室内无人自动断电节能器解答.doc

室内无人自动断电节能器 目 录 1.概述 1 1.1引言 1 1.2课题研究的背景及意义 1 1.3课题主要研究的内容 2 2.节能器系统的整体设计 2 2.1系统总框图 2 2.2系统设计要求 3 3. 系统的硬件设计 4 3.1主控制端硬件设计 4 3.2感知端结构框图 4 3.3单片机选型与最小系统设计 4 3.4 数据传输设计 10 3.5传感器选型设计 13 3.6抗干扰设计 15 3.7断电延时与通讯指示设计 16 4系统程序设计 16 4.1主控制端程序设计 16 4.2感知端程序设计 17 5全文总结 18 致谢 19 参考文献 20 附录 21 附录1 主控制端硬件原理图 21 附录2 感知端硬件原理图 21 附录3.软件核心源代码 22 1.概述 1.1引言 在我们生活的信息化时代，科技的不断进步，各行各业的各类办公室也配置现代化的各类大功率电器设备，比如电脑及周边设备，热水器，空调，电暖等；在实际办公当中，发现下班后有很多办公室里的热水器24小时服务，很多办公室工作人员下班时并没有及时关闭电脑及其周边设备，空调，电暖常开的例子也司空见惯，由此浪费了很多的电能。天水师范学院很多二级学院办公室就是典型的例子。在走访市场，对现有的节能方式调查后发现，市场上绝大多数电器设备的节能都是在产品本身上进行各种节能设计，而对于热水器，电脑，空调，电暖等这类大功率设备，并没有做到很好的节能效果，而办公室无工作人员时，这些电器设备继续工作，必然导致了电能的浪费。本文针对该问题展开调查研究，设计了一种室内无人自动断电装置，用来在办公室里不再有工作人员人活动时，延时一段时间，切断办公室供电总电源，当办公室里有人活动时再自动接通总电源，从而达到节能的目的。 1.2课题研究的背景及意义 能源是人类生存的物质条件，是社会与经济发展必不可少的物质基础。但是在传统工业发展模式下，经济增长是以大量消耗能源与牺牲生态环境为代价的，从而引发了威胁全球人类发展的两大严峻问题——能源危机和环境问题。对于我国来说，能源短缺非常严重，同时能源消费数量极大，更可怕的是能源浪费严重，节约能源刻不容缓。当今社会，电能是应用最广的一种能源，也是能源消耗中最主要的组成部分，要节能，关键在于节约电能。 从宏观上讲，我国是发展中国家，随着经济的快速发展，资源危机将更加严重，研究节能设计策略，将会提高办公室节约电能的效果，提高其能源利用效率，减少各行各业总能耗，进而缓解能源紧张的局面，利于国家能源战略的实施，推进节约型社会的建立；从微观上说，可以减少办公室总能耗，降低各类单位的用电费用，减少能源消耗开支。同时，节能是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措，节能是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择，节能对于调整经济结构、转变增长方式、提高人民生活质量、维护中华民族长远利益，具有极其重要而深远的意义。 1.3课题主要研究的内容 在充分调查了天水师范学院各二级学院公共办公室及行政管理各办公室用电设备及其工作情况的前提下，通过深入的学习与论证，设计并完成了整套无人自动断电装置，所做的主要工作有： （1）对MCS-51内核的单片机进行了深入的学习，主要对AT89C51和AT89C2051进行了详细的研究，并大量查阅了其在生活中的应用实例。 （2）对现有的各类无线传输模块进行了选型，并对蓝牙无线通讯模块进行了研究与学习，了解了其基本特性，对其组网与数据传输进行了详细的学习，在本节能装置设计中得到了很好的应用。 （3） 对可以进行人员活动探测的传感器进行了选型，具体对热释红外传感器进行了学习，了解了具体的应用实例。 （4）学习了现代电子系统的抗干扰处理措施，并应用了多种隔离措施，使整个系统的稳定运行得到了保证。 （5）进行了节能装置的实物设计与测试，并验证了该装置的可行性。 2.节能器系统的整体设计 2.1系统总框图 本系统分为主控制设备和感知设备，感知设备以低功耗方式工作，安装在室内能探知有人活动的最佳位置处，当探知有人活动时，向控制端发送有人信息，控制端收到感知端发来的有人活动信息后，接通总电源，并进行延时计时，当延时到而没有再次收到有人活动的信息时，判断为室内不再有人活动，切断总电源。考虑到办公室内布线的成本和施工的困难性，控制端和感知端采用无线通讯模块进行数据交换，使系统的安装变得简单易行。系统总结构如图2-1所示。 图 2-1 系统总结构图 2.2系统设计要求 本系统应用在各类公共办公室内，由于办公室内在正常上班工作时要求供电安全稳定且可靠，在无人活动时，要求断电以节省电能，为适应实际的应用，本节能装置应满足以下要求： 稳定可靠：本节能装置应用在办公室里，在办公室正常上班工作时，由于断电会使电脑等一些需要保存数据的设备丢失数据，造成不必要的损失