利用紅外線感知控制教室燈光系統(tǒng)的實現(xiàn)

利用紅外線感知控制教室燈光系統(tǒng)

的實現(xiàn)課題研究的背景和意義隨著全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人類社會對于能源的需求越來越大尤其針對我國人口數(shù)量大，耗能高的國情來說，能源消耗問題形勢嚴(yán)峻，而且隨著高校的擴展，教室的擴建，教室照明的需求進一步增多，而如果管理不到位，就會造成能源不必要的浪費，提高教室的用電率是迫在眉睫的問題。而我們所做出的紅外線感知控制教室燈光自動開關(guān)系統(tǒng)就能夠很好地解決這方面的問題。國內(nèi)外對于這方面研究的現(xiàn)狀我們國家應(yīng)經(jīng)在這方面取得了不小的成就，不僅技術(shù)很精湛而且也已做出成品并進行商業(yè)銷售，至于國外，在這個領(lǐng)域也踏足過，同時，他們向更寬廣，更深層次的領(lǐng)域探索發(fā)展。我們從這個課題進行入手，就是發(fā)現(xiàn)了許多還有待值得繼續(xù)探索研究的地方?；竟ぷ髟硖岢隽嘶贛CS-51單片機的教室燈光智能控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了該系統(tǒng)的硬件裝置和相應(yīng)軟件。該系以STC89C52單片機作為控制裝置的智能部件，采用熱釋電紅外人體傳感器集成模塊檢測人體的存在，根據(jù)教室開燈的條件，系統(tǒng)對人體的存在信號和環(huán)境光信號進行智能判斷，完成對教室照明回路的智能控制。所研制的控制器以人體存在作為主要輸入?yún)?shù)，可以實現(xiàn)自動與手動控制兼容。有人存在時，傳感器通過采集人體紅外信號，將信號發(fā)送給控制器，控制自動打開電燈，感知人離開后延時一段時間關(guān)燈，如果教師無人仍然需要燈光，可以打開強制開燈，直到有人關(guān)掉強制開關(guān)。關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)控制模塊的硬件構(gòu)成系統(tǒng)控制單元以單片機主控模塊為核心，其他外圍電路主要包括：ISP下載線模塊，系統(tǒng)供電模塊，硬件時鐘模塊，環(huán)境光摸塊，熱釋電紅外傳感器模塊，燈光驅(qū)動模塊。如圖控制系統(tǒng)的主要硬件電路STC89C52的I/O端口與系統(tǒng)的其他外圍器件借口的鏈接電路具體包括在線編程模塊電路，系統(tǒng)復(fù)位電路，系統(tǒng)供電電路，環(huán)境光采集電路，報警系統(tǒng)電路。熱釋電紅外傳感器模塊的工作原理熱釋電紅外傳感器在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化就會失去平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)過檢測處理后就會產(chǎn)生人體存在信號，為了只對人體紅外輻射敏感，他的輻射照面覆蓋有特殊的菲尼爾濾光片。熱釋電紅外傳感器模塊DYP-ME003主要特性如下：感應(yīng)為全自動式，人體進入感應(yīng)范圍時輸出高電平(3.3V),離開時輸出低電平(0.3V)；人體感應(yīng)模塊感應(yīng)范圍為錐形，感應(yīng)角＜140度，感應(yīng)距離7米以內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)上電后，會有一分鐘左右的初始化時間，當(dāng)系統(tǒng)初始化結(jié)束后，會通過光敏電阻采集環(huán)境的亮度，若達到自習(xí)時對亮度的需求，則無論有人與否都不會開燈，如果沒有達到，教室有人進入時就會亮燈。當(dāng)燈亮后，光敏電阻不再起作用，直到燈滅，才再次對環(huán)境光進行采集輸入。當(dāng)燈打開后，若教室的人全部離開，一分鐘在系統(tǒng)的控制下，燈自動熄滅。課題研究條件我們組同學(xué)對51單片機進行了了解學(xué)習(xí)和并加以利用，并且對電路方面進行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，并且材料方面可以容易的獲得，價格較便宜，經(jīng)費預(yù)算較少，具備一定的相關(guān)方面的知識基礎(chǔ)，擁有大量的資料和參考文件，每位同學(xué)都有很高的熱情和責(zé)任心，團結(jié)一致。時間計劃前期準(zhǔn)備(10.20——11.5)：冷永強負責(zé)前期購買實驗用材并豐富實驗資料，茹滋巖負責(zé)相關(guān)模塊的電路安排，龍嘯負責(zé)模塊的編程前期學(xué)習(xí)。堅輝，孫旭龍同學(xué)負責(zé)對試驗計劃進行改進。中期制作(11.5——12.5)：茹滋巖，堅輝使用DXP設(shè)計整體電路，制作PCB板。孫旭龍負責(zé)元件焊接。龍嘯，冷永強負責(zé)實際編程。小組成員一起進行實驗，如果效果較好，可