电子通信工程系 教室红外感应控制灯系统作品申报书.docx

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电子通信工程系教室红外感应控制灯系统作品申报书

编码：

大学生课外学术科技作品竞赛

作品申报书

作品名称：

教室红外感应控制灯系统

院系（部）全称：

电子通信工程系

个人申报者姓名

（集体名称）：

指导教师：

类别：

□自然科学类学术论文

□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文

□科技制作与小发明创造

A2申报者情况（集体项目）

姓名

性别

男

出生年月

1990年7月

申

院系（部）

电子通信工程系

专业

通信工程

报者情况

班级号

联系方式

手机：

电子信箱：

固定电话:

作品全称

教室红外感应控制灯系统

毕业论文题目

合

作者

情况

姓名

性别

年龄

学历

所在单位

顾宁伟

男

21

本科

郑州航空工业管理学院

资

格

认

定

系（部）办公室意见

是否为2008年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校中国学生（含专科生、本科生和研究生）。

□是□否

若是，其学号为：

（盖章）

年月日

院系（部）

团总支意见

本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。

□是□否

负责人签名：

年月日

B3．申报作品情况（科技发明制作）

作品全称

教室红外感应控制灯系统

作品分类

（AB）A．机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）

B．信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）

C．数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）

D．生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等）

E．能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）

作品设计、发明的目的和基本思路

近些年国家一直在提倡低碳生活，这不仅要求我们在生活中不管哪个方面都要有节约意识和环保意识，而且促使我们对科技创新翘首企盼。

我们通过对学校教室照明灯使用情况的了解，意识到虽然我们提倡节约能源、随手关灯，但事实不是这样，教室里所有灯都打开着而屋里却仅有一两个人资源浪费可见一斑，所以采用红外线感应技术和单片机来智能控制室内照明灯的开关，从而仅使与人最近的灯点亮。

首先编译一些程序并下载到单片机中，然后在终端的人体红外感应模块接收到触发信号后传给单片机，单片机再发出指令来控制室内照明灯。

创新点、技术关键和主要技术指标

包括灯点亮后的延时控制和周期性红外线信息采集，运用单片机实现对单个电路及整个系统的电路控制，人体红外线的采集及将此信号转换为控制系统的输入信号，并且以此来灯点亮与熄灭。

人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10微米左右的红外线，被动式红外感应器就是靠探测人体发射的10微米左右的红外线而进行工作的。

作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。

请提供技术性分析说明和参考文献资料）

信息采集方面：

信号探测采用被动式双元热释电红外传感器P2288，并在其表面罩上一个菲涅耳透镜用来提高其探测灵敏度。

在一定距离可对人体散发的红外线进行采集；

控制部分：

本设计以低功耗8951单片机为主控部件，通过对红外传感器模块输出信号的接收，通过内置的程序代码的运行，实现对室内不同位置灯管的控制。

参考文献：

《实用遥感技术》肖景和、赵健

作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果

作品所处

阶段

（A）A实验室阶段B中试阶段C生产阶段

D（自填）

技术转让

方式

作品可展示

的形式

□实物、产品□模型□图纸□磁盘

□现场演示□图片□录像□样品

使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测

此装置安装在每个房间的天花板上，红外智能感应灯的感应角度可达120度，当有人进入感应范围时，传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通电路；人离开后，延时自动关闭，省去人手控制的麻烦，方便、安全、快捷。

主要适用在流动性的公共场所，如学校教室、实验室、餐厅、车站候车室等。

该技术不仅可以轻松智能的控制照明灯更显示人性化设计又能起到经济环保节约资源的作用，市场前景将非常广阔。

专利申报

情况

□提出专利申报

申报号

申报日期年月日

□已获专利权批准

批准号

批准日期年月日

□未提出专利申请

系（部）

团总支签章

年月日

D.推荐者情况及对作品的说明

推荐者情况

姓名

性别

年龄

职称

工作单位

单位电话

住宅电话

手机

推荐者所在

单位签章

（签章）年月日

请对申报者申报情况的真实性作出阐述

请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价

其它说明

推

荐

者

情

况

姓名

性别

年龄

职称

工作单位

单位电话

住宅电话

手机

推荐者所在

单位签章

（签章）年月日

请对申报者申报情况的真实性作出阐述

请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价

其它说明

资格审查

□合格

□不合格

审查人（签名）

负责人（签名）

年月日

团委确认盖章

（团委签章）年月日

校主管部门确认盖章

（科研处行政公章）年月日

E．学校评审委员会评审意见

预

审

意

见

评委（签名）：

负责人（签名）：

年月日

终

审

意

见

评委（签名）：

负责人（签名）：

年月日

附录

大学生课外学术科技作品竞赛

作品说明书

作品名称：

教室红外感应控制灯系统

院系（部）全称：

电子通信工程系

个人申报者姓名

（集体名称）：

指导教师：

类别：

□自然科学类学术论文

□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文

□科技制作与小发明创造

一作品名称

教室红外感应控制灯系统

二模块及程序代码

教室红外感应控制灯系统主要分为三个部分，分别为信号采集模块，信息处理模块，输出控制模块。

考虑到教室实际灯管的分布情况，仅以5个红外感应模块作为信号输入，以4个继电器模拟控制输出（教室内一行的灯座数量为4，考虑到红外感应范围的交叉导致的额外的灯管误开启，所以以相邻两个红外感应的信号输入作为其间的灯管的控制输入，并将感应器放置在相邻灯座之间以及首尾处，如下图）

感应器

灯座

感应器

灯座

感应器

灯座

感应器

灯座

感应器

模块连接简图如下：

下面分别对这三个部分加以说明：

1信息采集模块

采用HC-SR501人体红外感应模块作为信息采集模块，其采用LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，其电气参数如下：

产品型号

HC--SR501人体感应模块

工作电压范围

直流电压4.5-20V

静态电流

<50uA

电平输出

高3.3V/低0V

触发方式

L不可重复触发/H重复触发

延时时间

5-200S（可调）可制作范围零点几秒-几十分钟

封锁时间

2.5S（默认）可制作范围零点几秒-几十秒

电路板外形尺寸

32mm*24mm

感应角度

<100度锥角

工作温度

-15-+70度

感应透镜尺寸

直径:

23mm（默认）

如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平，其可作为信息处理模块的输入。

模块电路图如下：

2信息处理模块

采用以STC89C51RC芯片的单片机为信息处理模块，在试验阶段采用功能完整的单片机开发板作为实践的工具，其芯片管脚如下：

单片机程序如下：

#include

sbitK0=P1^0;//红外模块1作为P1.0输入

sbitK1=P1^1;//红外模块2作为P1.1输入

sbitK2=P1^2;//红外模块3作为P1.2输入

sbitK3=P1^3;//红外模块4作为P1.3输入

sbitK4=P1^4;//红外模块5作为P1.4输入

sbitL0=P2^0;//P2.0作为继电器1的控制输入，同时也是单片机的输出

sbitL1=P2^1;//P2.1作为继电器2的控制输入，同时也是单片机的输出

sbitL2=P2^2;//P2.2作为继电器3的控制输入，同时也是单片机的输出

sbitL3=P2^3;//P2.3作为继电器4的控制输入，同时也是单片机的输出

voidmain（void）

{

while

（1）

{

if（K0&&K1）//以感应器1，2的信息采集输入作为继电器1的控制信号

L0=0;

else

L0=1;

if（K1&&K2））//以感应器2，3的信息采集输入作为继电器1的控制信号

L1=0;

else

L1=1;

if（K2&&K3））//以感应器3，4的信息采集输入作为继电器1的控制信号

L2=0;

else

L2=1;

if（K3&&K4））//以感应器4,5的信息采集输入作为继电器1的控制信号

L3=0;

else

L3=1;

}

}

程序说明：

由于前期试验阶段仅建立小型简单模型，所以在程序的设计上有所精简，没有考虑复杂的实际情况，仅考虑5个红外感应模块作为信号输入，以4个继电器控制输出。

红外模块1作为P1.0输入，红外模块2作为P1.1输入，红外模块3作为P1.2输入，红外模块4作为P1.3输入，红外模块5作为P1.4输入，P2.0作为继电器1的控制输入，P2.1作为继电器2的控制输入，P2.2作为继电器3的控制输入，P2.3作为继电器4的控制输入。

考虑到红外感应范围的交叉导致的额外的灯管误开启，所以以相邻两个红外感应的信号输入作为其间的灯管的控制输入，只有在相邻两个感应器同时感应到人的时候才输出低电平，否则输出高电平。

3输出控制模块

输出控制模块里采用继电器作为灯管的控制部分，以单片机的输出作为控制信号。

模块内电路如下：

从单片机来的控制信号继电器，高电平输入时开关断开，低电平时开关闭合，从而控制灯的亮与灭。

三技术总结

1感应器安装在室内，离地面大约2米，所有器件功耗小、隐蔽性好，但容易受一些热源、光源干扰，应避免灯光近距离直射透镜而产生干扰，且被动接受红外穿透力差，人体的红外辐射易被遮挡，而且易受射频辐射干扰；

2感应器模块采用双元探头，当人从不同方向走入感应范围时其灵敏度会有所不同。

另外，以上程序是简化执行程序，在延时和锁存方面需要完善。

3因是简化模型，单片机程序考虑情况较简单，后期还需将程序精细化，以满足实际情况和保证运行稳定性。