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高校教室灯光节能控制系统的设计(附件)

2020-12-19 13:59编辑: www.jxszl.com景先生毕设
高校教室灯光节能控制系统的设计主要从节能角度出发,针对大学教室灯光用电量大且存在很大浪费的现象而设计的智能控制系统,以解决人工控制开关的弊端,响应绿色节能理念。系统以AT89S52单片机作为控制器,用光敏电阻构成的电路组成光照检测模块检测教室环境光的强度。采用由BISS0001组成的热释红外人体传感器模块检测教室是否有人存在,以此为根据对教室灯具进行控制。键盘设置模块和时钟模块提醒学生离开教室的时间,结合液晶显示模块显示时间,定时对教室和图书馆灯光进行集中管理。最后通过上位机对每个教室每个楼层状态进行管理与监控。关键词 教室灯光,节能,单片机,智能控制,传感器目录
1 绪论 1
1.1 选题的背景 1
1.2 课题研究的现实意义 1
1.3 主要研究的内容 2
2 总体设计 2
2.1 设计目标 2
2.2 设计原理 3
2.3 设计方案 3
3 硬件设计 3
3.1 单片机的选择 3
3.2 单片机最小系统 4
3.3 光照检测模块设计 5
3.4 热释电红外模块设计 7
3.5 系统时钟电路设计 9
3.6 设置键盘与显示电路的设计 10
4 软件设计 11
4.1 系统主程序设计 11
4.2 定时提醒模块 13
4.3 液晶显示模块实现信息实时显示 15
5 系统调试 16
5.1 硬件调试 16
5.2 软件调试 17
5.3 软硬联调 17
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
附录A 仿真图 21
附录B 灯光节能控制主代码 22
1 绪论
1.1 选题的背景
随着科技的快速的发展,智能控制系统已经遍及我们生活的各个领域。智能控制系统大大的提高了生产效率,降低了人工成本,更加提高了资源的利用效率[1]。在这个灯火通明,永无昼夜的当今社会,灯光的智能控制 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥3^5`1^9`1^6^0`7^2$ 

参 考 文 献 20
附录A 仿真图 21
附录B 灯光节能控制主代码 22
1 绪论
1.1 选题的背景
随着科技的快速的发展,智能控制系统已经遍及我们生活的各个领域。智能控制系统大大的提高了生产效率,降低了人工成本,更加提高了资源的利用效率[1]。在这个灯火通明,永无昼夜的当今社会,灯光的智能控制系统显得更加的普遍和重要。最为常见的路灯,每天都会消耗大量的电能,虽然目前有很多路灯依靠太阳能进行充电,但是依然存在直接使用电能的情况[2]。到了晚上,各大场所,甚至是商店的标牌都会长夜亮起,这一系列的电能消耗背后也会有巨大的代价。当然,电能作为最常用的清洁能源,其利用效率也随着技术发展得到了明显的提高。资源是有限的,电能的背后同样需要其它资源的推动,节省电能就是节省人类有限的能源。
多数人工照明系统的推出和运行是仅仅是在夜晚实现使用,没有考虑任何外界的光所带来的作用。尤其当下,若要根据周围光线强度水平增加或明显下降需要多次进行手动开关灯,这对在教室里的学生来说显然不太方便。当外界光线较强时,高校教室自然以室外光照为主,无需开灯。在天气阴暗或者晚上的时间段,光照强度显然是满足不了学习需求的,这时自然需要室内光进行补充,为了更好的学习,教室内良好的光亮是必不可少的。然而,大学教室一般都是开放的,学生离开教室时,出于某些考虑可能不会关掉教室内灯,或者仅仅只有几个人在教室时,灯光全部开着,浪费电能[2]。甚至在白天光照充足时,也存在误开灯或者忘记关灯的情况,造成浪费。本设计对教室灯光进行研究,使其可以自动智能控制,从而节约电能。
1.2 课题研究的现实意义
我国的经济发展、工业化进程、生活水平的提高很大程度上都是依靠对石油以及煤炭资源的开发利用[8]。随着这类企业的增多,资源的大量开采利用,一些环境问题也随之而来,温室效应、环境污染等等。不仅如此,现有的能源越来越少,人类迫切需要寻找新的能源来替代现有能源。能源就是粮食,就是动力。我国现在正在实现伟大“中国梦”的道路上,需要来自更多方面的“能量”的支持。对于普通人来说,电能是距离我们最近的能源。电能的高效利用会让我们为国家的发展贡献一丝力量。对于我们学生来说,教室无疑是我们常在的地方,教室的灯光节能也为我们提供了很好的一个机会。虽然提高节能意识是根本上的东西,但是如果能有一个更好的智能的灯光节能控制系统将会更加完美。
教室灯光节能控制系统的实现可以从两个方面考虑,一个是从灯具上考虑,即在保证照明亮度的前提下,选择用电量比较少的灯管,如白光LED灯管。另一个方法就是从灯光控制方面着手,利用现有的照明灯具研究出一套高效智能的灯光节能控制系统,通过智能化、简单化、人性化的照明系统的运作来达到教室灯光节能的目的。
当今的高校教室、图书馆等场所的灯光都是靠管理员来进行控制管理,数量众多的教室比起屈指可数的管理人员,造成电能的浪费恐怕早已司空见惯。白天,室内光照充足,某些灯还是亮着;教室内只有几个人时但是灯光却全部亮着,甚至有的教室里空无一人,依旧亮着灯。这些现象不但造成浪费,同时也增大学校的经济支出。资源节约型社会的建立,离不开我们生活里的一些小细节,小行动。有了节能的意识以及行动,我们才能享有绿色生活,健康生活。因此,从节能角度出发,对高校教室灯光节能控制系统进行研究,就具有了重要的意义以及相当大的必要。
1.3 主要研究的内容
(1)光照强度满足开灯要求时,且人体检测模块检测到有人存在时,灯会自动开启。相反,当无人在周围或者光照强度不满足开灯要求时,教室的灯光不会自动开启。这就需要对人体检测模块和光照检测模块进行研究。
(2)系统要根据学校作息时间能够设置自动强制关灯时间,让学生及时能够休息,所以需要对键盘设置模块,时间显示模块、时钟模块进行研究。
(3)系统具备报警功能,时间到休息时间时,会发出报警,提示学生离开教室。
(4)高校教室较多,所以需要上位机控制,这就需要对系统的上位机进行研究设定。
(5)本设计需要绘制仿真图并进行调试,这就要用到Proteus软件来绘制电路原理图,用Keil软件编译程序,最终完成调试工作。
2 总体设计
2.1 设计目标
本设计研究的是高校教室灯光节能控制系统,该设计以AT89S52单片机为主要核心处理器,结合软件来控制硬件各大模块从而实现相关的功能如人走灯灭、根据光照强度智能控制,时间显示以及按时报警等。通过本次的课题设计巩固自身的专业知识,增强自身的动手实践能力,让理论和实践相结合,完善自身的学习。另外,通过设计为资源的节约问题提供一点小小的方案,提高学生的节能意识。
2.2 设计原理
教室灯光节能控制系统主要考虑到人和光,以及时间因素。对于人体感应,可以充分利用到热释电红外传感器对人体红外的感应,来检测人员的分布情况。光照因素可以选择简单常用,且效果可以的光敏电阻进行信号采集。最后通过单片机对信号进行处理分析。控制教室灯光的状态。时间因素,可以通过键盘设置以及液晶显示,进行实时的控制也设定。为系统的运行提供时间参数。从而达到智能、节能等目标。
2.3 设计方案原文链接:http://www.jxszl.com/dzxx/dzkxyjs/32484.html