LED照明灯智能调光系统的设计毕业设计.docx

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LED照明灯智能调光系统的设计毕业设计

编号：

本科毕业设计

LED照明灯智能调光系统的设计

院系：

信息工程学院

姓名：

***

学号：

40

专业：

通信工程

年级：

2010级

指导教师：

***

职称：

副教授

完成日期：

2014年5月

摘要

照明操纵系统在生活中扮演着重要的角色，能够为人们工作、生活提供良好的视觉条件，营造舒适的光环境。

本设计采纳单片机作为操纵系统，克服了传统照明设备耗能、不便于调剂光强等缺点，实现了对光强调整的人性化、智能化的操纵。

设计通过点亮LED灯的数量来调整光照强度，LED灯点亮的个数越多，光线越充沛。

我所做的智能调光系统，是单片机依照AD模块搜集光敏传入的数据，及时地调整对光强的操纵，当外界光照较强时，光照系统提供的光照强度相应较弱，外界光照较弱时，光照系统提供的光照较强，解决了LED照明灯自动开启、关闭、自适应调整等问题，达到了最正确调光成效。

关键词：

智能调光；光敏传感器；LED灯；光照强度

Abstract

Theintelligentlight-controlsystemplayimportantroleinourlife.Itcanmakepeoplerest,workandlivewithagoodvisualconditionandexcellentpsychologicalfeelings,whichcreateacomfortableenvironment.

Thisdesignusethesinglechipmicro-computerasthecontrolsystem,overcomethetraditionallightingsystem’sheavyenergyconsumption,noteasytoadjustlightintensityandothershortcomings,realizethehumanizationandintelligentadjustmentcontrol.Thesinglechipmicro-computeradjuststhelightintensityaccordingtotheADmoduledatafromthephoto-sensitive.Iftheoutsidelightbecomestrong,thenthelightingsystemprovidedweaklight;Iftheoutsidelightisweak,thelightingsystemprovidethestronglightcorrespondingly,whichsolvetheLEDlightopenandcloseautomaticallyandadaptiveadjustmentproblems,achievedthebestlightingeffect.

Keywords:

intelligentlight-conditioning;;LED;illumination

1绪论

研究背景和意义

随着社会的进展，照明系统已经成为各类场合具体应用的不可或缺的一部份，它乃至在舞台灯光、城市路灯、家居环保中起着举足轻重的作用，而其核心模块确实是单片机智能操纵系统。

但关于一些大型的应用处合，如：

露天停车场、活禽养殖厂、工厂操纵车间等，都存在光照顾用不合理，电力能源过度消耗等严峻问题，乃至城市光污染愈来愈成为一个新的议题。

智能调光系统不仅能够解决上述问题，还能够使灯在有需要的时候自动开启或关闭，而且能够做到自适应调整，以达到对外界的最正确照明成效。

成功地幸免了灯在不需要的时候开启或需要时关闭，大大的幸免了没必要要的电力能源浪费，关于地球环保和能源的节约，能够起到庞大的推动作用。

据靠得住调查，一个城市每一年在电力消耗的经济支出上关于一般人来讲简直是一个天文数字，且一个人一生中的没必要要的用电都可能供城市公用路灯系统支持几天。

智能光照系统若是能够普及化，不仅能够为财政部门省下了一大笔的开支，使其能够将节省下的资金投资到更成心义的地址去，使得城市能够更好、更快的进展。

同时关于世界来讲，更是能够取得庞大的节约能源成效，关于绿色地球的实现做出庞大的奉献。

展望一下以后，智能调光系统的应用前景是十分光明的。

伴随着物联网技术的普遍应用和传感器技术领域的冲破，人们能够加倍方便操纵各类灯光了。

时下正在兴起的无线技术，也为智能调光增添了一缕新的色彩。

智能调光系统能够普遍应用于智能家居、聪慧旅店、智能建筑、智能农业等系统中，实时探测环境中的光照强度，即时生成数据并发送到监控平台或系统中心。

如：

（1）聪慧家居——依如实际需要，让你的家敞亮舒适。

（2）聪慧农业——为农作物提供适宜的光照，增进作物的生长。

（3）聪慧厂房——为工厂生产提供适合的光照环境，节约能源消耗。

（4）聪慧楼宇——结合阳光和灯光，让楼宇维持敞亮舒适。

（5）聪慧养殖——为家禽家畜提供适宜的光照，增进其生长繁衍。

指导思想

智能调光系统的自动化调整的操纵方式有很多，本系统采纳STC89C52RC和ADC0808、LED灯、七段数码显示管等相关的光电检测、操纵、显示设备，来设计智能光照系统。

实现能依照外界光线条件通过光敏电阻、AD转换模块等的处置实现操纵LED灯，使其能够依照光线的强度自动调整点亮的LED的个数，使灯光的成效达到最正确，进而电力的消耗也降低到最小。

本设计是基于光敏电阻传感器关于外界光线强弱的感应能力的智能调光系统设计，应用了ADC搜集模块搜集光敏电阻传感器两头的电压值。

当外界光线强度弱到必然程度的时候，此光阴敏电阻的阻值变大，而其两头的电压也相应的增大，若是ADC搜集模块所搜集到的电压值达到设定的阈值（较大），LED灯打开的数量自动增加。

同理，当光线强度大到必然程度的时候，此光阴敏电阻的阻值变小，而其两头的电压也相应的减小，ADC搜集模块所搜集到的电压值达到必然的阈值（较小），LED灯关闭的数量也自动增加。

固然，在上述进程中，也能够利用按钮来调整LED灯点亮的情形，方便地调整对光线的操纵。

2硬件设计

本设计是以光敏电阻能够依照外界光线的强度而改变自身阻值的特性（光线越强，阻值越小；光线越弱，阻值越大）为基础设计的LED照明灯智能调光系统。

其原理是利用光敏电阻感受外界光线强度并体此刻自身阻值的转变上。

光敏电阻的阻值发生转变体此刻电路中，确实是其两头电压的转变。

这一具体转变需要用ADC模块搜集并经处置后显示出来，这就需要利用ADC模块和七段显示数码管了。

另外，由于要操纵的LED灯数量较多（是为了使功能复杂一点），咱们还需要进行并行口扩展。

一样优先选择利用8255芯片。

需要注意的问题

第一，系统的基础模块应该是数据搜集模块，也确实是ADC0808了。

它是不是正常工作关系大局。

它的工作时钟频率不能太低，几KHZ以上即可。

只有提供了适当的时钟脉冲，数据才能被快速地正确的搜集，才能进一步送进单片机内部进行处置，最后才能有效操纵LED显示模块进行显示。

还有一个问题，确实是什么缘故要选择利用LED灯？

LED的内在特点决定了它具有很多优势，诸如：

（1）体积小。

（2）耗电量低：

LED耗电相当低，直流驱动，功耗（单管～瓦），电光功率转换接近30%。

一样来讲LED的工作电压是2～，工作电流是～；这确实是说，它消耗的电能不超过，相同照明成效比传统光源节能近80%。

（3）利用寿命长：

有人称LED光源为长寿灯。

它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部份，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在适当的电流和电压下，利用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。

（4）高亮度、低热量：

LED利用冷发光技术，发烧量比一般照明灯具低很多。

（5）环保：

LED是由无毒的材料做成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也能够回收再利用。

光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，能够平安触摸，属于典型的绿色照明光源。

（6）牢固耐用：

LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都牢固。

灯体内也没有松动的部份，使得LED不易损坏。

上述一系列的优势，决定了LED灯正在成为主流应用最正确选择。

所利用芯片的简介

单片机芯片

STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机械周期和6时钟/机械周期能够任意选择。

STC89C52RC引脚图如

图2-1所示。

图2-1STC89C52RC引脚图

STC89C52RC引脚功能说明如下：

VCC（40引脚）：

电源电压

VSS（20引脚）：

接地

P0端口（～，39～32引脚）：

P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。

作为输出端口，每一个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，能够作为高阻抗输入。

在访问外部程序和数据存储器时，P0口也能够提供低8位地址和8位数据的复用总线。

现在，P0口内部上拉电阻有效。

在FlashROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，那么输出指令字节。

验证时，要求外接上拉电阻。

P1端口（～，1～8引脚）：

P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P1的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。

表2-1和引脚复用功能

引脚号

功能特性

T2（定时器/计数器2外部计数输入），时钟输出

T2EX（定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制）

P2端口（～，21～28引脚）：

P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P2的输出缓冲器能够驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。

P3端口（～，10～17引脚）：

P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。

P3口除作为一样I/O口外，还有其他一些复用功能，如下表所示：

表2-2P3口引脚复用功能

引脚号

复用功能

RXD（串行输入口）

TXD（串行输出口）

（外部中断0）

（外部中断1）

T0（定时器0的外部输入）

T1（定时器1的外部输入）

（外部数据存储器写选通）

（外部数据存储器读选通）

RST（9引脚）：

复位输入。

当输入持续两个机械周期以上高电平常为有效，用来完成单片机的复位初始化操作。

看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。

特殊寄放器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位能够使此功能无效。

DISRTO默许状态下，复位高电平有效。

ALE/————————PROG（30引脚）：

————————PROG地址锁存操纵信号,ALE是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。

在Flash编程时，此引脚（————————PROG）也用作编程输入脉冲。

在一样情形下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部按时器或时钟利用。

专门强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。

————————PSEN（29引脚）：

————————PSEN外部程序存储器选通信号。

当STC89C52RC从外部程序存储器执行外部代码时，————————PSEN在每一个机械周期被激活两次，而访问外部数据存储器