基于红外传感器的教室节能照明控制系统设计(含电路图,Proteus仿真程序)

基于红外传感器的教室节能照明控制系统设计(含电路图,Proteus仿真程序)(任务书,论文16000字,Proteus仿真程序,答辩PPT)
摘  要
目前教室照明的控制通常采用人工的方式来实现，由于受到人为因素的影响，导致存在控制效率低、实时性差、电能浪费严重等问题，已经无法满足日常高效的使用要求。
本文利用STC89C51单片机、HC-SR501热释电传感器、光敏电阻、PCF8591芯片，继电器等元件设计一款教室节能照明控制的硬件。系统硬件工作后，通过读取热释电传感器和光敏电阻的输出确定出教室内光线强度和教室内是否有人，并根据检测结果对继电器模块发命令对照明灯输出的工作状态进行控制，从而实现根据教室内环境变化情况和人员流动的情况对教室环境光线强度进行调节的目的，另外本系统实现了延时关灯功能。本文设计的教室节能照明系统具有结构简单、成本低廉，电能利用率高等优点，实现了照明灯工作过程的合理管控，从而提升了照明灯的整体工作效率。

关键词：单片机；热释电传感器；光线调节；教室节能照明系统

研究内容及论文结构
教室照明节能智能控制系统是根据判别光照度强弱和人体特定红外波谱感应原理，结合人体感应传感其技术，通过数字电路的精确分析判断，实现“按需用电”之目的。当光线达到设定照度值时，节电装置可自动关闭供电电源。即使打开开关，照明灯也不亮（即光线亮度够时，室内有人灯也不亮）。当光线低于设定照度值时，室内有人时，节点装置自动接通电源，室内照明灯亮。当教室无人或教室亮度达到要求，节电装置延时2分钟后，自动关闭供电电源。通过不同的解决方案，多形式、多方位来实现“人走灯灭，节约用电”的效果。
根据论文的研究内容，本文分为6章对教室照明节能智能控制系统的实现过程进行具体的分析，各章节主要研究内容如下：
第1章“绪论”，首先对教室照明节能智能控制系统的研究背景和意义阐述，然后对教室照明节能智能控制系统的国内外的应用情况进行调研。最后对论文的研究内容和结构安排进行规划。
第2章“技术介绍”，对教室照明节能智能控制系统设计中应用的相关技术进行介绍。
第3章“系统总体设计”，本章中对教室照明节能智能控制系统的系统进行分析，在此基础上确定系统的设计方案。
第4章“系统硬件设计”，完成教室照明节能智能控制系统的硬件电路设计，对电路的实现过程和电路的工作原理进行分析。
第4章“系统仿真测试”，在PROTUES软件设计完成系统的仿真测试，对系统实现的功能进行逐一的测试。
第6章“总结与展望”，对教室照明节能智能控制系统的完成情况进行总结，指出本设计方案中存在的不足及未来工作的主要研究方向。
 
功能分析
教室节能灯照明系统需要实现三个功能，一是监测功能，二是显示功能，三控制功能。一是监测功能，系统要实现对环境光线强度、当前时间和人体存在信息的监测。控制功能完成对照明灯的输出控制。显示功能完成对测量光线强度信息、时间信息和照明灯工作状态的显示。
 

目  录
1绪论    1
1.1 研究背景    1
1.2 国内外研究    1
1.3 研究内容及论文结构    2
2 技术介绍    4
2.1 传感器测量技术    4
2.2 单片机控制技术    4
3 系统总体设计    5
3.1 系统分析    5
3.1.1 功能分析    5
3.1.2 需求分析    5
3.1.3 可行性分析    6
3.2 硬件方案设计    6
3.2.1 主要各模块选型分析    7
3.2.2 硬件方案确定    9
4  系统硬件设计    11
4.1 STC89C51主控模块    11
4.1.1 STC89C51单片机介绍    11
4.1.2 STC89C51最小系统    12
4.2 人体感测模块    14
4.2.1 HC-SR501传感器介绍    14
4.2.2 人体感测电路    15
4.3 光线强测量模块    16
4.3.1 光敏电阻介绍    16
4.3.2 PCF8591介绍    16
4.3.3 光强测量电路    17
4.4 时钟模块电路    18
4.4.1 DS1302时钟芯片介绍    18
4.4.2 时钟控制电路    20
4.5 显示模块    20
4.5.1 LCD1602液晶屏介绍    20
4.5.2 液晶屏控制电路    21
4.6 照明灯控制电路    22
4.7 硬件总体电路    23
5  系统仿真测试    24
5.1 仿真原理图设计    24
5.2 系统调试    25
5.2.1 无人模式测试    25
5.2.2 有人模式测试    26
6 总  结    30
参考文献    31