智能臺燈設計.doc

本科畢業(yè)論文（設計）題目智能臺燈設計指導教師職稱助教（碩士）學生姓名學號專業(yè)自動化班級2班院系電子信息工程學院（電子系）完成時間2011年4月30日智能臺燈摘要臺燈已是千家萬戶的必需生活用品，在裝修和娛樂行業(yè)中日漸成為一種不可或缺的裝飾品。但因此，日常生活中，人們經常忘記關燈，帶來了巨大的不必要的能源消耗，再者，天黑人們進入房間，很不方便的去打開開關，甚至能帶來安全隱患。本設計制作了一種基于單片機控制的紅外智能臺燈。其原理是：以人體紅外輻射（波長為9.5um）為傳感信號，當人體在臺燈的范圍內且環(huán)境光強較弱時，自動感應開燈，省去摸黑開燈的麻煩；當人離開臺燈傳感器檢測范圍，自動感應關燈。當坐姿不正確，距桌面太近時燈光控制電路控制燈光變暗，若在一定時間內未離開桌面則自動熄滅；當糾正好坐姿則消除警報，燈光變亮。本文設計的智能臺燈，是單片機在智能小家電中的一個典型應用，具有成本低、實用性強、易于推廣的特點，因此具有很好的應用前景。關鍵詞：臺燈/單片機/紅外IISMARTLAMPABSTRACTLampisthenecessaryvitalcommoditytomillionsofhouseholds,italsotobeakindofneedsinthefieldofdeconomyandentertainment.But,theenormouswasteofenergyismadebyforgettingtoturnoffthelights.Themore,whennightcomes,peopletooktoturnonthelightsveryinconvenientwhentheybeinthehouse,indeeditcomestobringsafehiddentrouble.Thisdesignbasedonsingle-chipprocessorcontrolinfraredintelligentdesklamp.Itsprincipleis:tothehumanbodyinfraredradiation(um)for9.5wavelengthforsensingsignals,whenhumanbodyindesklampandenvironmentwithinthescopeofthelightintensityweaker,automaticinductionlights,savetarnishedopenlamptrouble,Whenpeopleleavedesklampsensordetectionrange,automaticinductionlightsout.Whensittingpositionisnotcorrect,isapartfromdesktoptoocloselightingcontrolcircuitcontrolthelightsdimmed,ifbeinacertaintimehadnotleftdesktopwillautomaticallygoneout.Whenthecorrectpostureistoeliminatealarm,lightsbrighten.Thepaperpresentsthedesignofintelligentmicrocomputerinthedesklamp,itisoneofthetypicalapplicationofintelligentsmallhomeappliance,withlowercost,practicalstrong,easytogeneralizethecharacteristic,thereforeithasagoodapplicationprospect.KEYWORDSlamp,single-chipprocessor,infraredradiationIII目錄中文摘要.I英文摘要.II1緒論.11.1論文選題的背景.11.2論文選題的意義.11.3論文研究的內容.22系統方案設計.32.1系統功能定義.32.2系統功能模塊分析.42.2.1中央控制單元.42.2.2信號處理單元.52.2.3信號處理單元.52.2.4關于LED.62.3本章小結.73硬件電路原理及設計.83.1系統硬件電路工作原理.83.2功能模塊電路工作原理.83.2.1傳感器及信號處理.93.2.2單片機控制下的燈光控制及報警電路.103.3主要器件介紹.103.3.1AT89S51單片機簡介.103.3.2熱釋電紅外傳感器RE2008介紹.14IV3.3.3光敏電阻.153.3.4BISS0001芯片介紹.173.3.53-8線譯碼器74LS138.203.3.6D/A轉化芯片DAC0832.213.3.7四運算放大器LM324.233.4電路原理圖的繪制和電路的焊接.243.4.1D/A轉化芯片DAC0832.243.4.2電路的焊接.243.5本章小結.254系統程序設計.264.1系統總體程序框圖.264.2系統程序流程圖.264.3本章小結.275實驗結果.28致謝.29參考文獻.30附錄一智能臺燈原理圖.31附錄二設計主程序.321緒論1.1論文選題的背景隨著社會進步，人類在不斷追求，市場在不斷變化，高科技應用含量決定著產品發(fā)展的新趨勢和前景，智能化技術在電子產品領域的應用意義深遠。隨著電子產品的快速發(fā)展，家用電器也越來越偏向智能化和人性化，已經應用于實際中的有智能洗衣機，智能電飯鍋，智能電磁爐等，而所用的智能化家用電器都用一個共同的特點，都是利用單片機作為中央控制單元。結合了單片機的智能家用電器和普通家用電器相比，功能上更強，使用更方便，安全可靠性也更高，最重要的是更節(jié)省電能，提高了家用電器的品質。家用電器因為單片機的加入而走向智能化，并且隨著人們生活水平的提高日益走向平民化，我們的生活也隨著家用電器的發(fā)展越來越方便、舒適。隨著家用電器的發(fā)展，作為家用電器當中的小臺燈也要順應科技的發(fā)展步伐走向智能化。雖然按鍵式的臺燈還是臺燈市場的主體，但是，隨著現代電子技術的發(fā)展和人們的需求變化，傳統的臺燈已經感受到產品更新換代的威脅。與其他的智能化家用電器一樣，智能化臺燈有許多普通按鍵臺燈所無法比及的優(yōu)勢，智能化臺燈一方面可以更節(jié)省電能，有利于環(huán)保，另一方面可以糾正使用者的坐姿，預防脊椎變形和眼睛近視。同時，智能臺燈在黑暗的時候自動開關燈的功能也讓使用者使用起來更方便，省去黑暗摸燈的麻煩，而且還配備了可蓄電功能，可以在停電的時候應急。智能型電器產品由于它們的巨大優(yōu)勢將漸漸進入人們的生活中?；谝陨媳尘埃覀兲岢隽嘶趩纹瑱C控制的紅外智能臺燈的設計。而且我們采用的是LED節(jié)能燈，因為LED節(jié)能燈是用高亮度白色發(fā)光二極管發(fā)光源，光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環(huán)保；是新一代固體冷光源，光色柔和、艷麗、豐富多彩、低損耗、低能耗，綠色環(huán)保，適用家庭，商場，銀行，醫(yī)院，賓館，飯店他各種公共場所長時間照明。無閃直流電，對眼睛起到很好的保護作用，是臺燈，手電的最佳選擇。1.2論文選題的意義我國政府非常重視節(jié)能和節(jié)約。1997年11月1日我國頒布了中華人民共和國節(jié)約能源法，節(jié)能已經是法律上的規(guī)定，是我國重要國策之一。智能節(jié)能臺燈最大的優(yōu)點就是省電和方便。方便不用多說了，來之則亮去之則暗，不用動手，更重要的2是能節(jié)省電能。節(jié)省電能還能保護環(huán)境。我國有70%的電能來自火力發(fā)電廠，而火力發(fā)電廠少發(fā)一度電（就是1千瓦時）會減少1千克的CO2排放，而CO2是溫室效應的罪魁禍首。智能節(jié)能臺燈在節(jié)約電能的同時也保護了自然環(huán)境，一舉兩得。目前我國共有四億多近視眼患者，特別是青少年近視的發(fā)病率居世界第二，人數居世界第一。近視正嚴重危害青少年的健康成長。我國的中小學生之所以出現這么嚴重的近視問題，原因是他們在平時在燈下學習或做作業(yè)的時候不注意坐姿，由于離光源太近，久而久之使視力下降，出現了近視眼。目前市場上出售的調光臺燈多為手動式，即根據使用者的需要，用手轉動調光旋鈕，改變臺燈的亮度，雖然有節(jié)約用電的作用，但無防近視功能。為使中、小學生在燈下看書或做作業(yè)時，不能離燈過近，若超過規(guī)定(即調定)的距離，燈光便自動變暗乃至熄滅，而離開規(guī)定距離，燈光則自動變亮，我們設計了一種智能臺燈。它可以在使用者看書寫字姿勢不正確或者距離臺燈太近的時候，燈光會慢慢變暗提醒你糾正，直到你坐姿完全正確為止。1.3論文研究的內容本文設計了一種智能化臺燈，首先可以更節(jié)省電能，其次可以糾正使用者的坐姿，再次智能臺燈在黑暗的時候自動開關燈的功能也讓使用者使用起來更方便，省去黑暗摸燈的麻煩。同時，也可以在停電的時候應急。本文對智能臺燈各部分功能作用予以詳細說明。軟硬件設計均采用模塊化結構，將各模塊設計完成后進行總調試。第一章為緒論，主要闡述了智能節(jié)能臺燈研究的背景及意義。第二章對所設計的系統功能及結構框圖