教室灯光的智能控制.doc

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1、《教室灯光的智能控制》项目总结专业年纪：电子信息工程11-1班所在学院：计算机与信息学院摘要：本项目设计一套教室灯光的智能控制系统，实现教室灯光的智能化控制。其有两个输入变量，人体和光强，只有当教室有人和光强低于照明要求时，才打开灯，其它情况，均不开灯。关键词：教室灯光；智能系统二、项目研究内容：（一）、项目的背景：随着社会和科学技术的发展，人民生活水平的提高，对能源的依赖愈来愈重。而现有的矿物能源数量有限，经不起人类如此巨大的消耗。目前，能源危机成为当今世界各国所共同面对的一个课题。但是，在我国浪费现象还很是严重，各地各单位的一部分人对于集体资源的消耗显得不是很重视，这

2、就导致了资源的严重浪费。在我们身边，这类现象很多，尤为突出的是在我国的各类高等学府，由于依靠人工管理以及一些人缺乏节约意识，造成了电能的浪费。这与现实的社会发展趋势所不符，与当今节约能源的理念相悖。随着计算机的普及，自动化趋势的不断提高，对于大学教室，其灯光也应实现智能化控制，达到节约用电的目的。（二）、项目执行情况：2013.5-2013.8查阅资料及确定项目的实现初步方案：2013.9-2013.12项目的基本功能实现；2014.1-2014.3对设计出来的系统进行功能完善，以及优化系统；2014.4-2014.5对整个设计过程的资料整理；（三）、设计成果：设计出来的

3、系统能实现以下功能：1、能在照度值不够和教室有人的情况下打开灯，当照度值达到或者教室无人时，能够关灯；2、能实现对参数的调整；3、能实现参数的保存，在掉电以后，无需再次对参数进行设置；4、具有看门狗功能，能够监测程序是否跑飞，如若跑飞，能自动复位；三、方案概述：（一）、硬件框图：单片机（AT89S52）A/D转换模块人体检测模块EEPROM外部存储器继电器模块电源模块显示电路调整电路1、单片机最小系统：我们使用的是AT公司的AT89S5224PU型号单片机，该单片机芯片较常规单片机有以下优点：具有3组16定时器/计数器，带有看门狗电路，一个6中断矢量2级中断结构，8个中断

4、源。该芯片具有很丰富的片上资源。电路原理图：2、A/D转换模块：采集光强的变化使用的是光敏电阻，光敏电阻的阻值会随着光强强度的改变而变化，我们通过采集光敏电阻两端的电压值，通过电压值来度量照度值的大小，我们使用的模数转换芯片是PCF8951，该芯片是低功耗、8-bitCMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。通过模数转换测量，理论上度量的照度值可为256个等级（光敏电阻两端的理论电压变化范围为0~255）。考虑到采集误差，将最后一位视为误差位，故可实现度量的等级为26，等级变化范围为26。电路原理图：3、人体检测模块：该模

5、块使用的是HC-SR501模块，该模块采用双元设计，采用德国原装进口LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式。但是该模块电路与单片机的电平存在不匹配现象，我们利用三极管的饱和与截止的特性，使其实现电平的匹配。电路原理图：4、EEPROM模块：使用一个外部数据存储器，用来保存已设置好的参数，使得系统掉电重启或者复位重启后，无需再次对参数的设置。这里使用的是AT24C04芯片，该芯片支持I2C协议，且能保存4KB大小的数据，容量已大大超出我们的需要。电路原理图：5、按键调整电路：该部分电路的作用是实现参数的调整功能，光敏电阻放置的位置不同，检测到的数据也不同

6、，其参数需要一个灵活的设置。电路原理图：6、显示模块该模块的作用是显示当前的对照度值的一个度量，以及用来显示参数，方便参数的调整。我们使用的是两个共饮数码管实现显示功能。电路原理图：（二）、软件架构：我们将整个系统工作状态分成以下三种状态：关灯状态：此种状态灯是关着的，它的执行条件是，室内光强足够或者室内光强不足但是教室里无人，此种情况是无需开灯的；开灯状态：这种状态下灯是打开的，它的执行的条件是，室内光强不够并且检测到有人，这时教室灯打开，提供照明；待关灯状态：此种状态下的灯是打开的，但是在此阶段检测到教室无人，此时启动关灯计时，时间到了回到关灯状态，如若中途检测到有人

7、，立即回到开灯状态。主要工作情况：关灯状态开灯状态待关灯状态有人并且照度不够检测到无人延迟时间到或照度值达到要求有人照度值达到要求软件流程图：中断处理：c.定时器1b.定时器0A.外部中断0b.定时器0中断c.定时器1中断六、设计过程中遇到的问题：1、HC-SR501模块与单片机系统之间的电平不匹配，使得两个模块之间的通信成了问题；2、在实验初期，对程序的仿真看的不是很重，经常都是直接烧录到单片机上，看运行的实际结果，结果因为程序写的不完善，大大的增加了工作量。该问题在项目设计后期得到了改善。3、不能熟练的掌握EDA工具的使用