基于单片机的教室灯光自动控制器
基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计
^m m m m 2021年第01期(总第217期）基于STC89C52单片机智能教室灯光控制系统设计张伟楠\孔维宾2(1.盐城工学院化学化工学院;2•盐城工学院信息工程学院，江苏盐城264200)摘要:教室作为学生学习的场所，是学生在校期间主要的活动场所。
教室的用电量巨大，由于教室是公共场所，所以人们 不会精心管理教室的用电，造成电能的极大浪费。
传统电灯工作效率低、管理困难、耗能巨大，为了解决这些问题，文章 采用S T C89C52单片机设计智能教室灯光控制系统。
系统根据教室灯光的状况、灯光强度、教室使用状态和教室人数等 数据进行调整，实现了实时监控。
实验结果表明，智能教室灯光控制系统具有操作简单，稳定性强，能够有效节约教室用 电量，不仅能够避免电能的浪费而且可以节省学校的开支。
关键词：单片机;教室灯光;控制系统中图分类号:TP277 文献标识码:B文章编号:2096-9759( 2021 )01-0147-03Weinan Zhang1,Weibin Kong2(1.School of Chemistry and Chemical Engineering,Yancheng Institute of Technology;2. School of Information Engineering,Yancheng Institute of Technology,Yancheng 224051, China)Abstract:As a place for students to study,the classroom i s the main activity place for students during school.The electricity consumption of the classroom i s huge.Because the classroom i s a public place,people will not carefully manage the electricity consumption of the classroom，which causes a great waste of electricity.Traditional electric lights have low efficiency，d i f f i c u l t management,and huge energy consumption.In order to solve these problems,t his a r t i c l e uses S T C89C52 single-chip microcomputer to design the intelligent classroom lighting control system.The system i s adjusted according to the classroom lighting status,lighting intensity,classroom usage status,and classroom population and other data to achieve real-time monitoring.Experimental results show that the smart classroom lighting control system has simple operation,strong s t a b i l i t y,can effectively save classroom electricity consumption,not only can avoid the waste of electricity but also save school expenses.Key W o r d s:Single-chip Microcomputer;Classroom lighting;Classroom lighting〇引言目前对教室灯光的管理一般都是依靠人工管理的方式，所 以教室灯光的控制需要专门的人员去巡检。
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。
基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计
基于单片机的教室智能灯光控制系统的设计本文设计了基于单片机的教室智能灯光控制系统，提出了一种有效的节能控制方法。
本设计选用了AT89C52芯片作为整个系统的微处理器，配合光敏电阻、ADS转换芯片、红外传感信号处理器等元件，对教室内的人体存在信息和光照强度信息进行监控。
该系统采用主从式结构，利用光度参数和红外检测参数来实现对教室灯光照明的控制，从而达到节能的目的。
标签：单片机;主从式结构;智能灯光0 绪论随着我国教育事业的蓬勃发展，大中专院校已成为重要的用电大户，国内高校教室照明基本采用开放式和传统的人工管理模式，节能规划极为缺乏;同学们的节能意识相对比较淡薄，电能浪费的现象比较严重。
因此为了有效地克服传统教室容易出现的“长明灯”现象，并且尽可能地降低人工管理的工作量，提高室内用电效率就成为学校节能的重要措施之一。
那么设计一种更为智能的教室灯光控制系统变得十分紧迫[1]。
1 系统的整体设计方案该智能灯光控制系统由主机和从机两个部分组成。
在本设计中，主机具有举足轻重的特殊地位，是整个系统的大脑中枢。
对整个系统的工作进行控制和监管。
管理员在主机上可以根据实际要求灵活调节设置系统阈值，系统的光照阈值实时显示在主机的数码管上，使管理员对系统的操作情况一目了然。
主机的可靠性和稳定性决定着整个系统能否正常运行，所以在主机的元器件的选择和电路设计时，需综合考虑，慎之又慎。
主机主要由以下几个部分构成，包括单片机，无线传输，显示电路以及其他指示电路等。
主机的组成框图及实物图如图1所示。
（1）单片机的选择：本着经济适用的原则，主机所选用的是STC89C52型单片机。
该型号处理器价格便宜，功率消耗低，性能稳定度高，并且自带8K字节的可在线编程Flash存储器，对于在线编程要求高的系统可以极大地得到满足[2，3]。
（2）系统中主机和从机之间的通信是靠无线通信来完成，主机通过该传输光照度信息和控制指令。
经调研论证，最终选择了WSN-31无线数传模块，该传输模块稳定性性价比高、功耗低，可实现数据的无线微功率透明收发，工作频段是433MHz。
毕业设计(论文)-基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计
系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息
根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM为256字节，2个定时器，8路8位A／D转换器，可通过串口实现在线编程、A／D转换、看门狗等功能。
2.2.1
本系统的主控模块采用AT89S51作为主控芯片，它是一种低功耗，8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程Flash存储器，片内的Flash可多次编程，为在线编程提供了方便。片内有128字节的RAM，4KB的EEPROM，由于合理的安排使用片内RAM空间，所以没有片外扩展的RAM，使电路结构简洁。该芯片的主要特征见如表2.1：
图2-1系统控制结构框图
环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大，把光信号转化成电信号，实现对光强度的检测。
人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品，实现对人体存在的检测。
硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗，具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。该电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。
图2-3 系统供电电路
2.2.3
教室的环境光强度和人体存在与否是系统主要的输入参数，因此教室中的环境光照强度和人体存在成为系统数据采集的主要对象。常见的环境光强度采集器件主要有光敏二极管和光敏三极管，考虑抗干扰的需要，选用灵敏度较高的光敏三极管。此外，人体存在传感器要求灵敏度高，可靠性强。
基于单片机的智能灯光控制系统
基于单片机的智能灯光控制系统随着我国经济的高速发展，能源消耗的节奏也越来越快。
电力资源已经成为一种稀缺资源。
如何节能降耗已然成为近几年来值得研究的热门话题。
在本文中，我们研究的教室灯光智能控制系统就是在针对我国城市巨大的能源消耗而开发的新的节能控制系统。
它是一个集电压控制、软启动功能、智能自动起停于一体的教室灯的控制系统。
晶闸管功率转换单元和智能控制系统的结合是这个控制系统的主要特点。
这里讨论了教室灯光智能控制系统的设计方案与构思，介绍了仪器的系统设计与工作原理，分析了以AT89C5为主要控制单元的硬件电路的设计。
实验表明，教室灯光智能控制系统可以明显提高教室灯的功率效率，在节约能源，电力资源合理利用今天的当今时代，该系统有一个非常广阔的社会和商业前景。
关键词: 节能控制，单片机，软起动目录1 绪论 ......................................................... -..1. - 1.1 课题概述................................................... 1-1.1.1 课题的题目............................................. -...1 -1.1.2 课题研究的背景......................................... -..1 -1.1.3 课题研究的目的及意义................................... -..1 - 1.2 课题的国内外研究现状....................................... 1- -1.2.1 国外研究现状........................................... -..1 -1.2.2 国内研究现状........................................... -..2 -1.3 论文的主要研究内容......................................... 2-2 系统方案设计 ................................................. -...3 - 2.1 智能教室灯节能控制系统的构思............................... 3- -2.1.1 传统节能方法........................................... -..3 -2.1.2 具有智能控制的节能方法................................. -. 3 - 2.2 智能教室灯节能控制系统方案设计............................. -4 -2.3 智能教室灯节能控制系统结构设计............................. -6 -3 硬件设计 ..................................................... -..8. - 3.1 硬件结构设计............................................... 8-3.2 光学信号的采集与检测设计................................... -. 8 -3.2.1 光源检测原理........................................... -..9 -3.2.2 检测装置所需器件及选型................................. -. 9 -3.3 声学信号的采集与棒测设计................................... 1- 0 -3.3.1 声学检测原理.......................................... -..10 -3.3.2 检测装置所需器件及选型................................ -. 10 - 3.4 功率变换单元与触发控制系统设计............................. -113.4.1 功率变换单元设计...................................... -..11 -3.4.2 触发控制系统设计...................................... -..11 - 3.5 智能控制器硬件设计......................................... 1-3 -3.5.1 模数转换电路.......................................... -..13 -3.5.2 开关量输入/ 输出电路.................................. -..14 -4 系统软件设计 ................................................ -...15 - 4.1 软件结构设计...............................................1-6 - 4.2 数据采集与处理程序设计..................................... 1-7 -4.2.1 标度变换技术...........................................-..17 -4.2.2 有效性检查.............................................-..17 -4.2.3 数字滤波...............................................-..18 -4.2.4 程序设计...............................................-..18 -5 总结与展望.................................................. -...19 - 5.1 论文总结...................................................2-2 - 5.2 心得体会...................................................2-2 - 附录.......................................................... -..2. 3 -1 绪论1.1 课题概述1.1.1 课题的题目课题名称：教室灯光智能控制系统研究。
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。
单片机教室灯光控制开题报告
开题报告毕业设计题目：基于单片机的教室灯光自动控制器设计学生姓名：指导教师：一本课题研究的目的和意义：如今社会的飞速发展，人们的生活水平也不断提高，然而电能就显得尤为重要，也导致用电负荷的加剧，同时也有了世界电能源危机，电能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。
而此问题对于我国来说尤为严重。
基于此原因我设计一套教室日光灯自动控制系统。
由单片机实现灯光节能的控制，从而达到节电的目的。
目前教室灯光的管理尤为缺乏和不善，依然是传统式的人工管理。
如今的校园里有这样的一种情况，教室里空无一人灯却依然亮着，或者是光线充足时灯也依旧点燃，教师灯光自动控制器的作用就是节能，有了这样的系统我们就能节约大量的能源。
通过光线人数的确定自动控制教室需要开灯的数量，从而解决教室用电浪费的问题。
二国内外研究现状：今世界性能源危机已经来临，各国都在着手解决此问题。
开发新能源是解决能源危机的一种方式，然而怎样节能也是首要任务，很多能源是不可再生的，合理安排有限的能源是世界各国都在研究的内容。
电是人类生活中不可缺少的，电能的节约也尤为重要，世界各大国家都在研究怎样节约电能，很多国家都取得了一定成绩。
我国在这方面也有研究，成绩也是有目共睹的，由于价格的因素在教室灯光中还没有普及。
本研究是应用单片机设计一套教室灯光控制系统，从而解决教室电能浪费的情况，让电危机得以解决。
三拟采取的研究路线阅读相关资料，了解基本内容，先进行总体分析，再具体操作，分析后作调整，最后总结完成论文，准备答辩。
四进度安排1 完成开题报告，外文翻译，查找资料——（第一周——第四周）2 总体方案的设计——（第五周——第六周）3 硬件部分的处理——（第七周——第十周）4 软件编写以及调试——（第十一周——第十三周）5 撰写论文——（第十四周——第十五周）6 制作ppt准备答辩——（第十六周）。
基于单片机的教室灯光自动控制器的研究的开题报告
基于单片机的教室灯光自动控制器的研究的开题报告一、选题背景在现代化的教学环境中，灯光自动化控制是教室环境的重要一环。
灯光自动化可以在不同的时间，不同的场景下自动调节灯光的亮度和色温，提高教室内的舒适度和视觉效果，同时也可以有效地节约能源和降低电费。
常见的教室灯光控制方式为人工控制或者传感器自动控制。
但是由于人工控制需要手动操作，效率较低，传感器自动控制的精度和调节范围也有所限制。
因此，设计一种基于单片机的教室灯光自动控制器，可以实现更精确、更便捷、更智能的灯光控制，提高教学效果、节能降耗。
二、研究目的本研究旨在设计一种基于单片机的教室灯光自动控制器，实现全自动控制，传感器所得到的信息通过单片机进行处理与判断，自动控制灯光的开关和亮度调节，减少人工干预，提高灯光控制的效率和自动化水平。
三、研究内容1. 灯光传感器的选择和设计；2. 单片机选型以及系统主控程序的编写；3. 人机交互界面设计与实现；4. 系统硬件设计，包括传感器接口、输出接口等。
四、研究方法本研究主要采用文献调查与实验研究相结合，通过文献调研收集相关研究成果，了解传感器的种类、单片机的选型、编写程序的方法和实现人机交互的技术，为后续实验提供理论基础和技术支持。
实验环节主要包括硬件设计及参数调试、软件编写与程序调试等环节。
五、预期成果通过本研究，核心预期实现一个基于单片机的教室灯光自动控制器，达到如下预期成果：1. 实现传感器自动控制、人机交互控制两种模式；2. 实现双色灯光的智能控制；3. 实现LED灯光的动态调节，实现舒适、节能、环保的控制效果；4. 高稳定性、高精度的灯光控制效果，提高教室内的视觉效果和舒适度。
六、进度安排本研究计划分为以下几个阶段：1. 阶段一：文献调查、选题确定、开题答辩（1月~2月）；2. 阶段二：传感器和单片机的选型，系统结构设计和程序编写（3月~5月）；3. 阶段三：系统硬件设计和实现、软件编写和调试（6月~8月）；4. 阶段四：系统集成与测试、性能评估、论文撰写（9月~12月）。
基于51单片机的教室智能照明控制系统
目录绪论1教室灯光自动控制整体描述1.1 灯光控制总体思想 (7)1.2 灯光控制方案分析 (8)1.3本章小结 (9)2 硬件电路设计2.1微控制器 (10)2.1.1核心控制模块 (11)2.2 教室人数检测模块 (11)2.2.1热释电红外传感器的原理 (11)2.2.2教室人数检测模块的功能实现 (12)2.3 教室光照强度检测模块 (14)2.3.1光敏电阻的选择及功能简述 (14)2.3.2 光敏电阻检测光强原理 (16)2.4 按键控制模块 (17)2.5 液晶显示模块 (18)2.6 时钟模块 (19)2.7本章小结 (21)3 系统软件设计3.1系统监控主程序模块 (21)3.2系统自检及初始化 (22)3.3 系统主程序流程图 (22)3.4系统子程序流程图 (22)3.4.1按键控制流程图 (23)3.4.2液晶显示流程图 (24)4 系统仿真4.1调试方法与步骤 (27)4.2 主要问题分析 (27)5总结与展望5.1总结 (28)5.2展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)摘要该课题的研究对象是当前的各大院校对于不合理使用电力资源的现象，综合分析了传统照明系统和智能照明系统对灯光的控制方法，提出了以51单片机为核心的教室智能照明控制方案。
在此基础上，将此照明系统分为硬件和软件两个部分，其中硬件部分包括核心控制模块、液晶显示模块、时钟模块、红外检测模块和灯控模块等，STC89C52单片机作为该控制系统的核心元件，处理来自各个模块传输而来的信息，人体的存在通过热释电红外传感器来检测，教室中的光强度则利用光敏电阻设计的电路来检测，分析开灯所需的必要条件，该系统通过对人体是否进入教室里面，和教室中光强的检测以及是否达到设定开关时间段等条件的判断，将这些信息综合处理之后，从而实现对教师灯光智能控制的目的，避免大量浪费电力资源。
该系统具有安装方便、工作稳定、实用性强等优点，在很大程度上，能够帮助各高等院校实现对教室灯光的智能控制，从而在一定范围内实现对能源的节约和利用，本系统所采用的编程语言是C语言，采用模块化的设计思想，结构清晰合理，可移植性好，便于改进和扩展。
基于单片机的教室灯光自动控制器的设计开题报告
研究内容：本研究针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，结合自己查找的相关设计手册和辅助资料，参考国内外的设计方法、研究成果和设计方案，提出一种用热释电红外传感器和光照检测相结合的智能照明控制系统。本系统以AT89C52单片机作为教室灯光控制器的核心，采用热释电红外人体传感器检测人体存在，采用光敏电阻构成的电路检测环境光的强度，根据实际条件，通过对人体存在和环境光信号的识别和智能判断，以完成对教室灯光的智能自动控制。并且在现有技术的基础之上，增添许多附加功能。
意义：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，导致用电负荷不断加剧，此问题对我国来说尤为严重！并且各类大、中专院校的不断扩招，导致教室的大幅度增加，教室照明的需求量也越来越大。但由于学校开放型的管理模式，及全员节能意识的淡薄，往往会造成电能的巨大浪费。于是，开发简便、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义：①良好的节能效果和延长灯具寿命；②改善工作环境，提高工作效率；③提高管理水平；④较好的投资收益效果。
二、研究或设计的国内外现状和发展趋势：
目前，国内照明大力采用高效照明产品代替传统的低效照明产品实现节能，大力推行绿色照明工程，大量运用节能技术，不断推出绿色照明光源和节能电器，采用大量的节能灯具，装备新技术。
现在，世界各国都在采取不同的方式来节约能源，节约电能。飞利浦照明公司推出利用陶瓷金卤灯代替过去的卤钨灯，可以节能60%的电能。欧司朗—斯维尼亚公司不断推出新型高输出的荧光灯，节约6%的总系统功率，并具有更高的光通量和平均光通量。丹麦的房屋建设就对节能有很多的要求，并且居民入住有节能装置的放置时，要支付的费用比没有节能方案房屋高出8%。
基于单片机的高校节能灯光控制系统
基于单片机的高校节能灯光控制系统摘要本研究针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上设计智能控制系统的硬件装置以及相应软件。
该系统主要以AT89C52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测外部环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
系统还具有多种报警功能；同时课题还采用了软、硬件的“看门狗”技术等抗干扰措施。
单片机软件采用汇编语言编制，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：人体、红外线、传感器、自动控制、热释电1.引言1.1本课题研究的意义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以及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学、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。
日前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。
作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。
尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。
但是目前国内各大高校中，同学们的自觉节能意识薄弱，在教室光线足够亮时也开灯，离开教室后灯还亮着的现象普遍存在；而且教室极多，管理人员也管不过来，同时造成我国电量不必要的浪费以及经济损失。
基于单片机的智能灯光控制系统
基于单片机的智能灯光控制系统随着我国经济的高速发展，能源消耗的节奏也越来越快。
电力资源已经成为一种稀缺资源。
如何节能降耗已然成为近几年来值得研究的热门话题。
在本文中，我们研究的教室灯光智能控制系统就是在针对我国城市巨大的能源消耗而开发的新的节能控制系统。
它是一个集电压控制、软启动功能、智能自动起停于一体的教室灯的控制系统。
晶闸管功率转换单元和智能控制系统的结合是这个控制系统的主要特点。
这里讨论了教室灯光智能控制系统的设计方案与构思，介绍了仪器的系统设计与工作原理，分析了以AT89C51为主要控制单元的硬件电路的设计。
实验表明，教室灯光智能控制系统可以明显提高教室灯的功率效率，在节约能源，电力资源合理利用今天的当今时代，该系统有一个非常广阔的社会和商业前景。
关键词:节能控制，单片机，软起动目录1 绪论 ..................................................................................................... - 1 - 1.1课题概述 . (1)1.1.1 课题的题目 .............................................................................. - 1 -1.1.2 课题研究的背景 ...................................................................... - 1 -1.1.3 课题研究的目的及意义 .......................................................... - 1 - 1.2课题的国内外研究现状 (1)1.2.1 国外研究现状 .......................................................................... - 1 -1.2.2国内研究现状 ........................................................................... - 2 -1.3论文的主要研究内容 (2)2 系统方案设计 ....................................................................................... - 3 - 2.1智能教室灯节能控制系统的构思 (3)2.1.1传统节能方法 ........................................................................... - 3 -2.1.2具有智能控制的节能方法 ....................................................... - 3 - 2.2智能教室灯节能控制系统方案设计.. (4)2.3智能教室灯节能控制系统结构设计 (6)3 硬件设计 ............................................................................................. - 8 - 3.1硬件结构设计.. (8)3.2光学信号的采集与检测设计........................................................... - 8 -3.2.1光源检测原理 ........................................................................... - 9 -3.2.2检测装置所需器件及选型 ....................................................... - 9 - 3.3声学信号的采集与棒测设计 (10)3.3.1声学检测原理 ......................................................................... - 10 -3.3.2检测装置所需器件及选型 ..................................................... - 10 - 3.4功率变换单元与触发控制系统设计 (11)3.4.1功率变换单元设计 ................................................................. - 11 -3.4.2触发控制系统设计 ................................................................. - 11 - 3.5智能控制器硬件设计 (13)3.5.1模数转换电路 ......................................................................... - 13 -3.5.2开关量输入/输出电路 ........................................................... - 14 -4 系统软件设计 ..................................................................................... - 15 -4.1软件结构设计 (16)4.2数据采集与处理程序设计 (17)4.2.1标度变换技术 ......................................................................... - 17 -4.2.2有效性检查 ............................................................................. - 17 -4.2.3数字滤波 ................................................................................. - 18 -4.2.4程序设计 ................................................................................. - 18 -5 总结与展望 ......................................................................................... - 19 - 5.1论文总结.. (22)5.2心得体会 (22)附录 ......................................................................................................... - 23 -1 绪论1.1 课题概述1.1.1 课题的题目课题名称：教室灯光智能控制系统研究。
基于单片机的教室灯光控制系统的设计课案
图3-1系统控制单元结构图
环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大，把光信号转化成电信号，实现对光强度的检测。
人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品，实现对人体存在的检测。
硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗，具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。该电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。
2.3
该控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数，能够实现自动与手动控制相兼容。首先，系统默认为自动控制，当按键模块感应到有键按下时，系统改为强制控制。然后，在自动控制模式下：当自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同时，还可设置作息时间来控制，夜晚超过10点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。
1.4 本章小节
在我国，对照明的智能控制在教室的缺失和不完善，仍然是传统的人工管理方式。各类大、高校招生规模不断扩大，教室不断扩大，教室用电负荷也会不断增加，课堂用电管理不善，造成学校电力浪费，浪费和今天的节能思路相反。此外，现代自动化程度日益提高，计算机技术的普及，照明的管理也正在朝着自动化、智能化的方向发展。因此，开发一种简单实用的教室照明自动控制系统具有重要的现实意义。
（1）提高智能照明控制的水平，整个照明系统的自动状态，可以根据不同的情况在不同时期的不同情况下，在不同的情况下，预先设定合适的照明效果，更加智能化和人性化。
（2）为降低功耗，节能效果好，充分利用自然光作为光源，辅以人工光源，并结合室内人员，只有在必要时打开照明灯，节能效果十分显著，一般可达到30% [ 7 ]。
基于单片机教室灯光智能控制系统设计毕业答辩PPT
教室灯光 自动控制 系统
德国AIO
美国Control4 瑞士佳乐 …..等等
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4
形式背景：高校扩招，传统人工管理
加速教室 灯光管理 自动化
智能人居 时代 来到
类似高校应用：无（急于开发）
新的教室灯光控制模式：自动控制，能耗减少，人力减少
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单片机主控板
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灯光自动控制系统整体
252314系统的不足26缺乏灯光强度检测缺乏手动与自动控制的开关功能模块不够完善如时钟蜂鸣器12314操作简便扩展性强便于管理节省人力节约电力光强检测人数统计调整按键支持远程遥控云时钟蜂鸣器便捷的后期维护本论文所设计开发的教室灯光自动控制系统实现了教室人进出显示人数统计并根据教室内人数自动调整灯光
基于单片机教室灯光智能控制系统设计
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目录 content
01
选题意义 成品展示
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系统 总体设计
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模块电路
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模块代码
Page
总结 及展望
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5
6
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1
3
2
随着社会经济快速发展
人们
需求
短缺
能源
节能设备 节能观念
节省 能源
随着越来越多人注重节能
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3
生产 生活
自动控制系统
能源
智能灯光 业内领先
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if(Status && OUT==0) { while(!OUT); if(Total<99) Total++; Bright_Level_Set(); Status = 0; }
基于单片机的教室灯光自动控制器
摘要本研究针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上设计了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以AT89S52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释电红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：灯光控制，热释电，单片机AbstractCurrently light intelligent control systems are not efficiently used in the classroom. In order to improve the system, based on the theory of the light control and current methods of how to keep control, put forward methods of developing intelligent classroom light control system on the basis of A T89S52. This classroom light intelligent control system is developed, which machine of A T89S52 is a major part, and the environment of development is better than before. This system can satisfy the following functions, such as controlling the circuit of illumination, testing and processing daylight signal, testing and processing the signal of human body that illuminates the back track exists, reporting to the warning devices, etc. In order to satisfy these functions, the system adopted the homologous methods respectively, and to the gearing of the system, analyzing how to install, test and run the system.The microcontroller software was developed based on assemble language. The system had many advantages such as small, easy controlled, high credibility, strong appropriation and price proportion was ideal, etc. The experiment proved that the system can satisfy the control command of the classroom’s light device, so it could largely reduce the consuming of energy resources.Keyword: Lighting Control，Heat to release the electricity，Intelligent Control目录摘要 (i)1前言 (1)1.1本设计研究的意义 (1)1.2国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题 (1)1.3本设计研究的内容和目标 (2)1.4本设计主要研究方面 (3)2教室灯光控制器简介及控制方案的分析 (4)2.1 教室灯光控制器简介 (4)2.2 系统控制方案的分析 (4)3系统硬件设计 (6)3.1 单片机系统电路设计 (6)3.2 系统供电电路设计 (7)3.3 环境光采集电路设计 (8)3.4 人体存在传感器电路设计 (8)3.5 电子时钟显示电路设计 (11)4 系统软件设计 (14)4.1系统监控主程序设计 (14)4.2数据采集模块程序设计 (15)4.3电子时钟模块程序设计 (17)5 调试结果 (20)5.1 系统软件的调试 (20)结论 (24)致谢 (26)1前言1.1本设计研究的意义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，能源缺乏己成为世界所面临的严峻问题，从而产生世界性的能源危机[1]。
基于单片机的教室照明控制系统设计
基于单片机的教室照明控制系统设计设计一个基于单片机的教室照明控制系统，可以根据光线强度自动调节照明亮度，同时也可以手动控制照明开关。
系统使用单片机作为控制器，通过光敏电阻检测环境光线强度，并通过脉宽调制的方式控制LED灯的亮度。
以下是系统的设计方案：1.硬件设计：-光敏电阻：选择一个光敏电阻作为环境光线强度的传感器，将其与单片机的模拟输入引脚相连。
-LED灯：选择一个合适的LED灯用于照明，将其与单片机的数字输出引脚相连。
-开关：选择一个合适的开关用于手动控制照明开关，将其与单片机的数字输入引脚相连。
2.软件设计：-初始化：启动系统时，初始化单片机的IO口状态和定时器。
-光线强度检测：使用单片机的模拟输入引脚读取光敏电阻的阻值，并根据阻值计算出光线强度。
-自动调节亮度：根据光线强度的变化，调节LED灯的亮度。
可以通过脉宽调制的方式，改变LED灯的亮度来实现。
-手动控制照明开关：检测开关的状态，如果开关被按下，则切换照明灯的开关状态。
3.系统功能：-自动调节照明亮度：根据光线强度的变化，自动调整LED灯的亮度，提供舒适的照明环境。
-手动控制照明开关：通过开关的操作，可以手动控制照明灯的开关，方便用户根据需要调整照明状态。
-节能：根据光线强度自动调节照明亮度，可以节约能源，减少不必要的能耗。
4.系统实现：-硬件连接：将光敏电阻连接到单片机的模拟输入引脚，将LED灯连接到单片机的数字输出引脚，将开关连接到单片机的数字输入引脚。
-软件编写：使用合适的单片机编程语言，编写程序实现系统的功能。
-调试测试：将系统进行调试和测试，确保系统能够正常工作。
总结：通过设计一个基于单片机的教室照明控制系统，可以实现根据光线强度自动调节照明亮度，并提供手动控制照明开关的功能。
这个系统可以节约能源，提供舒适的照明环境，提高教室的使用效果。
基于单片机的教室灯光自动控制器.doc
摘要本研究针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上设计了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以AT89S52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释电红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：灯光控制，热释电，单片机AbstractCurrently light intelligent control systems are not efficiently used in the classroom. In order to improve the system, based on the theory of the light control and current methods of how to keep control, put forward methods of developing intelligent classroom light control system on the basis of A T89S52. This classroom light intelligent control system is developed, which machine of A T89S52 is a major part, and the environment of development is better than before. This system can satisfy the following functions, such as controlling the circuit of illumination, testing and processing daylight signal, testing and processing the signal of human body that illuminates the back track exists, reporting to the warning devices, etc. In order to satisfy these functions, the system adopted the homologous methods respectively, and to the gearing of the system, analyzing how to install, test and run the system.The microcontroller software was developed based on assemble language. The system had many advantages such as small, easy controlled, high credibility, strong appropriation and price proportion was ideal, etc. The experiment proved that the system can satisfy the control command of the classroom’s light device, so it could largely reduce the consuming of energy resources.Keyword: Lighting Control，Heat to release the electricity，Intelligent Control目录摘要………………………………………………………………………错误!未定义书签。
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摘要本研究针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上设计了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以AT89S52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释电红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：灯光控制，热释电，单片机AbstractCurrently light intelligent control systems are not efficiently used in the classroom. In order to improve the system, based on the theory of the light control and current methods of how to keep control, put forward methods of developing intelligent classroom light control system on the basis of A T89S52. This classroom light intelligent control system is developed, which machine of A T89S52 is a major part, and the environment of development is better than before. This system can satisfy the following functions, such as controlling the circuit of illumination, testing and processing daylight signal, testing and processing the signal of human body that illuminates the back track exists, reporting to the warning devices, etc. In order to satisfy these functions, the system adopted the homologous methods respectively, and to the gearing of the system, analyzing how to install, test and run the system.The microcontroller software was developed based on assemble language. The system had many advantages such as small, easy controlled, high credibility, strong appropriation and price proportion was ideal, etc. The experiment proved that the system can satisfy the control command of the classroom’s light device, so it could largely reduce the consuming of energy resources.Keyword: Lighting Control，Heat to release the electricity，Intelligent Control目录摘要 (i)1前言 (1)1.1本设计研究的意义 (1)1.2国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题 (1)1.3本设计研究的内容和目标 (2)1.4本设计主要研究方面 (3)2教室灯光控制器简介及控制方案的分析 (4)2.1 教室灯光控制器简介 (4)2.2 系统控制方案的分析 (4)3系统硬件设计 (6)3.1 单片机系统电路设计 (6)3.2 系统供电电路设计 (7)3.3 环境光采集电路设计 (8)3.4 人体存在传感器电路设计 (8)3.5 电子时钟显示电路设计 (11)4 系统软件设计 (14)4.1系统监控主程序设计 (14)4.2数据采集模块程序设计 (15)4.3电子时钟模块程序设计 (17)5 调试结果 (20)5.1 系统软件的调试 (20)结论 (24)致谢 (26)1前言1.1本设计研究的意义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，能源缺乏己成为世界所面临的严峻问题，从而产生世界性的能源危机[1]。
而此问题对我国来说尤为严重。
随着各大中院校持续的扩建，造成越来越多的教室，教室照明的需求也越来越多，而往往由于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当务之急[2]。
目前对灯光的智能控制，国外已经逐渐有了广泛的应用，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[3]。
随着各大中院校持续的扩建，造成越来越多的教室，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，资源紧缺，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[4]。
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、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。
1.2国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题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[5]。
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％[6]。
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-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，并具有更高的光通量和平均光通量[7]。
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，但时由于我国人口众多，总体的能源需求量过大，因而造成所以人均储量少，单位产值的能耗是发达国家的3-10倍。
能源问题已成为制约我国国民经济发展的关键问题[8]。
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[9]。
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%。
如今，北京正在大力推行绿色照明工程，己推出上百万只绿色照明光源和部分节能电器，据测算年节约用电可达3442万千瓦时，节约电费2519.7万元。
政府己经在商厦、学校、医院等更换了24万只节能灯具。
在奥运工程的建设上，也大量运用节能技术，北京的奥运场馆“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%[10]。
我们党在2000年10月11日党第十五届中央委员会第五次会议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议》中明确指出:“加强基础设施建设是今后五年至十年一项十分重要的任务。
”其中提到的基础设施建设就包括了能源建设。
《建议》还强调了；能源建设要发挥资源优势，优化能源结构，提高利用效率，加强环境保护。
面临如此紧迫的能源问题，我们应该把着眼点放在“高效”利用“清洁”能源上[11]。
由此可见，节能照明用电，对节能具有重要的意义。
目前国内各类院校中，由于同学们的自觉节能意识薄弱，在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，管理人员忙不过来，这样就造成不必要的电能浪费和经济损失[13]。
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灯关自动控制系统的设计无疑就成为其中一项重要设计。
1.3本设计研究的内容和目标1.3.1 研究内容本设计的研究内容有如下几点：（1）了解教室照明光强的标准；（2）调研教室灯光照明需求以及环境光强弱与开、关灯的关系；（3）研究人体存在探测技术，探测角度与范围；（4）研究确定人体传感器的有关参数；（5）研究灯光控制器电源问题；（6）研究控制器参数值设定的要求及方案；1.3.2 研究目标研究的教室灯光控制系统能用于现有教室照明系统的改造，实现对照明系统的人性化智能管理，提高用电效率；实现自动、手动灯光控制相兼容，以降低成本；通过反复试验和改进，最终达到可靠性、实用性、推广性较好的目标。
1.4本设计主要研究方面本设计拟通过研究教室灯光的各种控制方案解决如下关键问题：(1)照明回路的控制回路与控制器本身的节能问题；(2)传感器与教室灯配合安装的问题；(3)环境光参数输入采集问题；(4)人存在传感器参数输入采集问题；(5)开、关灯的自动与手动兼容措施2教室灯光控制器简介及控制方案的分析2.1 教室灯光控制器简介教室灯光控制器可实现有效的教室灯光智能控制[14]。