基于stm32的光照节能系统

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1、《嵌入式系统导论》课程论文班级：0211112姓名：刘俊学号：021111218基于STM32的节能光照系统摘要：设计主要采用基于STM32微控制器结合CAN总线，由光线强度检测电路和热释电红外信号检测电路组成检测电路，通过检测光线强度强弱和是否有人靠近，从而控制灯的开启与关闭。系统具有低功耗，稳定性强，通信距离远，传输速度快，误码率低等特点。关键字：节能；光照强度传感器；stm32；Energy-savinglightingsystembasedSTM32Abstract：CANbususingacombinationdesignedprima

2、rilybasedSTM32microcontrollers,Bythelightintensitydetectioncircuitandpyroelectricinfraredsignaldetectioncircuitdetectioncircuit,Bydetectingtheintensityoflightintensityandwhethersomeoneclose,Therebycontrollingthelightsonandoff.KeyWords：Energysave;lightintensitysensor;STM32;引言低

3、碳生活，节能减排越来越受到国家的支持，校园生活中照明用电量巨大，因此，节约校园照明用电消耗是为了响应国家对于节能号召。普通的校园照明系统运用普通的声控及光控传感器组成开环的控制系统，灵活性差，功耗大，不可人为干预。市场上闭环控制的照明系统投入资金大，稳定性差，无法在校园中得到推广。而本设计主要采用基于STM32微控制器结合CAN总线，由光线强度检测电路和热释电红外信号检测电路组成检测电路，通过检测光线强度强弱和是否有人靠近，从而控制灯的开启与关闭。系统具有低功耗，稳定性强，通信距离远，传输速度快，误码率低等特点。1总体方案设计系统的设计主要有以下

4、五部分组成：上位PC机、CAN适配卡、微控制器STM32、CAN总线接口模块、光线检测照明模块。上位PC机提供操作界面，并且利用组态王软件通过CAN总线向微控制器STM32发送指令和接收微控制器STM32发送的信息，微控制器STM32通过与CAN总线接口电路向CAN总线发送指令和接收CAN总线各个节点的信息，检测照明模块通过检测电路将检测到的信息发送给STM32微控制器，STM32微控制器处理检测电路发来的信息控制照明设备。系统结构框图如图1所示。图一：系统结构框图2硬件设计2.1控制器选型普通设计中大多采用51单片机、PIC单片机或者是AVR单

5、片机，这些单片机的缺点是高功耗、性能低并且硬件资源匮乏。相比之下，STM32系列是基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而专门设计的ARMCortex-M3内核的微控制器。本设计采用的是STM32F103型号，属于中等容量增强型，32位基于ARM核心的带128K字节闪存的微控制器，拥有强大的硬件资源：USB，CAN，7个定时器，2个ADC，9个通信接口。最高72MHZ的工作频率。2.2CAN接口电路CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，

6、具有对通信数据帧处理，使网络内的节点个数在理论上不受限制，可在各节点之间实现自由通信，结构简单，传输距离远和速率快的特点，成为应用最广的现场总线之一。TJA1050是控制器区域网络(CAN)协议控制器和物理总线之间的接口，可以为总线提供差动发送性能，为CAN控制器提供差动接收性能。与普通设计中运用的PCA82C250和PCA82C251等CAN控制器相比，具有输出信号CANH和CANL的最佳匹配，使电磁辐射更低，节点未供电时，性能有所改进，无待机模式等特点。这使得TJA1050特别适合于在部分供电网络中节点掉电的情况下使用。其与STM32接口电路

7、如图2所示。图二：STM32与TJA1050接口电路2.3PC机与TJA1050接口电路由于PC的串口为RS-232电平，无法直接与TJA1050相连，所以要想让PC机与CAN总线通信必须在TJA1050和PC机之间加上电平转换模块，本设计加入的是MAX-232电平转换芯片如图3所示。图三：PC机与TJA1050接口链接电路2.4检测照明模块本设计检测电路由光线强度检测电路和热释电红外信号检测电路组成。光线强度检测电路是利用光敏电阻的电阻值随照射光强度增加而下降的特性而搭建的电路。白天时光照较大，光敏电阻值较小因此向STM32微控制器发送高电平，

8、STM32微控制器接受到光照强度检测电路发送的高电平后，向照明设备发送高电平，从而控制灯的关闭。反之，晚上光线较暗时，STM32微控制器