基于单片机的教室灯光控制设计开题报告1

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education
毕业设计开题报告
基于单片机的教室灯光控制设计
学院：自动化与电气工程学院
班级：自１4０3
学生姓名：
指导教师：
职称：副教授
2018 年 12 月 18 日
毕业设计开题报告
课题题目基于单片机的教室灯光控制设计
课题来源科技创新是否实做■
成果形式毕业设计■ 毕业论文□
开题报告内容（可另附页）
见附页
指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）
指导教师签名：
年月日
专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）
专家组成员签字：教学院长（签章）：
年月日
基于单片机的教室灯光控制设计
一、研究的目的：
随着社会经济和科学技术的发展，人们的生活水平也不断提高，导致用电负荷的加剧，又由于世界性的能源危机，能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。

而此问题对我国来说尤为严重。

随着各类大、中专院校的扩招，教室的扩建，教室照明的需求也越来越多，而教室照明的管理不到位，往往造成电能的巨大浪费，这样，提高教室用电效率就成为首要考虑的问题。

目前对灯光的智能控制，国内外己经开始采用，但对教室灯光的控制，尤其是我国教室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善，依然是传统式的人工管理。

各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，这种的浪费与当今的节约能源理念相违背。

再者，现代自动化程度不断提高，计算机技术的普及，灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。

例如楼道灯光的自动控制等等。

所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。

于是，开发简便、实用的教室灯光控制系统便具有重要的现实意义。

二、国内外研究的历史和现状简述：
世界各地发电的主要原料是煤炭、石油和天然气，而丹麦在能源利用方面的成功经验提供了很好的借鉴。

从1974年以来，尽管丹麦国民收入增长了50%，丹麦总的能源消费量并没有增加。

丹麦是经济合作与开发组织（OECD）成员国中能源消耗量和国民收入比值最小的国家。

他们不断地提供一些节能供热系统，例如丹麦热电同供热电厂(CHP)，而且，他们尽可能的有效利用资源。

这样，他们的能源使用总效率达到了90%。

丹麦政府很重视住房空间用电的节能，并设立了对新建房屋节能的诸多要求。

数据显示，居民入住有节能装置的房子时，他们要支付比没有节能方案房屋高出8%的费用。

其节能项目经验在欧盟国家中广为流传。

还有，欧司朗一斯维尼亚公司不断的推出新型高输出的荧光灯，节约6%的总系统功率，并具有更高福建农林大学硕士论文的光通量和平均光通量。

飞利浦照明公司推出的陶瓷金卤灯代替过去的卤钨灯，可节能60%的电能。

种种迹象表明世界各国都在采取不同方式来节约能源，节约电能。

中国经济持续多年的高速发展让能源问题日益突出。

虽然我国能源总储量不低，但由于我国人口众多，所以人均储量少，单位产值的能耗是发达国家的3
一10倍。

能源问题已成为制约我国国民经济发展的关键问题。

从环境和自然资源角度出发，能源问题也是我国长期可持续发展战略中一个关键因素。

此外，能源问题不仅关系经济发展和环境生态，在特定情况下还会对社会稳定有很大影响。

鉴于能源问题的重要性，我国在绿色照明工程新闻中发布，绿色照明工程未来五年间将在公用设施、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯，节电290亿度电。

上海、河北等一些地方采取政府对节能灯大宗采购每只补贴3至4元的方式进行推广。

从普通白炽灯到高效节能灯，使我国的电光源产品结构逐步向节电型转变，荧光灯与普通白炽灯的比例由1995年的1:6.25上升到目前的1:1.5。

目前，我国照明用电约占社会总用电量的12%，采用高效照明产品代替传统的低效照明产品可节电60%到80%。

奥运会期间举世瞩目的北京的奥运厂馆“水立方”，通过采用大量的节能灯具，装备新技术，通过增强透光性白天可节约照明能耗50%。

目前国内各类院校中，由于同学们的自觉节能意识普遍薄弱，在白天光线足够强时也开灯，课上完离开教室后灯还亮着的现象普遍存在；而且，节能规划极为欠缺，教室的灯光控制由管理人员手工代替，教室极多，管理人员要挨个管理，这样就造成不必要的电能浪费和经济损失。

再者，近年来院校不断的扩招，教室不断的扩建，若没有改进教室的用电管理设备，那么用电负荷将可想而知，浪费的电能就更惊人了。

基于以上种种原因，提高教室用电效率就成为学校节能的重要且主要的措施之一，因此节能技术的重要手段之一就是教室智能灯光控制系统的设计无疑就成为其中一项重要课题。

三、毕业设计的主要研究内容：
本设计的教室灯光控制分为自动控制和强制控制两种状态，自动控制主要采用AT89C51单片机作为主控芯片，通过红外热释电传感器检测人体信号，光敏电阻检测环境光的光线强度。

当检测到晚上光线暗又检测到人体信号时，单片机通过灯光控制电路控制220V白炽灯发光，如果2分钟没有人体信号或者光线强的时候，灯光控制电路关闭白炽灯，从而达到一个节能的效果。

时钟定时模块控制时间当晚上10点时，蜂鸣器报警提醒马上熄灯，若无人转换开关至强制控制模式则10分钟后熄灯。

强制控制模式用机械开关控制灯光。

四、毕业设计进度安排（按周说明）：
第一周至第二周：进行相关信息与知识的搜集，查阅大量资料。

第三周至第四周：确定设计方案，完成开题报告。

第五周至第八周：对相关知识进行整理，并设计电路原理图。

第八周至第十周：制作教室灯光控制，并进行调试和检测。

第十周至第十二周：进行毕业设计总结，开始撰写毕业论文。

五、主要参考文献：
[1]余发山.《单片机原理及应用技术》[M].中国矿业大学出版社，2003.12
[2]文艳,谭鸿.《Protel 99 SE 电子电路设计》[M].机械工业出版社，2007.1
[3]周明珠.无触点开关在控制中的应用[J].《现代电子技术》,2002,4(1)
[4]赵玉安.人体热释电红外传感器介绍[J].《中国电子制作》,2006,9(1)
[5]俞海珍，李宪章，冯浩.热释电红外传感器及其应用[J].《电子照明技术》,2006. 7(1)
[6]曹巧媛.《单片机原理及应用》[J].电子工业出版社，1997
[7]谢晓军.红外遥控技术在付费率电度表中应用[J].《电测与仪表》，1996.4(1)
[8]吴可久.8031单片机在遥控解码方面的应用[J].《电子技术》，1993.2
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[10]王幸之.《单片机应用系统抗干扰技术》[M].北京航空航天大学出版社,2001.1
[11]张萌,和湘,姜斌.《单片机应用系统开发综合实例》[M].清华大学出版社,2007.7
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[14]LED照明智能控制系统设计[J]. 王希娟. 制造业自动化. 2010(15)
[15]热释电传感器原理与应用[J]. 李建. 传感器世界. 2005(07)
[16]教室照明的经济分析及节能措施[J]. 张艳雯. 岳阳师范学院学报(自然科学版). 2001(02)
[17]基于单片机的教室灯光自动控制器的研究[D]. 陈晶.福建农林大学 2007。