AT89C51单片机的照明控制系统讲解材料.pptx

AT89C51单片机的照明控制系统 组别：第五组 组长：XX 组员：XX XX XX AT89C51单片机的照明控制系统 组员分工： XX：编写策划以及相关硬件设计 XX：产品评估与软件结构图设计 XX：硬件电路设计 XX：研究背景与市场调查 研究背景 随着国民经济的快速发展和社会进步，教育在全社会愈加被关注和重视，校园规模也随着受教育者的数量增加而不断扩大，教室的数量也大幅度增加。为使师生有舒适的教学和学习的环境，无论是教室的面积、设施和照度，校方在力所能及的范围内，都付出了十分的努力。但由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，高校的教室在白天室内照度很高的情况下，仍然普遍存在开灯作业；即使室内无人或人数很少的情况下，也是全部开启室内照明。夜间许多教室，即使仅有几个学生在教室自习，但室内照明全部开启，绝不会有师生因为只有少数人而仅开几盏灯。长明灯比比皆是，人走不熄灯的现象到处存在。这些现象普遍存在于各大高校，浪费了电力资源。 研究背景 能源短缺是21世纪国际面临的新课题。在寻找新的能源之外，节约能源，提高效益也就成为了我们研究的目的。所以学校如何来节省电力能源也成为了一个迫切需要解决的问题。从节约资源、对社会贡献、节省高校经费支出和学生的健康等多方面考虑，高校教室照明的节电问题不得不提到重要的议事日程上来。 研究背景 本设计通过热释型红外传感技术，利用人体的温度作为检测目标。当人进入其探测区域内，红外传感器将人体与空间温度的差值传递给信号处理系统，从而实施对控制电路的驱动与否，实现对控制对象的具体控制，最终由单片机对房间内人数和光线的综合实时控制。根据实际情况自动控制灯的开关，这样就会杜绝严重的浪费现象，并且具有明显的经济价值。 研究的基本框架 该系统应用了两种传感器，人体红外传感器和自然光线传感器，对现场的自然照明情况和人员情况，实现实时自动检测与控制的功能，从而实现节能降耗的目的。具体功能如下：   第一，系统设计人体红外检测电路，有人进入探测范围时输出信号。  第二，系统设计自然光检测电路，对照明现场的亮度进行自动检测。虽在工作时间，但现场的亮度如果能够满足设定要求时，系统同样关闭照明设备。  第三，设计按键电路，设定强制开灯和强制关灯按键。如有需要人为开灯或灭灯，可按相应键。比如在教室内，晚上要演示幻灯片，现实条件是室内有人，自然亮度不满足工作要求，按照系统的自动控制程序，是不会灭灯的，但我们确实需要灯灭，这时就可以按下强制关灯按键。  设计该系统的理念是： 第一，“以人为本，人使用灯”;第二，“节能环保”。 系统总体框图 流程图 硬件电路设计 ------执行模块-继电器电路  使用了一个三极管Q1来控制继电器电路，继电器RL1线圈一端接+12V直流电源另一端与三极管集电极相连。当单片机引脚输出高电平时，继电器RL1开关动作，电灯电路接通。二极管D5起续流作用。 12v 硬件电路设计 ------LED指示电路  任何仪器设备，如果有实时的信号指示，不仅能够帮助人们分析该系统是否在正常工作。而且具有一种心理暗示，能够让人觉得踏实愉悦。  该照明系统设置了两个LED灯作指示灯，绿色LED亮时，表示系统处于自动监控状态：黄色LED灯亮时，表示系统处于键盘强制控制状态，等待退出键S3使其退出强制状态。 硬件电路设计 ------人体红外检测电路 人体红外检测电路框图 硬件电路设计 ------人体红外检测电路 人体辐射的红外线中心波长为9-10 um，而探测元件的波长灵敏度在0.2~20 um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7-10 um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。 该模块由三部分组成，包括：菲涅尔透镜，热释电红外传感器以及相应的传感器信号处理电路。人体热释红外信号通过菲涅尔透镜聚焦，传给热释电红外传感器PIR，然后 PIR将物理信号转换为微弱电信号，接着PIR信号处理电路将微弱电信号进行处理，生产单片机可识别的数字信号。最终有人时，PIR输出为高电平；无人时PIR输出为低电平。这就是该电路模块要实现的功能。 硬件电路设计 ------人体红外检测电路 人体红外检测电路图 硬件电路设计 ------可见光检测模块  感光器件为光敏电阻RL，R1为精密电阻。光敏电阻RL一端接+5V电源，另一端与R1的电阻分压。 当有光照射时，光敏电阻阻值下降，三级管VT进入饱和状态，输出为低电平；当无光照时，三极管VT截止，输出为高