教室智能節(jié)能防盜控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)方案

山東大學(xué)掌握科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)課程設(shè)計(jì)名稱：教室節(jié)能防盜掌握系統(tǒng)班級(jí)：測(cè)控二班姓名：教室節(jié)能掌握系統(tǒng)一、摘要：基于AT89S52單片機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)教室節(jié)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)有三種工作模式，夜間防盜、自習(xí)模式和上課模式。系統(tǒng)日光燈受光線強(qiáng)度以及是否有人員在教室里的掌握。三種模式轉(zhuǎn)換自如，每個(gè)模塊交替工作，保證了整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。Abstract：AT89S52microcontrollerbaseddesignofaclassroomsavingsystem.Thesystemhasthreeoperatingmodes,nightsecurity,studymodeandgotoschoolmode.Systemfluorescentlampwithlightintensityandwhetherhavepersonnelcontrolintheclassroom.Threekindsofmodeconversion,eachmoduleworkalternately,ensurestheenergyconservationofthewholesystem,extendtheservicelifeoftheequipment.二、關(guān)鍵詞：AT89S52；熱釋電紅外傳感器；照度探測(cè)器；節(jié)能Keyword：AT89S52；Pyroelectricinfraredsensor；Illuminationdetector。Energyconservation三、背景隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)展，能源問(wèn)題日益突出。中國(guó)是個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，對(duì)能源的依靠性也越來(lái)越大，從而導(dǎo)致能源的缺口也隨之增大。因此，在開(kāi)發(fā)清潔環(huán)保的能源的同時(shí)，節(jié)能也同時(shí)引起了人們的重視。教室作為高等院校主要教案和學(xué)習(xí)溝通場(chǎng)所，為了便于學(xué)生間進(jìn)展學(xué)問(wèn)學(xué)習(xí)的相互動(dòng)態(tài)溝通，通常承受分時(shí)段開(kāi)放式自由治理模式，也就是說(shuō)教室資源沒(méi)有像高中、初中等學(xué)校那樣將其特定到某個(gè)班級(jí)，這樣教室資源的調(diào)配、衛(wèi)生、以及治安維護(hù)等工作均由教室治理人員進(jìn)展靜態(tài)的治理。教室資源的開(kāi)放式治理雖然給學(xué)生進(jìn)展學(xué)習(xí)溝通供給了便捷的場(chǎng)所，但由于缺乏對(duì)應(yīng)的高效調(diào)配治理自動(dòng)化系統(tǒng)，很多教室能源鋪張格外嚴(yán)峻，常常消滅一兩個(gè)人，甚至無(wú)人狀況下，教室照明燈具、風(fēng)扇等長(zhǎng)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)要求時(shí)，照明、風(fēng)扇等耗能電器照舊處于額定運(yùn)行工況，從而造成大量的電能資源鋪張。依據(jù)教室等公共區(qū)域的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可知，教室照明功率密度通常依據(jù)10W/m2進(jìn)展設(shè)，也就是說(shuō)假設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)教室依據(jù)96m2進(jìn)展設(shè)計(jì)，則依據(jù)其照明系統(tǒng)從早晨8點(diǎn)到晚上9點(diǎn)正常運(yùn)行13個(gè)小時(shí)，每個(gè)教室每個(gè)教案年度按160kw·h，整個(gè)學(xué)校共有210間教室進(jìn)展計(jì)算，假設(shè)承受相關(guān)先進(jìn)掌握技術(shù)手段將其照明系統(tǒng)的節(jié)電力量提高30%，則全年大約可以節(jié)約電能資2.28×105kw·h，0.5元進(jìn)展計(jì)算，則全年可以節(jié)約電費(fèi)額為12萬(wàn)元左右，而且上述估算分析中還沒(méi)有考慮教室照明系統(tǒng)的線損、燈具使用壽命等因素，因此，對(duì)教室照明系統(tǒng)等進(jìn)展節(jié)能技術(shù)升級(jí)改造，其所獲得的經(jīng)濟(jì)效益格外可觀，是學(xué)校教室建筑節(jié)能降耗爭(zhēng)論的一個(gè)重要內(nèi)容。四、系統(tǒng)功能概述系統(tǒng)有三種工作模式：夜間防盜、自習(xí)模式和上課模式。1、防盜模式：23:007:00啟動(dòng)熱釋電紅外傳感模塊和紅外報(bào)警裝置，到達(dá)對(duì)整個(gè)教室的安全狀況的監(jiān)控。別的模塊相應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉，不但削減了能耗，也延長(zhǎng)了設(shè)備的試用壽命。熱釋電紅外傳感器一旦檢測(cè)到有人進(jìn)入教室，警報(bào)器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警，保證教室財(cái)產(chǎn)安全。2、上課模式：上課模式的啟動(dòng)由導(dǎo)入的教室課程表打算。課程表有課的時(shí)候，啟動(dòng)上課模式，上課模式啟動(dòng)時(shí)，只有光照度檢測(cè)模塊啟動(dòng)，當(dāng)光強(qiáng)低于設(shè)定值后，啟動(dòng)電燈。3、自習(xí)模式：其他時(shí)間段啟動(dòng)。在此模式下人體檢測(cè)模塊、光照度感器、溫度傳感器工作，此時(shí)我們將對(duì)教室中是否有人以及光強(qiáng)進(jìn)展檢測(cè)，并依據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)電燈實(shí)施掌握，起到節(jié)能的作用。五、系統(tǒng)組成整個(gè)系統(tǒng)以AT89S52為掌握中心，加上溫度、光強(qiáng)檢測(cè)模塊、紅外1所示。時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路報(bào)警輸出裝置光照檢測(cè)電路~220V單片機(jī)溫度檢測(cè)、補(bǔ)償電路掌握電路熱釋電傳感器信號(hào)處理電路1系統(tǒng)構(gòu)造框圖1atmelAT89S52，其功能特性為：8k字Flash，256RAM，32I/O216位定時(shí)器/62級(jí)中斷構(gòu)造，全雙工串行口，片內(nèi)晶振準(zhǔn)時(shí)鐘電路?？蛇x擇節(jié)電模式和掉電模式。另外，支持ISP功能，這給調(diào)試系統(tǒng)帶來(lái)極大的便利。溫度傳DALLASDS18B20。它承受的獨(dú)特的1-wire構(gòu)造，它與單片機(jī)之間承受串行數(shù)據(jù)傳送，對(duì)DS18B202、光照度檢測(cè)電路利用光照度傳感器，將光強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為電壓大小，經(jīng)過(guò)一電壓比較器交給單片機(jī)I/O口，經(jīng)過(guò)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)掌握一整列，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)離窗口的燈在適宜的時(shí)候點(diǎn)亮，而靠近窗口地方假設(shè)光線夠強(qiáng)，就不會(huì)翻開(kāi)，到達(dá)節(jié)約能源目的。光照度模塊電路光照度模塊電路3、熱釋電紅外探測(cè)器眾所周知,人體都有恒定的體溫,一般在37℃左右會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)為10μm左右的紅外線,而被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體放射的10μm左右的紅外線而進(jìn)展工作的。主要原理是:人體放射的10μm左右的紅外線通過(guò)菲涅爾濾光片增加后聚攏到紅外感應(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(huì)失去電荷平衡,向外釋放電荷,經(jīng)后續(xù)電路檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)。在熱釋電紅外探測(cè)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(zhǎng)為8～12μm之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),并對(duì)自然界中的白光等干擾信號(hào)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,馬上熱釋紅外信號(hào)折射在PIR上。二是將探測(cè)區(qū)內(nèi)分為假設(shè)干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測(cè)區(qū)的移動(dòng)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(hào)。紅外探測(cè)模塊電路這里我們用的是一種可探測(cè)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)械局部和機(jī)械掌握局部組成。通過(guò)機(jī)械掌握局部，帶動(dòng)紅外感應(yīng)局部做微小的左右或圓周運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)位置，使感應(yīng)器和人體之間能形成相對(duì)的移動(dòng)。所以無(wú)論人體是移動(dòng)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(shí)別信號(hào)，到達(dá)探測(cè)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)掌握方面，并實(shí)現(xiàn)紅外防盜和紅外掌握一體化，擴(kuò)大了人體紅外熱釋感應(yīng)器的應(yīng)用范圍。檢測(cè)對(duì)象檢測(cè)對(duì)象象菲涅爾透鏡熱釋電紅外傳感器信號(hào)處理電路熱釋電檢測(cè)電路組成框圖菲涅爾透鏡原理4、報(bào)警電路可承受一般的語(yǔ)音芯片，如美國(guó)ISD公司出品的ISD1420。該芯片支持語(yǔ)音的錄放，結(jié)合簡(jiǎn)潔的掌握引腳既可實(shí)現(xiàn)報(bào)警輸出。5、溫度檢測(cè)模塊，主要是起關(guān)心作用，夏天時(shí)，假設(shè)室溫到達(dá)跟人體溫度相近，可能會(huì)引起熱紅外探測(cè)器的誤判，參加溫度反響模塊可以降低誤判率。DS18B206I/O而掌握日光燈的開(kāi)關(guān)。六、軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，本系統(tǒng)可在keil環(huán)境下承受c語(yǔ)言模塊化設(shè)計(jì)，易于維護(hù)和功能擴(kuò)大。主程序流程如圖２。2系統(tǒng)主程序流程圖七、功能展望本系統(tǒng)還未充分發(fā)揮主控芯片的全部性能，可依據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要做進(jìn)一步的擴(kuò)大。如加上無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)用上位機(jī)掌握多個(gè)教室的信息采集，從而實(shí)現(xiàn)一幢教案樓的掌握；再如可加上學(xué)生身份信息識(shí)別系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生上課，上自習(xí)的考勤；可加上視頻監(jiān)控，組成一個(gè)更大更完善的系統(tǒng)等。本文只對(duì)教室節(jié)能掌握系統(tǒng)做了介紹，而實(shí)際上，智能系統(tǒng)有很寬闊的應(yīng)用領(lǐng)域。如溫室智能掌握系統(tǒng)，智能家居系統(tǒng)，汽車智能關(guān)心駕駛系統(tǒng)等。科技進(jìn)展日月異，智能系統(tǒng)將因其高效節(jié)能、便利易用，將逐步走進(jìn)我們的生活。八、完畢語(yǔ)照信息實(shí)現(xiàn)了對(duì)教室照明燈具的自動(dòng)掌握,削減了電能的鋪張,提高了資源利用率。承受計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,大大降低了治理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,到達(dá)了節(jié)能的目的。九、個(gè)人體會(huì)通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多。課程設(shè)計(jì)是培育學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問(wèn)、覺(jué)察、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題，熬煉實(shí)踐力量的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作力量的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)展的日日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活潑的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)把握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是格外重要的。回首此次課程設(shè)計(jì)，我感慨頗多，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這些日子里，有苦有樂(lè)，但是學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以穩(wěn)固了以前所學(xué)過(guò)的學(xué)問(wèn)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的學(xué)問(wèn)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論學(xué)問(wèn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論學(xué)問(wèn)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)效勞，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手力量和獨(dú)立思考的力量。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中覺(jué)察了自己的缺乏之處，對(duì)以前所學(xué)