教室智能節(jié)能防盜控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、 -Your site hereLOGO背景背景v 隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，能源問題日益突出。中國是個(gè)能源消費(fèi)大國，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，對能源的依賴性也越來越大。因此，在開發(fā)清潔環(huán)保的新能源的同時(shí)，節(jié)能也同時(shí)引起了人們的重視。 v 大學(xué)教室為了便于學(xué)生間進(jìn)行知識學(xué)習(xí)的相互動態(tài)交流，通常采用分時(shí)段開放式自由管理模式，也就是說教室資源沒有像高中、初中等學(xué)校那樣將其特定到某個(gè)班級，這樣教室資源的調(diào)配、衛(wèi)生、以及治安維護(hù)等工作均由教室管理人員進(jìn)行靜態(tài)的管理。 v 由于缺乏對應(yīng)的高效調(diào)配管理自動化系統(tǒng)，很多教室能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重，教室照明燈具、風(fēng)扇等長期處于運(yùn)行狀態(tài)；或者在光線強(qiáng)度、溫濕度等條件滿足學(xué)習(xí)要求

2、時(shí)，照明、風(fēng)扇等耗能電器依然處于額定運(yùn)行工況，從而造成大量的電能資源浪費(fèi)。 Your site hereLOGO背景背景 Your site hereLOGO系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 系統(tǒng)有三種工作模式：夜間防盜、自習(xí)模式和上課模式。三種模式由系統(tǒng)時(shí)間確定。Your site hereLOGO 1、防盜模式：每天23:00次日7:00自動啟動。在此模式下系統(tǒng)分支模塊自動啟動熱釋電紅外傳感模塊和紅外報(bào)警裝置，達(dá)到對整個(gè)教室的安全狀況的監(jiān)控。別的模塊相應(yīng)自動關(guān)閉，不但減少了能耗，也延長了設(shè)備的試用壽命。熱釋電紅外傳感器一旦檢測到有人進(jìn)入教室，警報(bào)器會自動啟動報(bào)警，保證教室財(cái)產(chǎn)安全。Your sit

3、e hereLOGOv2、上課模式：上課模式的啟動由導(dǎo)入的教室課程表決定。課程表有課的時(shí)候，啟動上課模式，上課模式啟動時(shí)，只有光照度檢測模塊啟動，當(dāng)光強(qiáng)低于設(shè)定值后，啟動電燈。v3、自習(xí)模式：其他時(shí)間段啟動。在此模式下人體檢測模塊、光照度感器、溫度傳感器工作，此時(shí)我們將對教室中是否有人以及光強(qiáng)進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果對電燈實(shí)施控制，起到節(jié)能的作用。Your site hereLOGO系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成v 整個(gè)系統(tǒng)以AT89S52 為控制中心，加上溫度、光強(qiáng)檢測模塊、紅外傳感模塊、報(bào)警模塊、控制模塊等組成。具體如圖1 所示。 Your site hereLOGO光照度檢測電路光照度檢測電路利用光照

4、度傳感器，將光強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為電壓大小，經(jīng)過一電壓比較器交給單片機(jī)I/O 口，經(jīng)過計(jì)算，輸出相應(yīng)的結(jié)果。教室里平行于窗口的方向有幾列電燈就設(shè)置幾個(gè)光照傳感器，每個(gè)控制一整列，由于靠近窗口的光線好，遠(yuǎn)離窗口的光線暗，這樣就能使得遠(yuǎn)離窗口的燈在合適的時(shí)候點(diǎn)亮，而靠近窗口地方如果光線夠強(qiáng)，就不會打開，達(dá)到節(jié)約能源目的。Your site hereLOGO熱釋電紅外探測器熱釋電紅外探測器 v 眾所周知,人體都有恒定的體溫,一般在37 左右會發(fā)出特定波長為10m 左右的紅外線,而被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10m 左右的紅外線而進(jìn)行工作的。主要原理是:人體發(fā)射的10m 左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強(qiáng)

5、后聚集到紅外感應(yīng)源上,感應(yīng)元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,經(jīng)后續(xù)電路檢測處理后就能產(chǎn)生探測信號。在熱釋電紅外探測器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件:一個(gè)是熱釋電紅外傳感器( PIR) , 它能將波長為812m 之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?并對自然界中的白光等干擾信號具有抑制作用;另一個(gè)是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩個(gè)作用:一是聚焦作用,即將熱釋紅外信號折射在PIR 上;二是將探測區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測區(qū)的移動物體(人) 能以溫度變化的形式在PIR 上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。Your site hereLOGO熱釋電紅外探測器熱釋電紅外探測器 v 這里我

6、們用的是一種可探測靜止人體的紅外熱釋感應(yīng)器，由透鏡，感光元件，感光電路，機(jī)械部分和機(jī)械控制部分組成。通過機(jī)械控制部分，帶動紅外感應(yīng)部分做微小的左右或圓周運(yùn)動，移動位置，使感應(yīng)器和人體之間能形成相對的移動。所以無論人體是移動還是靜止，感光元件都可產(chǎn)生極化壓差，感光電路發(fā)出有人的識別信號，達(dá)到探測靜止人體的目的。此紅外熱釋感應(yīng)器可應(yīng)用于人體感應(yīng)控制方面，并實(shí)現(xiàn)紅外防盜和紅外控制一體化，擴(kuò)大了人體紅外熱釋感應(yīng)器的應(yīng)用范圍。 Your site hereLOGOv溫度檢測模塊，主要是起輔助作用，夏天時(shí)，如果室溫達(dá)到跟人體溫度相近，可能會引起熱紅外探測器的誤判，加入溫度反饋模塊可以降低誤判率。v報(bào)警電路可采用一般的語音芯片，如美國ISD 公司出品的ISD1420。該芯片支持語音的錄放，結(jié)合簡單的控制引腳既可實(shí)現(xiàn)報(bào)警輸出。v日光燈驅(qū)動可用一般繼電器，單片機(jī)I/O控制繼電器通斷，進(jìn)而控制日光燈的開關(guān)。Your site hereLOGO 4 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)程序采用C語言設(shè)計(jì)，主要流程如右圖所示。Your site hereLOGO功能展望功能展望v本系統(tǒng)還未充分發(fā)揮主控芯片的全部性能，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要做進(jìn)一步的擴(kuò)充。如加上無線通信模塊實(shí)現(xiàn)用上位機(jī)控制多個(gè)教室的信息采集，從而實(shí)現(xiàn)一幢教學(xué)樓的控制；再如可加上學(xué)生身份信息識別系統(tǒng)，