教室照明智能控制系统系统毕业论文设计.docx

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教室照明智能控制系统系统毕业论文设计

设计任务书

一、设计题目：

教室照明智能控制系统

二、设计要求：

设计一个教室照明智能控制系统，通过多种传感器采集室光线、人数分布等信息，利用控制电路调节照明强度，实现节能控制。

三、设计任务

1.画出电路原理图。

2.编写设计说明书，1万5千字以上，包括：

〔1〕设计任务书

〔2〕前言

〔3〕目录

〔4〕正文，包括：

设计思想、电路工作原理、元器件选择、电路元器件参数、总结、参考资料等

3.B5版面，正文5号或小4字号，章标题小2加粗，节标题小四加粗。

前言

本设计针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的开展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此根底上开发了智能控制系统的硬件装置和相应软件,以达到学校教室用电设备的合理使用，节约电能以与改善教学管理的目的。

设计应用了先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以与实用的软件平台，成功地设计了一套功能完善的智能教室照明动控制系统。

由传感探测单元、通讯网络RS-232、控制单元构成了整个系统。

智能教室照明控制系统核心器件采用AT89S51单片机采集数据，并由控制系统实现对教室光照度、学生人数、教室使用状态等的监控与显示，并对教室部用电设备进展合理控制和管理，达到教学楼教室照明控制的智能化和节约化的目标。

本系统将单片机控制系统与网络技术结合起来，各组成局部包括硬件和软件设计的结构、功能与实现方法。

最后通过RS-232方式实现与上位机通信，实现数据的远程传输与上位机对教室照明状态的控制，完成一个智能教室照明控制系统。

关键词：

智能控制；热释电效应；光照检测；AT89S51

Foreword

Thisdesigncontrolmethodaimingatclassroomlight,particularlythedevelopmentpresentconditionthattheintelligenceofclassroomlightcontrols,analyzedtheprincipleoftheclassroomlightintelligencecontrolandcarryoutamethod,designwayofthinkingputforwardintelligencetocontrolsystemaccordingtotheclassroomlightofthelistslicemachine,anddevelopedthehardwaredeviceofintelligencecontrolsystemandcorrespondsoftwareonthisfoundation.Withattainclassroomintheschoolisusedtogiveorgetanelectricshockanequipmentsofreasonableuse,thepurposeofeconomyelectricpowerandimprovementteachingmanagement.

Designedtoapplytheforerunner'selectronicstechnique,networktechniqueandautomaticcontroltechniqueandpracticalsoftwareplatform,successfullydesignedasetofintelligencewithperfectfunctionclassroomlightingtomovetocontrolsystem.Fromspreadfeelingtoprobeintounit,themunicationnetworkRS-232andcontroledunittoconstitutethewholesystem.TheintelligenceclassroomilluminatestocontrolsystemcoreasparepartadoptionAT89S51listslicethemachinecollectadata,andusetogiveorgetanelectricshockanequipmentstocarryonreasonablecontrolandmanagementtotheclassroominnerpart,attainteachingbuildingtheclassroomilluminatesacontroloftheintelligenceturnandeconomizethetargetforturning.

Thissystemlistslicethemachinecontrolsystemandnetworktechniqueknottoputtogether,eachconstitutethepartincludesahardwareandsoftwaredesignofstructure,functionandcarryoutamethod.FinallypassmethodRS-232realizationandplaceofhonormachinecorrespondence,carryoutthelongrangeofdatatodeliverandtheplaceofhonormachineilluminatethecontrolofstatustotheclassroomandpletelightinginanintelligenceclassroomcontrolsystem.

Keyword:

theintelligencecontrols;ishottoreleasetogiveorgetanelectricshockaneffect;onlyshineonanexamination;AT89S51

一、设计思想

1.1课题背景

随着计算机网络、通信、控制等技术的开展,智能建筑的开展越来越迅猛。

目前，国大多数智能建筑存在效率低、能耗高的现象。

就智能建筑的照明系统来说，许多地方的灯经常是从早到晚开着的，不管这些房间或楼道是否有人，也不管有多少人。

或者，当自然光照度很好时，灯不能与时关闭；反之，当自然光照度难以满足人的需求时，又不能与时打开灯光。

这种照明方式，不仅造成能源的浪费，而且不能满足人对照明的根本需求，同时也给人的视力造成了很大的影响。

各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，这种的浪费与当今的节约能源理念相违背。

再者，现代自动化程度不断提高，计算机技术的普与，灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向开展。

的自动控制等等。

所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向开展。

于是，开发简便、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。

局部学校也意识到了教室照明中存在的巨大浪费，采取了各种各样的管理方式，企图来杜绝这种浪费。

如:

费用包干制、任课教师负责制、组织勤工俭学学生或聘用专职人员进展专门管理，拉闸限电等等。

许多学校都采取过这些方法，但始终没能长久坚持下去，也就没有取得理想效果。

其次，学生对教学楼教室的利用状况的未知往往造成有些教室人满为患，有些教室无人问津的状况。

从而由于管理不当而影响教学资源分配等种种问题。

1.2设计主要目的

针对目前学校教学楼用电设备控制和教学管理不足的现状，以提高教室用电设备控制的自动化和教学管理的效率为目的，开发了一套功能较完善的基于总线的智能教室照明控制系统。

本系统应用先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以与实用的软件平台。

智能教室控制系统采用单片机实现对教室光照、自习学生人数等的数据采集，并由RS-232和上位机〔计算机〕的通讯，实现教室使用状态监控与显示，并对教室部用电设备进展合理控制和管理，达到高校教学楼教室控制的智能化和节约化的目标。

二、系统总体方案

总述

教室节能系统采用单片机和上位机组成的系统对学校教室照明设备进展控制和管理，教室亮度的检测、教室学生人数的统计、教室室使用状态的监控。

整个系统由教室检测单元、控制单元、通信单元等组成。

单片机可以实现对教室的教室检测控制元所采集到的信息的接收、处理，并且由LCD显示教室状态，从而可以很轻松的对教室用电设备开关状况、照强度、自习学生人数，教室使用状态等进展实时监控和统计。

对于通讯网络局部，教室信号通过RS-232串行方式与上位机通信。

检测控制单元：

照明强度采集是采用AD0809与单片机构建的数据采集网络，教室是否有人和人数是用热释电传感器通过检测电路与单片机相连进展数据采集。

2.1系统总体构成

a:

传感探测单元

热释电红外探测传感器组件，该组件由三个局部组成：

热释电传感器，匹配低噪放大器，菲涅尔光学系统。

该组件本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小、隐蔽性好、价格低廉。

可见光探测组件，可见光探测组件由一些常用光敏器件和晶体管组成。

特别说明：

这个组件必须置于本照明控制器控制照明的围之外，用于探测自然光的有无与强弱〔可根据需要进展调整〕，为控制器提供控制灯具亮、灭的依据。

b：

微控制与通信单元

控制器单元主要对该教室检测控制单元进展集中操作管理、状态显示、通讯控制和维护该每间教室的用电对象，并协调各检测控制单元之间的数据传送，提高整个智能教室控制系统的可靠性。

通讯网络是保证整个智能教室控制系统远程控制正常运转的关键，所有的教室检测的数据和教室使用状态都连接在通讯网络的平台上，最终与计算机单元相连，实现远程的监控与显示。

本系统利用计算机的串行口和单片机的串行通讯的功能，采用RS-232向上位机完成信息传输实现教室控制单元显示和集中管理。

上位机通过RS-232串行通讯线来读取教室中的根本信息，同时每个教室控制单元中所采集的相关数据信息，并对所采集到的信息做根本显示的功能。

c:

软件实现

对教室人数进展进展实时计数，同时对光照度进展采样，并通过程序由单片机控制，并在LCD上显示当前人数和教室照明灯开关状态。

当光照度低于设定值围时，再根据教室人数自动打开照明灯经串口RS-232传到上位机。

例如：

当光照度高于设定值在单片机控制下自动关闭照明灯。

2.2系统实现功能

智能教室控制系统的设计的目的就是为了实现教室用电设备的合理使用，节约能源以与改善教学管理，提高教室使用效率。

在设计过程中，作者将整个系统分为了上述的三个局部，系统可以实现的功能如此可以概括为以下几个方面：

a:

教室检测控制单元数据采集

系统的底层设备教室检测控制单元具有自动采集和命令采集两种模式。

自动定时采集就是教室检测控制单元可以根据部时钟设置对教室进展循环采集数据，由控制器通过RS-232通讯信道将根据需要采集相应的数据信息传送到上位机，上位机再经RS-232通讯信道传送把命令传输到教室检测与控制单元。

b:

教室远程端控制功能

在远程控制中，往往都要使用远程控制软件。

而这样的软件一般分为两局部，一局部在本地主机上安装，使上位机成为控制端，另一局部在现场控制器上安装，使现场控制器为服务端，也就是被控制端。

通过网络，在计算机与控制器之间建立起一条数据交换的通道，从而使