1、教室燈光的智能控制項目總結 專業年紀：電子信息工程11-1班所在學院：計算機與信息學院摘要： 本項目設計一套教室燈光的智能控制系統，實現教室燈光的智能化控制。其有兩個輸入變量，人體和光強，只有當教室有人和光強低于照明要求時，才打開燈，其它情況，均不開燈。關鍵詞：教室燈光；智能系統二、項目研究內容：（一）、項目的背景：隨著社會和科學技術的發展，人民生活水平的提高，對能源的依賴愈來愈重。而現有的礦物能源數量有限，經不起人類如此巨大的消耗。目前，能源危機成為當今世界各國所共同面對的一個課題。但是，在我國浪費現象還很是嚴重，各地各單位的一部分人對于集體資源的消耗顯得不是很重視，這就導致了資源的嚴重浪費

2、。在我們身邊，這類現象很多，尤為突出的是在我國的各類高等學府，由于依靠人工管理以及一些人缺乏節約意識，造成了電能的浪費。這與現實的社會發展趨勢所不符，與當今節約能源的理念相悖。隨著計算機的普及，自動化趨勢的不斷提高，對于大學教室，其燈光也應實現智能化控制，達到節約用電的目的。 （二）、項目執行情況：2013.5-2013.8 查閱資料及確定項目的實現初步方案：2013.9-2013.12 項目的基本功能實現；2014.1-2014.3 對設計出來的系統進行功能完善，以及優化系統；2014.4-2014.5 對整個設計過程的資料整理； （三）、設計成果： 設計出來的系統能實現以下功能： 1、能在

3、照度值不夠和教室有人的情況下打開燈，當照度值達到或者教室無人時，能夠關燈；2、能實現對參數的調整；3、能實現參數的保存，在掉電以后，無需再次對參數進行設置；4、具有看門狗功能，能夠監測程序是否跑飛，如若跑飛，能自動復位；三、方案概述：（一）、硬件框圖：單片機（AT89S52）A/D轉換模塊人體檢測模塊EEPROM外部存儲器繼電器模塊電源模塊顯示電路調整電路1、 單片機最小系統：我們使用的是AT公司的AT89S52 24PU型號單片機，該單片機芯片較常規單片機有以下優點：具有3組16定時器/計數器，帶有看門狗電路，一個6中斷矢量2級中斷結構，8個中斷源。該芯片具有很豐富的片上資源。電路原理圖：2

4、、A/D轉換模塊：采集光強的變化使用的是光敏電阻，光敏電阻的阻值會隨著光強強度的改變而變化，我們通過采集光敏電阻兩端的電壓值，通過電壓值來度量照度值的大小，我們使用的模數轉換芯片是PCF8951，該芯片是低功耗、8-bit CMOS數據獲取器件。PCF8591具有4個模擬輸入、1個模擬輸出和1個串行I²C總線接口。通過模數轉換測量，理論上度量的照度值可為256個等級（光敏電阻兩端的理論電壓變化范圍為0255）。考慮到采集誤差，將最后一位視為誤差位，故可實現度量的等級為26，等級變化范圍為26。電路原理圖：3、人體檢測模塊： 該模塊使用的是HC-SR501模塊，該模塊采用雙元設計，采用

5、德國原裝進口LHI778探頭設計， 靈敏度高，可靠性強，超低電壓工作模式。但是該模塊電路與單片機的電平存在不匹配現象，我們利用三極管的飽和與截止的特性，使其實現電平的匹配。電路原理圖：4、EEPROM模塊： 使用一個外部數據存儲器，用來保存已設置好的參數，使得系統掉電重啟或者復位重啟后，無需再次對參數的設置。這里使用的是AT24C04芯片，該芯片支持I2C協議，且能保存4KB大小的數據，容量已大大超出我們的需要。電路原理圖：5、按鍵調整電路： 該部分電路的作用是實現參數的調整功能，光敏電阻放置的位置不同，檢測到的數據也不同，其參數需要一個靈活的設置。電路原理圖：6、顯示模塊 該模塊的作用是顯示

6、當前的對照度值的一個度量，以及用來顯示參數，方便參數的調整。我們使用的是兩個共飲數碼管實現顯示功能。電路原理圖：（二）、軟件架構：我們將整個系統工作狀態分成以下三種狀態：關燈狀態：此種狀態燈是關著的，它的執行條件是，室內光強足夠或者室內光強不足但是教室里無人，此種情況是無需開燈的；開燈狀態：這種狀態下燈是打開的，它的執行的條件是，室內光強不夠并且檢測到有人，這時教室燈打開，提供照明；待關燈狀態：此種狀態下的燈是打開的，但是在此階段檢測到教室無人，此時啟動關燈計時，時間到了回到關燈狀態，如若中途檢測到有人，立即回到開燈狀態。主要工作情況：關燈狀態開燈狀態待關燈狀態有人并且照度不夠檢測到無人延遲時

7、間到或照度值達到要求有人照度值達到要求軟件流程圖：中斷處理：c.定時器1b. 定時器0 A.外部中斷 0 b.定時器0中斷 c.定時器1中斷 六、設計過程中遇到的問題：1、HC-SR501模塊與單片機系統之間的電平不匹配，使得兩個模塊之間的通信成了問題；2、在實驗初期，對程序的仿真看的不是很重，經常都是直接燒錄到單片機上，看運行的實際結果，結果因為程序寫的不完善，大大的增加了工作量。該問題在項目設計后期得到了改善。3、不能熟練的掌握EDA工具的使用；4、在完善系統功能，添加時鐘模塊電路出現了困難，添加該功能后，系統工作在掉點后不能自我啟動，須給一個外部中斷才能啟動；七、設計中的不足：1、在整個

8、的項目設計過程中，沒有意識到有關文檔的整理和保存，以及實驗數據的記錄及保存，直到后期才有此方面意識，這為以后的項目設計吸取了經驗：要注重文檔的保存；2、設計成果距離實際應用還有部分不足，而且各個部分是模塊的拼接，未能制作出自己設計的 PCB板，使得項目整體形勢大打折扣；3、項目研究的整體規劃不完善，沒有合理的安排好各個階段的任務，導致項目設計進度有拖延；八、待改進方向：一、設計出的系統在對人體的定位檢測方面還存在缺陷，該系統在對教室的區域劃分，每個區域的人體檢測還存在問題，并且該套系統只能對一個區域監測，多個區域得安裝多套系統或者多個傳感器，而且還需要布置供電線路，其實用功能大大降低，這是未來亟待解決的問題。二、軟件的編寫采用的是前后臺程序，沒有使用操作系統，這也是一個缺點。如果用操作系統的模式來編寫，該套系統的工作性能將會大大提升。三、將時鐘功能完善。八、項目創新點：采用被動式傳感器檢測，功耗很低，達到了節能的目的。八、收獲：各個組員都得到了相應的鍛煉，自身的設計水平、動手能力、思考能力、以及創新能力都有著很大的提高。特別是查找問題這一塊，大家對分析問題，提出解決方案的能力有很大提高，思考問題也越來越全面，學會了將知識應用于實際的設計。一個項目從開始到制作，并不只是對已學知識的應用，更要學習一些新的知識，并學會使用。在項目的設計過程中，大家需要閱讀各個芯片的數據手冊，這鍛煉了