2022年教室智能节能防盗控制系统课程设计方案 .docx

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1、精品_精品资料_山东高校掌握科学与工程学院课程设计报告书课程设计名称：教室节能防盗掌握系统班级：测控二班学号： 202202271姓名： 时间： 2022.11.08可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_教室节能掌握系统一、摘要：基于 AT89S52 单片机设计的一个教室节能系统.该系统有三种工作模式,夜间防盗、自习模式和上课模式.系统日光灯受光线强度以及是否有人员在教室里的掌握.三种模式转换自如,每个模块交替工作,保证了整个系统的节能,延长了设备的使用寿命.Abstract ：AT89S52 microcontroller based design of a classroom s

2、aving system.The system has three operating modes, night security, study mode and go to school mode. System fluorescent lamp with light intensity and whether have personnel control in the classroom. Three kinds of mode conversion, each module work alternately, ensures the energy conservation of the

3、whole system, extend the service life of the equipment.二、关键词：AT89S52.热释电红外传感器.照度探测器.节能Keyword：AT89S52. Pyroelectric infrared senso.rIllumination detector .Energy conservation三、背景随着经济社会的进展,能源问题日益突出.中国是个能源消费大国,随着工业化进程的加快,对能源的依靠性也越来越大,从而导致能源的缺口也随之增大.因此,在开发清洁环保的新能源的同可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_时,节能也同时引起了人们的

4、重视.教室作为高等院校主要教案和学习沟通场所,为了便于同学间进行学问学习的相互动态沟通,通常采纳分时段开放式自由治理模式,也就是说教室资源没有像高 中、中学等学校那样将其特定到某个班级,这样教室资源的调配、卫生、以及治安保护等工作均由教室治理人员进行静态的治理.教室资源的开放式治理虽然给同学进行学习沟通供应了便利的场所, 但由于缺乏对应的高效调配治理自动化系统,许多教室能源铺张非常严峻,常常显现一两个人,甚至无人情形下,教室照明灯具、风扇等长期处于运行状态.或者在光线强度、温湿度等条件满意学习要求时,照明、风扇等耗能电器依旧处于额定运行工况,从而造成大量的电能资源铺张.依据教室等公共区域的照明

5、设计规范可知,教室照明功率密度通常依据10W/m2 进行设,也就是说假如一个标准教室依据 96m2 进行设计,就依据其照明系统从早晨8 点到晚上 9 点正常运行 13 个小时,每个教室每个教案年度按160kw h,整个学校共有 210 间教室进行运算,假如采纳相关先进掌握技术手段将其照明系统的节电才能提高30%,就全年大约可以节省电能资源2.28105kw h,假如依据单位电能 0.5 元进行运算,就全年可以节约电费额为 12 万元左右,而且上述估算分析中仍没有考虑教室照明系统的线损、灯具使用寿命等因素,因此,对教室照明系统等进行节能技术升级改造,其所获得的经济效益非常可观,是学校教室建筑节能

6、降耗讨论的一个重要内容.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_四、系统功能概述系统有三种工作模式：夜间防盗、自习模式和上课模式.1、防盗模式：每天 23:00 次日 7:00 自动启动.在此模式下系统分支模块自动启动热释电红外传感模块和红外报警装置,达到对整个教室的安全状 况的监控.别的模块相应自动关闭,不但削减了能耗,也延长了设 备的试用寿命.热释电红外传感器一旦检测到有人进入教室,警报 器会自动启动报警,保证教室财产安全.2、上课模式：上课模式的启动由导入的教室课程表打算.课程表有课的时候,启动上课模式,上课模式启动时,只有光照度检测模块启动, 当光强低于设定值后,启动电灯.3、

7、自习模式：其他时间段启动.在此模式下人体检测模块、光照度感器、温度传感器工作,此时我们将对教室中是否有人以及光强进行检测,并依据检测结果对电灯实施掌握,起到节能的作用.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_五、系统组成整个系统以 AT89S52 为掌握中心,加上温度、光强检测模块、红外传感模块、报警模块、掌握模块等组成.详细如图1 所示.时钟电路报警输出装置光照检测电路单片机220V温度检测、补偿电路掌握电路热释电传感器信号处理电路图 1 系统结构框图1、主控芯片采纳atmel 公司的 AT89S52,其功能特性为： 8k 字节 Flash, 256 字节 RAM , 32 位 I/

8、O 口线,看门狗定时器, 2 个数据指针,三个 16 位定时器 / 计数器,一个 6 向量 2 级中断结构,全双工串行口,片内晶振准时钟电路.可挑选节电模式和掉电模式.另外,支持 ISP 功能,这给调试系统带来极大的便利.温度传感器可采纳美国 DALLAS 公司的数字温度传感器 DS18B20.它采纳的特殊的 1-wire 结构,它与单片机之间采纳串行数据传送,对DS18B20 进行读写编程时,必需严格的保证读写时序.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、光照度检测电路利用光照度传感器,将光强大小转换为电压大小,经过一电压比较器交给单片机 I/O 口,经过运算,输出相应的结果.教

9、室里平行于窗口的方向有几列电灯就设置几个光照传感器,每个掌握一整列,由于靠近窗口的光线好,远离窗口的光线暗,这样就能使得远离窗口的灯在合适的时候点亮,而靠近窗口的方假如光线够强,就不会打开,达到节省能源目的.光照度模块电路3、热释电红外探测器众所周知 , 人体都有恒定的体温 , 一般在 37 左右会发出特定波长为 10 m 左右的红外线 , 而被动式红外探头就是靠探测人可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_体发射的 10 m 左右的红外线而进行工作的.主要原理是: 人体发射的 10m 左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后集合到红外感应源上 , 感应元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时

10、就会失去电荷平稳 , 向外释放电荷 , 经后续电路检测处理后就能产生探测信号.在热释电红外探测器中有两个关键性的元件: 一个是热释电红外传感器 PIR ,它能将波长为 8 12 m 之间的红外信号变化转变为电信号 , 并对自然界中的白光等干扰信号具有抑制作用.另一个是菲涅尔透镜,菲涅尔透镜有两个作用: 一是聚焦作用 , 即将热释红外信号折射在 PIR 上.二是将探测区内分为如干个明区和暗区, 使进入探测区的移动物体 人 能以温度变化的形式在 PIR 上产生变化的热释红外信号.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_红外探测模块电路这里我们用的是一种可探测静止人体的红外热释感应器, 由透

11、镜,感光元件,感光电路,机械部分和机械掌握部分组 成.通过机械掌握部分,带动红外感应部分做微小的左右或圆周运动,移动位置,使感应器和人体之间能形成相对的移动.所以无论人体是移动仍是静止,感光元件都可产生极化压差, 感光电路发出有人的识别信号,达到探测静止人体的目的.此红外热释感应器可应用于人体感应掌握方面,并实现红外防盗和红外掌握一体化,扩大了人体红外热释感应器的应用范畴.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_检测对象菲涅尔透镜热释电红外传感器信号处理电路象热释电检测电路组成框图菲涅尔透镜原理4、报警电路可采纳一般的语音芯片,如美国ISD 公司出品的ISD1420.该芯片支持语音的录

12、放,结合简洁的掌握引脚既可实现报 警输出.5、温度检测模块,主要是起帮助作用,夏天时,假如室温达到跟人体温度相近,可能会引起热红外探测器的误判,加入温度反馈模块可以降低误判率.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_DS18B20的测温原理及内部结构6、日光灯驱动可用一般继电器,单片机I/O 掌握继电器通断,进而掌握日光灯的开关.六、软件设计软件设计是整个系统的灵魂,本系统可在keil 环境下采纳 c 语言模块化设计,易于保护和功能扩充.主程序流程如图.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2 系统主程序流程图七、功能展望本系统仍未充分发挥主控芯片的全部性能,可依据实际应

13、用需要做进一步的扩充.如加上无线通信模块实现用上位机掌握多个教室的信息采集,从而实现一幢教案楼的掌握.再如可加上同学身份信息识别系统,从而实现对同学上课,上自习的考勤.可加上视频监控,组成一个更大更完善的系统等.本文只对教室节能掌握系统做了介绍,而实际上,智能系统有很宽阔的应用领域.如温室智能掌握系统,智能家居系统,汽车智能帮助驾驶系统等.科技进展日新月异,智能系统将因其高效节能、便利易用,将逐步走进我们的生活.八、终止语该掌握系统在保证了教室照度要求的前提下,利用人体信息与光可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_照信息实现了对教室照明灯具的自动掌握 ,削减了电能的铺张 ,提高了资源

14、利用率.采纳运算机的网络化监控 ,系统性能稳固 ,大大降低了治理人员的劳动强度 ,达到了节能的目的.九、个人体会通过课程设计,我学到了许多.课程设计是培育同学综合运用所学学问、发觉、提出、分析和解决实际问题,锤炼实践才能的重要环节,是对同学实际工作才能的详细训练和考察过程.随着科学技术进展的日新日异,单片机已经成为当今运算机应用中空前活跃的领域, 在生活中可以说得是无处不在.因此作为二十一世纪的高校来说把握单片机的开发技术是非常重要的.回首此次课程设计,我感叹颇多,从选题到定稿,从理论到实践,在这些日子里,有苦有乐,但是学到了许多许多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的学问,而且学到了许多

15、在书本上所没有学到过的学问.通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论学问是远远不够的,只有把所学的理论学问与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务, 从而提高自己的实际动手才能和独立摸索的才能.在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,难免会遇到过各种各样的问题, 同时在设计的过程中发觉了自己的不足之处,对以前所学过的学问懂得得不够深刻,把握得不够坚固,感概颇深,在以后的学习中需要投入更大的精力.理论应用于实践,才能实现其价值.在查阅资料中收成学问与欢快,在设计中不断成长,更加明确了今后的方可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_向,这或许就是本次课程设计的最大意义所在.十、参考文献：1 现代传感技术,魏永广 M. 沈阳：东北高校出版社, 2022, 4. 2.8051 单片机实践与应用吴金戌,沈庆阳,郭庭吉M. 北京：清华高校出版社, 2022.可编辑资料 - - - 欢迎下载