教室灯光自动控制的设计与实现由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“教室灯光自动控制系统”。
教室灯光自动控制的设计与实现
摘要：照明管理是教学楼管理的一个重要方面，为节约能源、实现智能化管理，提出了基于MCS-51单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上开发了该系统的硬件装置和相应软件。该系统以STC89C52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集成模块检测人体的存在，根据教室开灯的条件，系统对人体的存在信号和环境光信号进行智能判断，完成对教室照明回路的智能控制。
关键词：人体、红外线、传感器、自动控制、热释电
1.课题研究背景和意义
随着社会发展，用电量增大，能源短缺已成为全世界所面临的问题，而此问题对于我国尤为严重。随着高校扩招、教室扩建，教室照明的需求进一步增多，而教室管理不到位，会造成电能的巨大浪费，提高教室用电效率成为急需解决的问题。
2.教室灯光控制系统方案分析
所研制的控制器以人体存在作为主要输入参数。可以实现自动与手动控制兼容。有人存在时，传感器通过采集人体红外信号，将信号发送给控制器，控制器自动打开电灯，感知人离开后延时一段时间关灯。如果教室无人仍然需要灯光，可以打开强制开关，直到有人关掉强制开关。
图1教室灯光自动控制系统结构框图
3.2 控制系统的主要硬件电路
本系统的主控模块主要采用STC公司的89C52RC作为主控芯片，STC89C52的I/O端口与系统的其他外围器件接口的链接电路如图2所示。其中具体包括在线编程模块电路、系统复位电路、系统供电电路、环境光采集电路、报警系统电路。
3.系统控制模块的硬件设计
3.1系统控制模块的硬件构成系统控制单元以单片机主控模块为核心，其他外围电路主要包括：ISP下载线模块、系统供电模块、硬件时钟模块、环境光模块、热释电红外传感器模块、灯光驱动模块。其结构框图如图1所示。
图2系统电路图
3.3热释电红外传感器模块的工作原理
热释电传感器在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去平衡，向外释放电荷，后续电路经过检测处理后就会产生人体存在信号。为了只对人体红外辐射敏感，他的辐射照面覆盖有特殊的菲尼尔滤光片。热释电红外传感器模块DYP—ME003主要特性如下：
（1）感应为全自动式，人体进入感应范围时输出高电平（3.3V），离开时输出低电平（0.3V）；（2）采用可重复触发方式；
（3）人体感应模块感应范围为锥形，感应角
4.控制模块软件设计与开发
4.1系统控制程序模块的设计
主程序通常是一个无限循环的过程。子程序主要分为中断子程序和功能子程序，他们之间可以相互嵌套和调用。在应用软件的设计中，尽可能各个功能模块写成子程序的形式。本系统的控制程序如下：
#include #define uchar unsigned char #define unit unsigned int sbit FMQ
=P2^0;//output sbit SW
=P2^4;//input sbit GUANG
=P2^5;//input sbit LAMP
=P2^6;//output
sbit DYP
=P3^2;//intput unit count;
uchar Away_flag;void delay(unit x){ unit m,n;
for(m=x;m>0;m--);} void main(void){
FMQ=1;
LAMP=0;
EA=1;
EX0=1;
IT0=1;
while(1)
{
if(SW)
{ LAMP=1;}
else
{ if(!GUANG)
{LAMP=0;}
else
{ if(DYP)
{ LAMP=1;}
if(Away_flag)
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
ET0=1;
TR0=1;
while(Away_flag);
} }}} } void int_0()interrupt 0 {
EX0=0;
Away_flag=1;
EX0=1;}
void timer0()interrupt 1 {
ET0=0;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
count++
if(count==1200)
{ Away_flag=0;
count=0;
LAMP=0;
FMQ=0;
delay(20);
FMQ=1;
ET0=0;
TR0=0;}
ET0=1;} 当系统上电后，会有一分钟左右的初始化时间，当系统初始化结束后，会通过光敏电阻采集环至于影响教室的正常照明。系统功能的实现采用多任务模块编写，省去一些不必要的延时程序，提高了系统的运行效率。系统的硬件与软件设计经实验证实具有很好的稳定性。
本系统与已有的教室灯光配套使用时，不需要对原有电路设备进行大的改动，以最低的成本实现了教室灯光的智能控制。
境的亮度，若达到自习时对亮度的需求，则无论有6.人与否都不会开灯，如果没有达到，教室有人进入时就会亮灯。当灯亮后，光敏电阻不再起作用，直到灯灭，才再次对环境光进行采集输入。当灯打开后，若教室的人全部离开，一分钟后在系统的控制下，灯自动熄灭。
4.2单片机系统调试
在对系统进行实际调试时，首先应对硬件进行硬件调试，同时对系统软件进行初步调试，此后再对硬件和软件进行动态调试，最后才能使系统进入正常工作状态。本系统调试过程中出现的问题及解决方案：
问题一：电源供电电路中集成稳压器温度过高。分析解决：此问题可通过使用9V变压器，在集成稳压器前串联两只二极管降压，同时增大散热片来解决。
问题二：人体存在传感器在有人存在时输出高电平电压偏低
分析解决：在人体存在传感器的输出端加一个100千欧的上拉电阻。
5.结论
本课题对灯光自动控制进行了研究。以人体存在作为控制器的主要输入参数，比单纯的人力管理更合理。该教室灯光控制系统是以STC89C52单片机主控单元为核心，通过相关电路的驱动，完成对系统设备（电灯）的控制。系统在实现智能化的同时，还设置了手动控制，这样在某些特殊情况，不
参考文献
[1] 江珊.2005照明电器新进展（电光源）.中国照明电器.2005.9
[2] 张毅刚，彭喜源，谭晓钧，曲春波.MCS—51单片机应用设计，哈尔滨工业大学出版社，2001,1
[3] 周明珠，王玮，王福源.无触点开关在控制中的应用，现代电子技术，2002
[4] 赵玉安，人体热释电红外传感器介绍，中国电子制作，2006,9
[5] 张有德等，单片机原理应用与实验，复旦大学出版社，1992
[6] 郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用.2008
