控制器,结合传感器技术、无线通信技术以及智能控制算法,实现对教室灯光的智能化控制。
系统能够实时监测教室内的光照强度、人员分布等信息,并根据这些信息自动调节灯光亮度和开关状态,从而营造一个舒适、节能的教学环境。
具体来说,本系统通过光照传感器实时监测教室内的光照强度,当光照强度低于设定阈值时,系统会自动开启灯光反之,则关闭或调低灯光亮度。
同时,系统还配备了人体红外传感器,用于检测教室内的人员分布情况,当教室内无人时,系统会自动关闭所有灯光,实现节能降耗。
本系统还支持远程控制功能,用户可以通过手机APP或电脑端软件对教室灯光进行远程操控,方便灵活。
同时,系统还具备故障检测和报警功能,一旦发现异常情况,会及时发出警报并通知管理人员进行处理。
基于STC89C52单片机的智能教室灯光控制系统能够有效解决传统教室灯光控制存在的问题,提高教学环境的舒适度和节能性,具有重要的推广和应用价值。
1. 教室灯光控制的重要性教室灯光控制作为现代教育环境中的重要组成部分,其重要性不容忽视。
适宜的灯光环境能够直接影响学生的学习效率和视力健康。
过亮或过暗的灯光都可能造成学生的视觉疲劳,甚至引发近视等视力问题。
合理控制教室灯光,确保光线柔和、均匀且亮度适中,对于保护学生视力、提高学习效率至关重要。
智能教室灯光控制系统能够实现能源的有效管理和节约。
传统的教室灯光控制方式往往存在能源浪费的现象,如无人时灯光依然开启、光线充足时仍使用高亮度照明等。
而智能灯光控制系统能够根据教室内的光线强度和人员活动情况自动调节灯光亮度和开关状态,从而实现能源的智能管理和节约。
基于单片机的智能家居照明控制系统设计
基于单片机的智能家居照明控制系统设计摘要:科技的飞速发展,以及经济的飞速发展,使人们对家居照明系统也提出了更高的要求,在此背景下,智能家居照明控制系统出现在了人们的生活中。
从目前的情况来看,智能家居系统主要有家居安保系统和家用电器远程控制系统两者共同构成,而采用单片机能够提高人们的舒适度,使智能家居服务得到完善。
下面,针对基于单片机的智能家居照明控制系统设计进行分析,希望文中内容对相关工作人员可以有所帮助。
关键词:单片机;智能家居;照明控制系统;网络交换机现代人们生活质量得到了显著提高,人们在生活中不断提高对生活品质的追求。
智能家居系统在实际应用期间具有的智能化、人性化、高效化等多项优点,因此,深得人们喜爱,这也就使智能家居系统的研发成为了一项热点话题。
1 智能家居概念所谓智能家居指的是通过信息通信技术完成家庭管理,主要是对家庭中的电子设备、电器控制以及一系列家居功能,例如,对湿度、温度、照明等各个方面自动化调整,从而为人们营造一个舒适的生活环境。
智能家居的一项重要要素就是智能电力调度算法的应用,其能够为居民提供一个合理的用电系统,进而降低能源消耗量。
智能家居控制系统在具体运行期间是以微型控制器为基础,集成家庭住宅中的各种不同类型的家用电器,以及相应的电子设备,从而以最小的能耗为代价,为人们提供一个舒适的生活空间[1]。
智能家居系统是科技和社会不断向前发展的一项重要产物。
人们开展智能家居系统技术研究的核心目的就是改变人们的生活方式,提升人们的生活质量,从而使居住人们可以全面掌握家庭信息内容,完成对各项信息内容的有效监控,而且可以完成对各种不同活动行为的有效预防。
智能家居需要以住宅空间范围作为基础,利用控制系统,完成对住宅空间内环境的有效改善,进而使居住者能够感受到在居住范围内的舒适度。
针对智能家居来说,其可以是简单的电器遥控器,也可以是十分复杂的不同功能的集合。
例如,可以通过对Android 或IOS手机操作系统进行应用,通过对手势、人像、语音等进行识别,完成对住宅内部情况的全面监控,利用网络发出指令,实现对电子设备、电器的操控,进而确保住宅内的各项电器,以及电子设备都能够稳定运行,提高人们生活的舒适度[2]。
基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文
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。
楼宇智能化的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。
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。
该系统采用了当今比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。
该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础,实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。
使用光电子镇流器,使光源具备自动调节功能。
文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括:光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。
对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。
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。
关键词:智能控制,主控制器,分控制器,单片机,定时控制The Control System for Intelligent Lighting Based onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。
基于单片机的调光台灯控制系统的设计
二、电路设计
2、输入电路:输入电路主要包括按键、触摸屏等人机交互设备的接口电路, 用于向单片机发送控制指令。
二、电路设计
3、输出电路:输出电路包括驱动调光器的电路,以及蜂鸣器、LED等指示电 路,用于实现灯光的调节和控制。
二、电路设计
4、通信电路:通信电路用于实现单片机与其他设备或主机之间的数据传输, 如与上位机进行数据交换。
一、单片机的选择
1、性能:根据调光台灯控制系统的需求,选择具有足够处理能力和运算速度 的单片机,以确保系统的实时性和稳定性。
一、单片机的选择
2、接口:单片机需要具备与外部设备进行通信的接口,如UART、I2C、SPI 等,以便与传感器、调光器等设备进行数据交换。
一、单片机的选择
3、内存:单片机的内存大小需满足系统需求,包括程序代码、数据存储等。
五、总结与展望
五、总结与展望
本次演示设计的基于单片机的调光台灯控制系统具有智能化、节能环保等特 点,能满足人们对家庭照明的个性化需求。通过单片机的选择、电路设计和软件 编程等方面的努力,我们成功实现了一个稳定、可靠的调光台灯控制系统。
五、总结与展望
然而,尽管本系统具有许多优点,但仍存在一些局限性,如无法实现远程控 制等。在未来的研究中,我们可以通过增加无线通信模块、集成更多的传感器等 方式,拓展调光台灯控制系统的功能和应用范围。我们还可以结合、大数据等技 术,实现更加智能化、个性化的照明控制方案。
五、总结与展望
总的来说,基于单片机的调光台灯控制系统为智能家居照明控制领域提供了 一个实用的解决方案。随着科技的不断发展,我们有理由相信,未来的单片机在 调光台灯控制系选择
一、单片机的选择
单片机作为一种集成了CPU、内存、I/O接口等单元的微型计算机,在智能家 居控制系统中发挥着重要作用。在调光台灯控制系统中,我们通常选择单片机作 为主控制器,负责处理各种输入信号,并输出控制调光器的开关和亮度调节。
基于51单片机的智能灯设计论文
基于51单片机的智能灯设计论文基于51单片机的智能灯设计智能家居系统作为当今科技发展的重要领域之一,已经在人们的生活中起着越来越重要的作用。
其中,智能照明系统是智能家居的基础之一,其设计和应用旨在提高居民居住环境的舒适度和便利性。
本文将介绍基于51单片机的智能灯设计,以实现远程控制、光照感应和定时开关等功能。
通过该设计,用户可以随时随地控制灯光,提高生活品质。
一、设计方案的理论基础基于51单片机的智能灯设计理论基础主要包括单片机技术、电路基础和通信协议等方面。
在本设计中,我们选择了51单片机作为系统的控制核心,其具有良好的稳定性和可编程性。
同时,我们利用电路设计实现了灯光的控制和反馈,以及与外部通信的功能。
通过蓝牙技术和手机终端的配合,用户可以远程控制智能灯的开关和亮度。
二、设计方案的硬件实现基于51单片机的智能灯主要包括硬件电路和软件程序两个部分。
硬件电路部分包括电源管理模块、51单片机控制模块、驱动模块和传感器模块等。
电源管理模块主要负责对整个系统的电源进行管理和稳定输出;51单片机控制模块是系统的核心,负责接收用户指令并控制灯光的开关和亮度;驱动模块用于实现灯光的亮度调节;传感器模块则用于检测周围环境的光照强度。
三、设计方案的软件实现基于51单片机的智能灯的软件实现主要通过C语言进行编程。
编程部分需实现用户手机与智能灯之间的通信交互,以及相应指令的解析和执行。
为了提高用户体验,我们可以利用手机APP实现对灯光的远程控制和定时开关功能。
此外,还可以通过光照传感器实时检测光照强度,并根据设定的阈值自动调整灯光亮度。
四、设计方案的应用场景基于51单片机的智能灯设计方案可以广泛应用于家庭、办公场所和公共空间等多个场景。
在家庭中,用户可以通过手机APP随时随地对灯光进行控制,实现夜间自动开关、按需调光等功能,提高居住舒适度。
在办公场所中,智能灯可以根据员工的作息时间和环境需求进行智能调光,提高工作效率和员工的舒适度。
基于单片机的智能灯光设计
基于单片机的智能灯光设计一、智能灯光系统概述智能灯光系统是指利用先进的控制技术和传感器,实现对照明设备的自动化控制和智能化管理。
它能够根据环境光线、人员活动、时间等因素自动调节灯光的亮度、颜色和开关状态,从而达到节能、舒适和个性化的照明效果。
二、单片机的选择在智能灯光设计中,单片机是核心控制部件。
我们选择了一款性能稳定、功能强大且易于编程的单片机,例如 STM32 系列。
STM32 单片机具有丰富的外设接口,如 ADC(模数转换器)、GPIO(通用输入输出口)、TIM(定时器)等,能够满足智能灯光系统的各种控制需求。
三、传感器的应用为了实现智能灯光的自动控制,需要使用多种传感器来感知环境信息。
1、光线传感器光线传感器用于检测环境光线的强度。
通过 ADC 接口将光线传感器的模拟信号转换为数字信号,单片机可以根据光线强度的变化来自动调节灯光的亮度。
2、人体红外传感器人体红外传感器能够检测到人体的活动。
当有人进入检测区域时,传感器输出高电平信号,单片机接收到信号后控制灯光开启;当人员离开一段时间后,灯光自动关闭,达到节能的目的。
3、时钟芯片时钟芯片用于获取当前的时间信息。
可以根据不同的时间段设置不同的灯光模式,例如在夜间自动降低灯光亮度,在早晨逐渐增加灯光亮度,模拟自然光线的变化。
四、灯光控制电路设计灯光控制电路主要由驱动芯片和 LED 灯组成。
驱动芯片负责将单片机输出的控制信号转换为适合 LED 灯工作的电流和电压。
常见的驱动芯片有恒流驱动芯片和恒压驱动芯片,根据实际需求选择合适的驱动芯片。
在电路设计中,要注意合理布局布线,减少电磁干扰,保证灯光控制的稳定性和可靠性。
五、软件设计软件设计是智能灯光系统的灵魂。
使用 C 语言或其他编程语言在开发环境中编写控制程序。
1、初始化程序在系统启动时,对单片机的各个外设进行初始化设置,包括ADC、GPIO、TIM 等。
2、传感器数据采集程序定时采集光线传感器、人体红外传感器和时钟芯片的数据,并进行相应的处理和判断。
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LED台灯设计
基于单片机的智能LED台灯设计一、设计方案1.硬件部分单片机选用STM32F103C8T6,这款单片机具有丰富的外设资源,可以满足LED台灯的控制需求。
LED灯珠选用RGB三色灯珠,可实现丰富的光色变换。
电源部分采用稳压电源芯片,保证LED台灯的稳定工作。
控制部分采用红外接收模块,实现遥控功能。
还可以添加温湿度传感器、光敏传感器等传感器,实现台灯的智能化控制。
软件部分的设计主要包括单片机程序设计和手机APP开发。
单片机程序设计主要实现以下功能:控制LED灯珠的亮度、颜色和模式,接收红外遥控信号,接收传感器信号,并通过串口通信将数据传输到手机APP。
手机APP主要实现远程控制LED台灯,设置定时开关机,查看温湿度和光照强度等功能。
二、设计实现步骤首先进行硬件设计,按照功能模块划分,设计PCB板。
在设计PCB板时,要充分考虑电路的可靠性和稳定性,尽量减小电路的干扰和损耗。
2.软件设计单片机程序设计采用C语言进行编程,主要包括LED灯控制程序、红外遥控程序、传感器数据处理程序等。
手机APP开发采用Android或IOS平台进行开发,主要使用Java或Swift语言进行编程。
3.联调测试完成硬件设计和软件编程后,进行联调测试。
首先对硬件进行功能测试,确保各个模块能正常工作。
然后进行软件联调测试,确保单片机和手机APP之间能正常进行数据通信。
4.生产制造完成联调测试后,进行生产制造。
首先进行小规模生产,进行功能测试和质量检验。
然后进行大规模生产,生产成品LED台灯。
5.市场推广LED台灯生产完成后,进行市场推广。
通过线上线下渠道进行推广,让更多的消费者了解到智能LED台灯的优点,并购买使用。
三、设计特点1.节能环保LED灯具有节能环保的特点,与传统白炽灯相比,LED灯具有更高的光效,能有效节省能源,减少能源消耗,降低环境污染。
2.色彩丰富RGB LED灯珠能够发出红、绿、蓝三种颜色的光,通过不同比例的混合可以发出丰富的颜色,满足人们对灯光色彩的多样化需求。
基于单片机的声光控制灯
引言:基于单片机的声光控制灯是一种基于声音和光线的自动控制系统,可以根据环境声音和光线的变化自动调节灯光亮度和颜色,以达到节能、环保和舒适的效果。
本文将从硬件设计、软件设计、系统测试、应用场景和发展前景五个方面详细阐述基于单片机的声光控制灯的原理和实现过程。
概述:基于单片机的声光控制灯是利用单片机的控制能力和传感器的感知能力实现的智能照明系统。
它不仅可以根据环境声音和光线的变化自动调节灯光亮度和颜色,还可以根据用户的需求进行手动控制。
这种智能化的照明系统可以大大提高照明效果,减少能耗并提高用户的使用体验。
正文内容:1. 硬件设计1.1 单片机选择:选择适合的单片机作为控制核心,考虑性能、功耗、价格等因素,普遍选用的单片机有AVR、ARM、PIC等。
1.2 传感器选择:根据项目需求选择合适的声音传感器和光线传感器,常用的声音传感器有麦克风传感器,光线传感器则有光敏电阻、光电二极管等。
1.3 驱动电路设计:根据灯具的类型选择相应的驱动电路,常用的是直流恒流驱动器和交流恒压驱动器。
2. 软件设计2.1 系统架构设计:将整个系统划分为声音模块、光线模块、控制模块和显示模块等,明确各个模块的功能和关系。
2.2 数据采集与处理:利用单片机的模数转换功能,采集传感器的模拟信号,并利用数字处理算法对数据进行加工处理,得到所需的调光和调色数据。
2.3 控制策略设计:根据环境声音和光线的变化,设计合理的控制策略,包括灯光的亮度控制、颜色控制和调节速度等。
2.4 用户交互设计:设计友好的用户界面,可以通过按钮、遥控器或手机APP等方式对灯光进行手动控制。
3. 系统测试3.1 功能性测试:验证系统的基本功能是否正常,包括声音和光线的感知、灯光的调光和调色等。
3.2 稳定性测试:长时间运行,测试系统的稳定性和可靠性,排除潜在的故障。
3.3 兼容性测试:与各类设备和平台进行兼容性测试,确保系统可以与其他智能家居设备无缝连接和交互。
基于单片机的智能台灯设计
基于单片机的智能台灯设计一、引言二、智能台灯的功能需求分析(一)亮度调节用户能够根据不同的使用场景和个人需求,灵活调节台灯的亮度。
例如,在阅读时需要较高的亮度,而在睡前阅读时则需要较柔和的光线。
(二)色温调节提供不同的色温选择,如冷光、暖光和自然光,以适应不同的环境和视觉需求。
(三)自动感应具备人体感应功能,当人靠近时自动亮起,人离开一段时间后自动熄灭,节省能源。
(四)定时功能可以设置定时关闭,避免用户在使用过程中睡着而忘记关灯。
(五)光线自适应能够根据周围环境的光线强度自动调整台灯的亮度,保持舒适的照明效果。
(一)单片机选择选用合适的单片机作为控制核心,如 STM32 系列。
STM32 具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等优点,能够满足智能台灯的控制需求。
(二)光照传感器采用光敏电阻或环境光传感器,实时检测周围环境的光线强度,并将信号传输给单片机进行处理。
(三)人体感应模块使用红外热释电传感器来检测人体的存在,当有人靠近时,传感器输出信号给单片机,控制台灯亮起。
(四)LED 驱动电路选择合适的 LED 驱动芯片,如恒流驱动芯片,以保证 LED 灯珠的稳定工作和亮度调节。
(五)按键模块设置若干按键,用于用户手动调节亮度、色温、定时等功能。
(六)显示模块可以采用液晶显示屏(LCD)或数码管,显示当前的亮度、色温、定时时间等信息。
(一)主程序流程系统初始化后,进入主循环。
不断检测光照传感器、人体感应模块和按键模块的输入信号,根据信号执行相应的操作,如调节亮度、色温、控制台灯的开启和关闭等。
(二)亮度调节算法通过 PWM(脉冲宽度调制)技术实现亮度调节。
根据用户设定的亮度值,调整 PWM 信号的占空比,从而改变 LED 的平均电流,实现亮度的变化。
(三)色温调节算法采用不同颜色的 LED 灯珠(如冷白、暖白),通过调节两种颜色LED 灯珠的电流比例,实现色温的变化。
(四)人体感应处理当人体感应模块检测到有人靠近时,立即开启台灯,并根据环境光强度自动调整亮度。
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。
(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。
基于单片机的室内照明控制系统设计
基于单片机室内照明控制系统设计1 引言伴随计算机网络、通信、控制等技术发展, 智能控制发展越来越迅猛。
现在对灯光智能控制, 已经发展得较为成熟, 不过对教室室内灯光智能控制却是比较缺乏和不完善。
因为人自觉性以及自觉节能意识普遍微弱, 在白天光线足够强时也开灯, 人离开后还亮着灯现象普遍存在。
教室灯光控制仍然是采取传统式人工管理, 教室极多, 管理人员要挨个管理, 这么就造成了无须要电能浪费和经济损失。
再者, 现代自动化程度不停提升, 单片机控制普及, 灯光管理也在朝着自动化、智能化方向发展。
比如楼道灯光、厕所灯光、路灯自动控制等等。
全部这些使得室内灯光控制也应该朝着智能控制方向发展。
2 系统实现功效及分析2.1 拟处理关键问题(1)人数采集, 也就是要检测到人进与出总数。
(2)环境光参数输入采集问题。
(3)出现照明系统被强行关闭自动报警电路设计。
2.2 功效分析本文所设计控制器以自然光强度和人体存在作为控制器两个关键输入参数。
教室或者试验室灯光控制器可实现有效对灯光智能控制, 其输入参数关键是人体存在信号和环境信号等外界原因。
能够实现手动和自动控制相兼容。
(1)在自然光较强, 光现足够时, 不管人体是否存在, 都不开灯。
(2)在自然光较弱时, 有些人存在且超出一定时间, 控制器自动打开电灯, 而且能够依据存在人数来决定开启灯光数。
当无人在室内时, 不开灯; 当人数少于2人时, 开启两盏灯; 人数少于等于4人时, 开启四盏灯; 人数超出4人时, 开启六盏灯, 也就是全开。
(3)能够实现手动控制全开或者全开功效。
3 总体方案设计本设计针对室内灯光智能控制方法, 尤其是智能控制方面发展现实状况。
提出了一个用利用发射与接收以及光照检测相结合灯光智能控制系统。
系统总体框图如图1所表示。
本系统控制单元是以单片机主控制模块为关键, 其她外围电路关键包含: 系统供电模块、硬件时钟模块、光线亮度采集模块、人数采集电路、数码管显示电路、路灯控制电路等模块。
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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。
常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体,如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。
实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。
它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,在元件两个表面做成电极。
在环境温度有ΔT的变化时,由于有热释电效应,在两个电极上会产生电荷△Q,即在两电极之间产生一微弱的电压△V。
由于它的输出阻抗极高,在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。
热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失,即当环境温度稳定不变时,△T=0,则传感器无输出。
当人体进入检测区,因人体温度与环境温度有差别,产生ΔT,则有△T输出;若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器也没有输出了。