自动化单片机开题报告.

哈尔滨理工大学

毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的智能调光灯的研究

院（系）：自动化学院

专业：自动化

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开题报告日期：2016年4月1日

哈尔滨理工大学

说明

一、开题报告应包括下列主要内容：

1．课题来源及研究的目的和意义；

2．国内外在该方向的研究现状及分析；

3．主要研究内容；

4．研究方案及进度安排，预期达到的目标及提交成果的形式；

5．为完成课题已具备和所需的条件；

6．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；

7．主要参考文献。

二、对开题报告的要求

1．开题报告的字数应在3000字以上；

2．阅读的主要参考文献应在15篇以上，其中外文资料不少于3篇，近5年文献不少于三分之一。专业教材一般不应列为参考资料；

3．参考文献按在开题报告中引用次序列出，并在报告中以上角标的形式进行标注；

4．参考文献书写顺序：序号作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：引用起止页；

5．封面横线对齐，正文外方框整齐。

6．正文小四字体，1.5行间距。

7．开题报告附录是所引用参考文献中1篇外文原文及所对应的中文译文，字数在3000字以上；

三、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。

四、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在院（系）保存，以备检查。

附录：外文文献原文及中文译文

正文宋体小四，单倍行间距，按照论文模式书写。

智能调光为小夜灯模拟月光

摘要本文提出了一种智能调光小夜灯的介绍，它可以模拟月光根据环境自动调整自己的亮度光照强度。光敏电阻模块检测外部光。然后，检测到的强度转换为数字值通过一个AD转换模块。这个数字值被输入到一个微控制器，和一个脉宽调制波的占空比调整是生产控制发光二极管的亮度。根据颜色温度之间的关系，光照和睡眠质量，我们可以模拟LED小夜灯月光，输出最合适的照明和睡眠色温度。从仿真结果，它可以清楚地看到，随着环境的光的变化，从明亮暗，LED光照强度由弱变强实时。所提出的方法的有效性已被证明。

关键词发光二极管，脉宽调制，微控制器，占空比质量

一. 引言

发光二极管，这种技术从第二十世纪中期开始发展，有一个很长的历史上电子产品的应用。与其他光源相比，发光二极管是众所周知的强大的光源，用于转换更多的能力电能发光。根据可重复实验，发光二极管可以比白炽灯节省至少80%的电力，至少比荧光灯节省50%的电力。此外，一个发光二极管的工作寿命是白炽灯20倍，是荧光灯的2倍。更多的是发光二极管光源具有许多突出的特点，包括安全，小尺寸和快速反应，在这十几年里是最节能的光源。

光学可调灯是重要的室内照明，它有很多应用程序。传统光学可调灯是由一个普通的白炽灯泡和一个具有光控制功能的开关构成的，但普通白炽灯有许多缺点，例如短工作寿命和低电光转换率，从而浪费能源。可调灯现在的市场通常检测环境光的强度，然后与设定值比较，以确定是否打开开关或不。该光学控制灯的缺陷不能实现亮度控制。

控制发光亮度的方法有2种：一种是模拟调光，通过改变电流的流动通过发光二极管来改变它的亮度，因为在一定的范围，亮度和发光二极管的电流成正比。通过改变相关电阻的大小，可以实现调光。我们也可以使用具有调光功能的独立驱动电压。另一种方法是数字调光，它意味着发送出去高频驱动电流超过人的眼睛的限制，也就是说，驱动电流可以接通频率很高的。脉宽调制是实现数字调光最便捷的途径目前。

基于数字信号处理器的智能化设计工作照明系统。一种室内控制器感知外部光信息和人员活动信息，传送到该机通过总线，然后员工分析信息并将其发送到数字信号处理器来控制电源的开关，然后通过调整可以实现亮度调节脉宽调制占空比。然而，这样一个整体系统是昂贵。红外传感器和传感器的工作国家一直都在增加电力消耗，所以它是不适合大规模生产的小夜灯。

在本文中，我们提出了一个智能控制系统采用PWM调光，改变光的LED小夜灯强度实时。控制系统可以改变亮度结合人体的感觉不同灯光效果，模拟月光效应人类最佳睡眠状态。

二. 智能调光LED 小夜灯的设计

A.照明

家居空间的光照强度一般在较低环境，由于不同的情况的房间或者家里，适当的光照强度也不同。通常情况下，客厅的适当的照明强度值为100 ~ 300 lx，表镜要求更高光照强度，因此，一般是300 ~ 350 lx。卧室照明应创造一个温暖，柔软，舒适大气中，高光照强度常导致兴奋，因此，卧室一般有较低的光照强度，如30 ~ 40 lx。光照与睡眠质量的关系有一定的关系，研究表明，良好的高质量的睡眠环境对人体尤为重要，环境照明强度是睡眠一个非常重要的因素。视网膜可以被光刺激的闭上眼睛。一些照明参考值光源的显示如下：便利店的灯是1500 lx以上；荧光500 ~ 700 lx；小灯泡（如手电筒）约为9 lx；月光是大约0.1 ~ 0.3 lx。根据工作人的深度睡眠，最佳光照强度为0.3勒克斯，这与月光的照明相似。

B.颜色温度

根据调查，不同的颜色温度光源，对脑电波和睡眠有不同的影响质量。与自然光、强度、频率比较，人工光的波长和色温度光照对生理功能有一定影响人体的心理平衡。为提供一个舒适的环境，晚上睡觉，一个合理的小夜灯的色温是特别重要的。kozaki等人进行研究（慢波睡眠睡眠），以评价不同光源颜色温度对睡眠结构有不同的影响睡眠质量。在实验中，受试者暴露于6.5钾、5000钾和6700钾光源3000小时在他们睡觉前，然后关掉灯，使用设备记录和分析各种参数他们的睡眠。睡眠慢波4是睡眠的重要指标质量。结果表明，与颜色温度为3000 K，睡眠4明显在6700 K的缩短，从34.9mins减少24.4mins。这个原因可能是高色温度会抑制褪黑激素的产生与睡眠有关影响睡眠质量。从实验中，它显示在高温光源下长时间夜间会影响睡眠质量。研究还表明合适的颜色温度光源在夜间会提高睡眠质量。

C.系统框架

要完成一个发光二极管的智能调光电路，我们需要研究以下组件：光检测模块，AD转换模块、单片机模块、电源模块光源模块。系统的结构描述图1。

光检测模块检测外部光强度输出一个模拟信号，模拟信号转换为数字值是在1，255，数字值与初始值相比，该值设置在开始时。如果光照强度高于初始值，发光二极管将停止工作，否则，光将调整根据环境强度的亮度。

在图2中显示硬件电路。

D.系统软件设计

脉宽调制指的是比例一个占空比的光。当使用这种方法时，我们只需要提供一个模拟值的外部光强度，LED小夜灯可以调节LED的亮度精确。在本文中，我们使用Stapless调

光。脉宽调制波形如图3所示。

脉宽调制波调节亮度控制电流快速接通和关断。吨的比率是图4所示。可以计算出（1）：