使用51單片機實現教室燈光自動控制系統的設計論文

　　隨著社會經濟和科學技術的發展，人類社會的進步越來越依賴于資源的開發與利用，然而與日俱增的能源需求和有限的資源數量形成了巨大的矛盾，能源短缺問題日益突出，成為一個國家經濟發展的“瓶頸”。在尋找替代品、提高能源利用率和節約能源等幾種緩解能源危機的途徑中，節能無疑是符合可持續發展要求。英國城市大型徹夜燈光照明現象很少見，無論公司和政府部門，都沒有虛浮華麗的所謂“照明工程”。夜晚漫步在倫敦街頭，看不到大面積光華淌瀉與樓體通明的景觀，所有照明都基本以不影響人們的正常生活節奏為準。許多店鋪櫥窗的燈光在打烊后會全部關閉，有些店鋪還采用定時關燈裝置。在政府住宅樓和公寓樓內，樓道里的公用燈也大多采用自動斷電裝置。作為提高能源使用效率最重要的途徑之一，德國政府努力推動能源公司實施“供熱供電結合”，鼓勵能源公司將發電的余熱盡可能用于供暖。2002年，德國頒布了促進“供熱供電結合”的法規，根據這一法規，政府向實施該措施的能源公司，尤其是小型能源公司提供補助，幫助他們置辦相應設備。中國城市每年用于公共照明的能源支出高達280多億，節能空間巨大。其中路燈照明能耗占30%以上。發展城市道路照明的同時，路燈以供街道照明以外，還大力興建了不少景觀照明工程，美化城市的夜景，但同時也帶來了能耗的極大浪費。據統計2005年，我國全社會的總用電量約為24000 億kW·h，照明用電量約為3000 億kW·h，且每年以13% ～ 14%的速度遞增，預計到2010 年，照明用電量將超過5000 億kW·h，新增照明用電2000 億kW·h［1］。對高等院校，據測算，其照明耗電占本單位所有耗電的40% 左右，可見在保證照明質量的前提下，對教室燈光進行自動控制，其節能效益和經濟效益都是相當可觀的。目前對燈光的智能控制，國內外已經開始采用，但針對教室燈光的控制智能系統還不是很完善，依然是人工管理占主導地位?，F在伴隨各類大、中專院校的擴招，教學樓不斷擴建，教室用電負荷不斷加大，教室用電系統管理不善，造成學校資源的浪費與經濟損失，這種做法顯然與當今節約能源的理念相違背。

　　當今許多教室采用比較傳統的照明系統：在主電源經過一個配電箱分出多個支路，這些支路再分別向燈具供電，然后再通過串接在照明中的單雙極開關來通斷供電線路［9］，所以該控制系統只能通過開關來控制燈具，無法實現比較人性化、多功能化的系統管理。如在國內外有些燈光控制系統采用聲控形式但是其沒有經過單片機等芯片的處理使用仍是將采集信號處理后傳遞給邏輯電路來進行燈光控制，假使外界條件惡劣如有噪聲等仍會造成電能的浪費，而且邏輯電路只能實現較少功能，綜合而言，整個系統雖然簡單但是功能不全，而且無法人性化控制?，F代自動化程度不斷提高，計算機技術不斷普及應用，教室燈光系統也應朝著更人性化智能化得方向發展。本系統采用熱釋電紅外傳感器和光敏三極管來感知人體信息和外部光照環境改變，并通過單片機及軟件編程的技術實現燈光系統的控制，達到了部分智能化的控制。

　　課題研究的目的和主要內容：

　　主要研究目的

　　基于AT89C52單片機的教室燈光智能設計

　　加強燈光控制智能化理念

　　主要研究內容

　?。?）燈光控制方案的研究；

　?。?）燈光檢測方案的研究；

　?。?）教室內人數檢測方案的研究；

　?。?）熱釋電紅外傳感器的信息處理；

　?。?）人體與光照環境信號采集與處理；

　?。?）開發單片機系統；

　?。?）實驗測試與數據分析。

　　該系統以AT89S52單片機作為控制裝置的智能部件，采用熱釋紅外人體傳感器檢測人體的存在，采用光敏三極管構成的電路檢測環境光的強度；根據教室合理開燈的條件，系統通過對人體的存在信號和環境光信號的識別和智能判斷，完成對教室照明回路的智能控制。整體系統由人體傳感器感應信號，再送入單片機進行處理，再由單片機控制控制教室燈光。同時將環境亮度檢測、人工控制、報警控制等功能加入到系統中。