教室智能節(jié)能防盜控制系統(tǒng)課程設(shè)計方案

山東大學(xué)掌握科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計報告書課程設(shè)計名稱：教室節(jié)能防盜掌握系統(tǒng)班級：測控二班姓名：教室節(jié)能掌握系統(tǒng)一、摘要：基于AT89S52單片機(jī)設(shè)計的一個教室節(jié)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)有三種工作模式，夜間防盜、自習(xí)模式和上課模式。系統(tǒng)日光燈受光線強(qiáng)度以及是否有人員在教室里的掌握。三種模式轉(zhuǎn)換自如，每個模塊交替工作，保證了整個系統(tǒng)的節(jié)能，延長了設(shè)備的使用壽命。Abstract：AT89S52microcontrollerbaseddesignofaclassroomsavingsystem.Thesystemhasthreeoperatingmodes,nightsecurity,studymodeandgotoschoolmode.Systemfluorescentlampwithlightintensityandwhetherhavepersonnelcontrolintheclassroom.Threekindsofmodeconversion,eachmoduleworkalternately,ensurestheenergyconservationofthewholesystem,extendtheservicelifeoftheequipment.二、關(guān)鍵詞：AT89S52；熱釋電紅外傳感器；照度探測器；節(jié)能Keyword：AT89S52；Pyroelectricinfraredsensor；Illuminationdetector。Energyconservation三、背景隨著經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)展，能源問題日益突出。中國是個能源消費(fèi)大國，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，對能源的依靠性也越來越大，從而導(dǎo)致能源的缺口也隨之增大。因此，在開發(fā)清潔環(huán)保的能源的同時，節(jié)能也同時引起了人們的重視。教室作為高等院校主要教案和學(xué)習(xí)溝通場所，為了便于學(xué)生間進(jìn)展學(xué)問學(xué)習(xí)的相互動態(tài)溝通，通常承受分時段開放式自由治理模式，也就是說教室資源沒有像高中、初中等學(xué)校那樣將其特定到某個班級，這樣教室資源的調(diào)配、衛(wèi)生、以及治安維護(hù)等工作均由教室治理人員進(jìn)展靜態(tài)的治理。教室資源的開放式治理雖然給學(xué)生進(jìn)展學(xué)習(xí)溝通供給了便捷的場所，但由于缺乏對應(yīng)的高效調(diào)配治理自動化系統(tǒng)，很多教室能源鋪張格外嚴(yán)峻，常常消滅一兩個人，甚至無人狀況下，教室照明燈具、風(fēng)扇等長期處于運(yùn)行狀態(tài)；或者在光線強(qiáng)度、溫濕度等條件滿足學(xué)習(xí)要求時，照明、風(fēng)扇等耗能電器照舊處于額定運(yùn)行工況，從而造成大量的電能資源鋪張。依據(jù)教室等公共區(qū)域的照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可知，教室照明功率密度通常依據(jù)10W/m2進(jìn)展設(shè)，也就是說假設(shè)一個標(biāo)準(zhǔn)教室依據(jù)96m2進(jìn)展設(shè)計，則依據(jù)其照明系統(tǒng)從早晨8點(diǎn)到晚上9點(diǎn)正常運(yùn)行13個小時，每個教室每個教案年度按160kw·h，整個學(xué)校共有210間教室進(jìn)展計算，假設(shè)承受相關(guān)先進(jìn)掌握技術(shù)手段將其照明系統(tǒng)的節(jié)電力量提高30%，則全年大約可以節(jié)約電能資2.28×105kw·h，0.5元進(jìn)展計算，則全年可以節(jié)約電費(fèi)額為12萬元左右，而且上述估算分析中還沒有考慮教室照明系統(tǒng)的線損、燈具使用壽命等因素，因此，對教室照明系統(tǒng)等進(jìn)展節(jié)能技術(shù)升級改造，其所獲得的經(jīng)濟(jì)效益格外可觀，是學(xué)校教室建筑節(jié)能降耗爭論的一個重要內(nèi)容。四、系統(tǒng)功能概述系統(tǒng)有三種工作模式：夜間防盜、自習(xí)模式和上課模式。1、防盜模式：23:007:00啟動熱釋電紅外傳感模塊和紅外報警裝置，到達(dá)對整個教室的安全狀況的監(jiān)控。別的模塊相應(yīng)自動關(guān)閉，不但削減了能耗，也延長了設(shè)備的試用壽命。熱釋電紅外傳感器一旦檢測到有人進(jìn)入教室，警報器會自動啟動報警，保證教室財產(chǎn)安全。2、上課模式：上課模式的啟動由導(dǎo)入的教室課程表打算。課程表有課的時候，啟動上課模式，上課模式啟動時，只有光照度檢測模塊啟動，當(dāng)光強(qiáng)低于設(shè)定值后，啟動電燈。3、自習(xí)模式：其他時間段啟動。在此模式下人體檢測模塊、光照度感器、溫度傳感器工作，此時我們將對教室中是否有人以及光強(qiáng)進(jìn)展檢測，并依據(jù)檢測結(jié)果對電燈實施掌握，起到節(jié)能的作用。五、系統(tǒng)組成整個系統(tǒng)以AT89S52為掌握中心，加上溫度、光強(qiáng)檢測模塊、紅外1所示。時鐘電路時鐘電路報警輸出裝置光照檢測電路~220V單片機(jī)溫度檢測、補(bǔ)償電路掌握電路熱釋電傳感器信號處理電路1系統(tǒng)構(gòu)造框圖1atmelAT89S52，其功能特性為：8k字Flash，256RAM，32I/O216位定時器/62級中斷構(gòu)造，全雙工串行口，片內(nèi)晶振準(zhǔn)時鐘電路?？蛇x擇節(jié)電模式和掉電模式。另外，支持ISP功能，這給調(diào)試系統(tǒng)帶來極大的便利。溫度傳DALLASDS18B20。它承受的獨(dú)特的1-wire構(gòu)造，它與單片機(jī)之間承受串行數(shù)據(jù)傳送，對DS18B202、光照度檢測電路利用光照度傳感器，將光強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為電壓大小，經(jīng)過一電壓比較器交給單片機(jī)I/O口，經(jīng)過計算，輸出相應(yīng)的結(jié)果。教室里平行于窗口的方向有幾列電燈就設(shè)置幾個光照傳感器，每個掌握一整列，由于靠近窗口的光線好，遠(yuǎn)離窗口的光線暗，這樣就能使得遠(yuǎn)離窗口的燈在適宜的時候點(diǎn)亮，而靠近窗口地方假設(shè)光線夠強(qiáng)，就不會翻開，到達(dá)節(jié)約能源目的。光照度模塊電路光照度模塊電路3、熱釋電紅外探測器眾所周知,人體都有恒定的體溫,一般在37℃左右會發(fā)出特定波長為10μm左右的紅外線,而被動式紅外探頭就是靠探測人體放射的10μm左右的紅外線而進(jìn)展工作的。主要原理是:人體放射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增加后聚攏到紅外感應(yīng)源上,感應(yīng)元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,經(jīng)后續(xù)電路檢測處理后就能產(chǎn)生探測信號。在熱釋電紅外探測器中有兩個關(guān)鍵性的元件:一個是熱釋電紅外傳感器(PIR>,它能將波長為8～12μm之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?并對自然界中的白光等干擾信號具有抑制作用。另一個是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩個作用:一是聚焦作用,馬上熱釋紅外信號折射在PIR上。二是將探測區(qū)內(nèi)分為假設(shè)干個明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測區(qū)的移動物體(人>能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。紅外探測模塊電路這里我們用的是一種可探測靜止人體的紅外熱釋感應(yīng)器，由透鏡，感光元件，感光電路，機(jī)械局部和機(jī)械掌握局部組成。通過機(jī)械掌握局部，帶動紅外感應(yīng)局部做微小的左右或圓周運(yùn)動，移動位置，使感應(yīng)器和人體之間能形成相對的移動。所以無論人體是移動還是靜止，感光元件都可產(chǎn)生極化壓差，感光電路發(fā)出有人的識別信號，到達(dá)探測靜止人體的目的。此紅外熱釋感應(yīng)器可應(yīng)用于人體感應(yīng)掌握方面，并實現(xiàn)紅外防盜和紅外掌握一體化，擴(kuò)大了人體紅外熱釋感應(yīng)器的應(yīng)用范圍。檢測對象檢測對象象菲涅爾透鏡熱釋電紅外傳感器信號處理電路熱釋電檢測電路組成框圖菲涅爾透鏡原理4、報警電路可承受一般的語音芯片，如美國ISD公司出品的ISD1420。該芯片支持語音的錄放，結(jié)合簡潔的掌握引腳既可實現(xiàn)報警輸出。5、溫度檢測模塊，主要是起關(guān)心作用，夏天時，假設(shè)室溫到達(dá)跟人體溫度相近，可能會引起熱紅外探測器的誤判，參加溫度反響模塊可以降低誤判率。DS18B206I/O而掌握日光燈的開關(guān)。六、軟件設(shè)計軟件設(shè)計是整個系統(tǒng)的靈魂，本系統(tǒng)可在keil環(huán)境下承受c語言模塊化設(shè)計，易于維護(hù)和功能擴(kuò)大。主程序流程如圖２。2系統(tǒng)主程序流程圖七、功能展望本系統(tǒng)還未充分發(fā)揮主控芯片的全部性能，可依據(jù)實際應(yīng)用需要做進(jìn)一步的擴(kuò)大。如加上無線通信模塊實現(xiàn)用上位機(jī)掌握多個教室的信息采集，從而實現(xiàn)一幢教案樓的掌握；再如可加上學(xué)生身份信息識別系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對學(xué)生上課，上自習(xí)的考勤；可加上視頻監(jiān)控，組成一個更大更完善的系統(tǒng)等。本文只對教室節(jié)能掌握系統(tǒng)做了介紹，而實際上，智能系統(tǒng)有很寬闊的應(yīng)用領(lǐng)域。如溫室智能掌握系統(tǒng)，智能家居系統(tǒng)，汽車智能關(guān)心駕駛系統(tǒng)等?？萍歼M(jìn)展日月異，智能系統(tǒng)將因其高效節(jié)能、便利易用，將逐步走進(jìn)我們的生活。八、完畢語照信息實現(xiàn)了對教室照明燈具的自動掌握,削減了電能的鋪張,提高了資源利用率。承受計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,大大降低了治理人員的勞動強(qiáng)度,到達(dá)了節(jié)能的目的。九、個人體會通過課程設(shè)計，我學(xué)到了很多。課程設(shè)計是培育學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問、覺察、提出、分析和解決實際問題，熬煉實踐力量的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作力量的具體訓(xùn)練和考察過程。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)展的日日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計算機(jī)應(yīng)用中空前活潑的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說把握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是格外重要的?；厥状舜握n程設(shè)計，我感慨頗多，從選題到定稿，從理論到實踐，在這些日子里，有苦有樂，但是學(xué)到了很多很多的的東西，同時不僅可以穩(wěn)固了以前所學(xué)過的學(xué)問，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的學(xué)問。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論學(xué)問是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論學(xué)問與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會效勞，從而提高自己的實際動手力量和獨(dú)立思考的力量。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中覺察了自己的缺乏之處，對以前所學(xué)