教室自動(dòng)關(guān)燈控制系統(tǒng)

PAGEPAGE8作品全稱作品分類（A）A．機(jī)械與控制（包括機(jī)械、儀器儀表、自動(dòng)化控制、工程、交通、建筑等）B．信息技術(shù)（包括計(jì)算機(jī)、電信、通訊、電子等）C．?dāng)?shù)理（包括數(shù)學(xué)、物理、地球與空間科學(xué)等）D．生命科學(xué)（包括生物、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、健康、衛(wèi)生、食品等）E．能源化工（包括能源、材料、石油、化學(xué)、化工、生態(tài)、環(huán)保等）作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點(diǎn)，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)該作品是一個(gè)燈光控制器，是針對(duì)室內(nèi)的燈光來(lái)設(shè)計(jì)的對(duì)于一個(gè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，去教室自習(xí)是意見很平常的事情，但是，不少時(shí)候當(dāng)教室人都走光的時(shí)候教室的燈都還開著，這樣是很浪費(fèi)的電的，對(duì)這樣的現(xiàn)象有兩種解決的方案，一個(gè)就是讓每個(gè)人都去自覺的去關(guān)燈，另外一個(gè)就是讓燈會(huì)判別教室是否有人，如果發(fā)現(xiàn)沒人就自動(dòng)關(guān)燈，相對(duì)于改變起一個(gè)人的習(xí)慣來(lái)說(shuō)，后者顯得更人性化。創(chuàng)新點(diǎn)：人性化，節(jié)省資源。在現(xiàn)在通用的燈光控制系統(tǒng)中，被動(dòng)式紅外線檢測(cè)系統(tǒng)以其低能耗，高靈敏度和簡(jiǎn)單實(shí)用在該市場(chǎng)占有一席之地，但該系列的系統(tǒng)有一個(gè)通?。焊鶕?jù)被動(dòng)式紅外線傳感器的特性，在其檢測(cè)范圍內(nèi)的人體必須有一定的移動(dòng)速度才會(huì)被檢測(cè)到，而教室作為一個(gè)特殊的環(huán)境，人在其中經(jīng)常處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)（即自習(xí)）。對(duì)此我們特意將檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置為自身以恒定的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)代替人的移動(dòng)，解決了這一難題，并通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證.技術(shù)關(guān)鍵：紅外線，單片機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)：通過(guò)紅外線來(lái)判斷室內(nèi)是否有人，然后用單片機(jī)來(lái)判斷是否關(guān)燈，手動(dòng)開關(guān)優(yōu)先級(jí)高于自動(dòng)開關(guān)，在正常狀態(tài)下手動(dòng)開關(guān)恒定為通路狀態(tài)，若教室沒人，則自動(dòng)開關(guān)關(guān)閉，將電燈熄滅，有人進(jìn)入教室時(shí)則自動(dòng)開關(guān)開啟，電燈開啟。而在特殊情況下，則可以將手動(dòng)開關(guān)關(guān)閉，電燈恒關(guān)。這樣可以照顧到教室需要陰暗環(huán)境的特殊要求（例如播放PPT）.作品的科學(xué)性先進(jìn)性（必須說(shuō)明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。請(qǐng)?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說(shuō)明和參考文獻(xiàn)資料）在現(xiàn)如今的燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)，無(wú)論是作為檢測(cè)模塊的如何變化，其受到的限制都比較大，諸如檢測(cè)器本身的耗能問題，測(cè)量精度問題，以及對(duì)檢測(cè)的個(gè)體人的活動(dòng)的較高的要求。例如在傳統(tǒng)被動(dòng)式紅外線傳感器的檢測(cè)模塊中，其要求被檢測(cè)的人體必須在其檢測(cè)范圍有較大的移動(dòng)現(xiàn)象才能檢測(cè)到人體的存在，這在很大程度上限制了檢測(cè)模塊在室內(nèi)常規(guī)檢測(cè)控制燈光尤其是教室這種特殊的環(huán)境下的人體檢測(cè)，而主動(dòng)式的紅外線檢測(cè)模塊其本身就有著較大的電能損耗問題，相比之下也欠缺經(jīng)濟(jì)效益。而本項(xiàng)目的成品綜合考慮到各種產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)，改進(jìn)了人體檢測(cè)模塊，使其在對(duì)人體檢測(cè)方面真正做到靈活而高效，使其使用范圍得到很好的推廣，正如利用檢測(cè)模塊自身的移動(dòng)來(lái)代替人體的移動(dòng)，就避免了人體如果沒有大動(dòng)作就無(wú)法檢測(cè)到的棘手問題，這使教室這種人體活動(dòng)范圍有較大的限制性和聲控功能又無(wú)法使用的特殊環(huán)境也可以做到較輕松地控制電燈開關(guān)。而本成品的控制模塊采用了較簡(jiǎn)單實(shí)用的單片機(jī)控制，在很大程度上減低了成本，做到了實(shí)用，節(jié)省雙面結(jié)合。系統(tǒng)草圖上面的圖是用proteus模擬出來(lái)的電路圖，左邊的兩個(gè)開關(guān)模擬紅外線輸入的信號(hào)，當(dāng)接電源的開關(guān)閉合而接地的開關(guān)斷開的時(shí)候表示紅外線傳感器輸入高電平，當(dāng)接電源的開關(guān)斷開而接地的開關(guān)閉合的時(shí)候表示紅外線輸入的信號(hào)是低電平，由上面的模擬圖可以看出，當(dāng)紅外線有信號(hào)輸入的時(shí)候，P2_0輸出的是高電平5V，當(dāng)紅外線輸入低電平的時(shí)候輸出的是低電平0.02V。（模擬軟件將單片機(jī)的電源接口和接地給省略掉了，所以圖上看不到，實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候?qū)褑纹瑱C(jī)的電源跟控制的電燈的總開關(guān)連在一起，實(shí)現(xiàn)開燈則單片機(jī)工作，關(guān)燈則單片機(jī)停止工作）以下是燒錄進(jìn)單片機(jī)的程序：#include<AT89X51.h>voidmain(void){inti;do{ i=0; for(i=0;i<1200;i++); if(P0_0==1) P2_0=1; else P2_0=0;}while(1);}（現(xiàn)在程序?qū)崿F(xiàn)的只是通過(guò)隔一段時(shí)間判斷紅外線是否有有效信號(hào)輸入來(lái)決定單片機(jī)的P2_0是否輸出高電平，復(fù)雜一點(diǎn)的功能暫時(shí)還沒實(shí)現(xiàn)，功能的完善將在作品的進(jìn)一步完善的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)）作品在何時(shí)、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的評(píng)審、鑒定、評(píng)比、展示等活動(dòng)中獲獎(jiǎng)及鑒定結(jié)果作品所處階段（A）A實(shí)驗(yàn)室階段B中試階段C生產(chǎn)階段D（自填）技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式作品可展示的形式√□實(shí)物、產(chǎn)品√□模型□圖紙□磁盤√□現(xiàn)場(chǎng)演示□圖片□錄像□樣品使用說(shuō)明及該作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明及市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)該產(chǎn)品簡(jiǎn)單易用。當(dāng)有人進(jìn)入室內(nèi)開啟照明系統(tǒng)時(shí)，該產(chǎn)品將同時(shí)運(yùn)作，利用人體紅外線探頭探測(cè)人的存在。在探頭探測(cè)不到人體發(fā)出的紅外線的情況下，會(huì)向控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，使照明系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，從而節(jié)省能源。該產(chǎn)品方便易用，使用人無(wú)需額外做更多麻煩的操作，而且應(yīng)用在日常生活中可以節(jié)約不少能源。該產(chǎn)品可以應(yīng)用在教室等，容易讓人忽略照明系統(tǒng)工作狀態(tài)，從而造成能源浪費(fèi)的室內(nèi)地方。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，成本低廉，且方便易用，使用范圍廣，符合如今社會(huì)倡導(dǎo)的環(huán)保理念。該產(chǎn)品在市場(chǎng)上適合大范圍推廣，且由于其成本低廉，對(duì)節(jié)約能源幫助較大，故在經(jīng)濟(jì)方面能帶來(lái)相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)利益。專利申報(bào)情況□提出專利申報(bào)申報(bào)號(hào)申報(bào)日期年月日□已獲專利權(quán)批準(zhǔn)批準(zhǔn)號(hào)批準(zhǔn)日期年月日√□未提出專利申請(qǐng)科研管理部門簽章年月日

C.當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類課題研究水平概述燈光控制和調(diào)整主要體現(xiàn)在兩方面：一是亮度，即光強(qiáng)的控制，二是色彩的控制?？刂屏炼鹊姆椒ㄖ饕袃煞N：一種是機(jī)械加減法，即通過(guò)控制點(diǎn)亮燈具的數(shù)量，來(lái)達(dá)到發(fā)光總強(qiáng)度的增大或減弱。對(duì)于單燈，則可采用遮光板或可變光闌來(lái)改變燈具透光量；另一種方法是電氣控制法，即使用各種不同的調(diào)光器，改變燈具的工作電壓或電流，從而調(diào)整燈具的發(fā)光強(qiáng)度。這兩種方法各有特點(diǎn)，第一種方法的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)影響色溫，但調(diào)整不夠方便。第二種方法則操作簡(jiǎn)單，且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和程控操作，其缺點(diǎn)是在改變發(fā)光強(qiáng)度的同時(shí)，色溫和顯色性有較大變化。從燈光的電氣控制原理來(lái)說(shuō)，可歸納為通斷控制和發(fā)光強(qiáng)度控制兩種，與此相對(duì)應(yīng)的有開關(guān)控制和調(diào)光控制兩種方法。燈光的開關(guān)控制設(shè)備是指控制照明電路的通斷，亦即控制燈具的點(diǎn)燃和熄滅的各種開關(guān)設(shè)備，包括刀開關(guān)、接觸器和空氣開關(guān)等。其中空氣開關(guān)因具備良好的保護(hù)功能，被子廣泛用作歌舞廳的大功率燈具的通斷控制以及照明總開關(guān)等。采用扳動(dòng)開關(guān)（或稱般形開關(guān)）或空氣開關(guān)來(lái)控制燈光的通斷，是最常見的手動(dòng)（人工）開關(guān)控制設(shè)備。例如HDL11012型12回路開關(guān)板，就是由12組15A的般形開關(guān)加保險(xiǎn)絲組成，可分別控制12路燈光。它適用于電流小于15A的燈具，如各類旋轉(zhuǎn)燈、頻閃燈、紫光燈、激光燈、玻璃球和大多數(shù)的鏡片動(dòng)作型燈具。對(duì)于大功率聚光燈、泛光、追光燈則適宜選用滅弧能力強(qiáng)的DZ型空氣開關(guān)或CJ10型接觸器。由于歌舞廳需要表現(xiàn)豐富多彩的燈光藝術(shù)效果，因此除了使用手動(dòng)操作的開關(guān)設(shè)備外，還用到聲音控制（聲控）、程序控制（程控）甚至電腦控制的多種特殊功能的開關(guān)控制設(shè)備。燈光設(shè)備能使燈光隨音樂節(jié)拍而閃爍、擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。燈光的聲控有兩種方式：一是燈具上具有聲控功能，燈具內(nèi)部裝有話筒、放大器、繼電器或可控硅（晶閘管），直接感受外界的聲音而控制電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，帶動(dòng)燈具作出掃描、搖擺或旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作。另一種是燈控臺(tái)本身具有聲控功能，其原理是把調(diào)音臺(tái)的聲音信號(hào)送入燈控臺(tái)（調(diào)光臺(tái)）的聲控電路，用以控制各組燈光的通斷。這種方式尤其適于控制大量分組的雨燈動(dòng)作，使之隨著音樂節(jié)拍而輪流點(diǎn)燃，造成色彩繽紛的閃爍效果。光控制設(shè)備是利用輕觸式按鈕，通過(guò)數(shù)字控制電路來(lái)觸發(fā)可控硅的通斷，以控制分別編組的各路燈具按一定的程序輪流點(diǎn)燃和熄滅，從而產(chǎn)生一定的藝術(shù)效果。它尤其適于需要不斷輪流通斷，以便達(dá)到連續(xù)變換顏色、花樣和效果的雨燈、聚光燈和邊界燈等燈具。2、調(diào)光控制調(diào)光控制通常是改變通過(guò)燈具的電流或電壓的大小，以連續(xù)調(diào)節(jié)燈具的發(fā)光亮度。按調(diào)光方法來(lái)分有：變陰器調(diào)光、自耦變