室内智能照明控制系统设计与实现
2023-02-11 12:46:58
论文总字数:15700字
摘 要
本次课题设计研究的是室内照明控制方式,尤其是将室内照明朝智能化方向发展,并通过分析原理和方法,提出了一款基于单片机的室内智能照明控制系统。单片机系统的设计一般从硬件和软件两个方面入手,在本文中分别阐述了本系统的硬件部分和软件部分。
本系统在硬件设计上,采用了STC89C52作为核心控制器,使用光敏电阻制成外界光照检测电路,使用两对红外发射管和红外接收管来组成红外检测电路,这两项检测结果通过单片机的输入输出端口被传输到单片机的内部,单片机通过处理,将室内人数通过LED数码管显示出来,这就构成了显示电路,显示电路可以使用户直观的看到室内的人数,照明电路为了方便演示使用了四个LED灯作为替代,在实际使用时可以用单片机驱动继电器来控制实际照明用灯,照明电路可以根据房间人数来自动亮起不同数量的灯,避免室内人数不多时,所有灯都开着,起到了节能的作用,同时,本系统还使用蜂鸣器构筑了报警电路,用于提醒最后离开的人关闭系统总电源,为了使整个系统更加智能,能够满足更多室内的要求,本系统还加入了手动模式,用户可以根据自己的意愿,开启或者关闭任意数量的灯。在设计软件程序时采用主程序调用子程序的方式来编写程序,先编写各个部分的子程序,最后再编写主程序,在编写时,需要先弄清各个部分的工作流程,比如,单片机对外界光照检测模块和红外检测模块反馈结果的处理方式,显示模块需要了解LED数码管的工作方式,根据工作方式了解单片机控制LED数码管显示的流程,并进行编程,之后,还需考虑按键部分,先对按键进行消抖,然后用按键的动作来进行控制。
在硬件和软件设计完成之后,需要将硬件和软件联合起来进行调试,解决遇到的问题,使得系统能够正常运行,并能够满足用户需求。
关键词:单片机;智能照明;红外;继电器
Design and implementation of indoor intelligent lighting control system
Abstract
This subject is designed to study the indoor lighting control mode, especially the indoor lighting toward the intelligent direction of development, and through the analysis of the principle and method, put forward a SCM based indoor intelligent lighting control system. The design of single-chip microcomputer system generally starts from two aspects of hardware and software.
On hardware design, this system adopted the STC89C52 as core controller, using photosensitive resistance into the outside light detection circuit, using two pairs of infrared transmitting tube and infrared receiving tube to form the infrared detection circuit, the two results are transmitted through the MCU I/o port to the interior of the MCU, MCU by processing, will indoor number through the LED digital tube display, this constitutes display circuit, display circuit can see interior, the number of users intuitive lighting circuit in order to facilitate presentation using the four leds as an alternative, In practice can be used when using single chip microcomputer relay to control the actual lighting lamps and lighting circuit can automatically according to the room number on different amounts of light, avoid indoor small Numbers, ran all lights, have played an important role in saving energy, at the same time, the system also USES is constructed by the buzzer alarm circuit, used to remind the last to leave the people total power close system, in order to make the system more intelligent, able to meet with the requirement of indoor, this system also joined the manual mode, the user can according to their wishes, open or close any number of lights. When designing a software program with the method of the main program calls a subroutine to write a program, first write each part of the subroutine, finally in writing the main program, at the time of writing, the work process of each part of the need to find out, for example, The processing method of feedback results of external illumination detection module and infrared detection module by single chip microcomputer, need to know about the LED digital tube display module works, according to the way of working to understand SCM control LED digital tube display process, programming and, later, also need to consider buttons, buttons for shake, then use button action, to carry out control.
After the completion of hardware and software design, it is necessary to combine the hardware and software for debugging to solve the problems encountered, so that the system can operate normally and meet the needs of users.
Keywords: Single chip microcomputer , Intelligent lighting , Infrared , relay
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 引 言 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 课题研究意义 1
1.4 课题研究的内容和目标 2
1.4.1 课题研究内容 2
1.4.2 课题研究目标 2
1.5 本章小结 2
第二章 室内智能照明控制系统总体方案设计 3
2.1 控制方案分析 3
2.2 系统总体设计方案 3
2.3 本章小结 3
第三章 室内智能照明控制系统硬件部分 4
3.1 主控制器 4
3.2 单片机最小系统 4
3.3 电源电路 5
3.4 外界光照检测电路 5
3.5 红外检测电路 6
3.6 显示电路 7
3.7 报警电路 8
3.8 照明电路 9
3.9 本章小结 9
第四章 室内智能照明控制系统件部分 10
4.1 系统的主程序模块 10
4.2 外界光照检测模块 11
4.3 红外检测模块 11
4.4 显示模块 12
4.5 按键模块 13
4.6 本章小结 14
第五章 系统调试 15
5.1 调试方式 15
5.1.1 硬件调试 15
5.1.2 软件调试 15
5.1.3 联动运行 15
5.2 调式中遇到的问题及解决方案 15
5.3 调试结果 16
5.4 本章小结 16
第六章 结论 17
参考文献 18
第一章 引 言
1.1 课题研究的背景
社会在不断发展,人们也越来越向往更好的生活质量,这也催促着科技更加快速的发展,但随之而来的是对电能需求的极度增加,但当今社会,人们的节能意识还很淡薄,很多行为都是对电能的极大浪费。能源缺乏成了全世界都面临的重大问题,我国也不例外,随着中国的高楼逐渐变多,越来越多的房屋需要照明设备,而很多产所对照明设备的打开或关闭的处理不够好,这就造成了电能的浪费,因此,提升室内用电效率就成了决绝电能浪费的重要方法。
对于智能照明的控制,许多国家都在研究,但这些研究成果依然无法达到让人满意的效果,很多地方任需要采用较为传统的手动控制。国内高楼不断建成,室内照明的需求急剧加大,对电能的使用也在疯狂增加,但管理的不妥当,使得学校、公司电能浪费严重,而且对经济也造成了一定的负担,这种浪费与当今社会的节能理念相违背。随着自动化技术的发展,计算机技术的普及,使得灯光管理朝着自动控制的方向发展也成大势所趋。
1.2 国内外研究现状
虽然各个国家都在开发新型的发电方式,但煤,石油和天然气依然是全球各个国家发电的主要方式,而这些都是非可再生能源,用一点少一点,为了节约能源,各个国家都在采取措施,其中,有不少国家都将目光放在了室内智能照明控制上。澳大利亚邦奇开发的Dynalite分布式智能照明控制系统的特点是模块化结构和分布式控制,各功能模块之间通过网络总线直接相互通信,当系统中某个模块出现故障时不会影响其它模块,可靠性高。美国LCamp;D-智能照明控制系统是一套由计算机微处理器控制的低压维电器配电盘组成,按照客户对室内照明的具体要求,设定照明控制的时间、区域、方法来控制独立的回路,也有手动开关直接控制。也有许多家大公司着手研发更加节能的灯具,用这些灯具来替代原先的灯具,可以更加省电。这些现象证明了世界各国都认识到了世界能源的缺失,所以,他们都行动起来节约用电,节约能源。
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