7 Chp3 设计方案
3.2 机械部分
机械部分
2
AT89C51主控制模块
• AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单 片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片 机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
教室智能灯光 节能系统
队名： 节能小分队
Chp1
团队简介
Chp2
研究背景 及意义
Chp3
设计方案
Chp4
工作原理及 性能分析
Chp5
创新点 及应用
Chp6
总结与不足
3 Chp1 团队简介
1.1 团队简介
团队简介
• 团队名称：节能小分队； • 指导老师：迟正刚； • 团队队长：崔磊； • 团队成员：黄泽彬、蔡梓超、古敬垚、薛森荣、吴泽坤；
机械部分
3
光采集系统
• 光敏电阻与电阻R构成反向比例放大电路。当光敏电阻的阻值发生变化时，GM端 上的应发生变化，该信号被单片机的模拟通道GM采集，采集的是光敏电阻上的 暗时，光敏电阻上的电压值接近5V，光强时，大约0V，模数转换为数字量后 0~255。
液晶显示驱动模块
• 本设计使用的LM016L液晶模块采用HD44780控制器。HD44780具有简单而功 能较强的指令集，可以实现字符移动、闪烁等功能。
能广泛应用于各大院校， 应用前景广阔
13 Chp6 总结与不足
总结
1
由于教室大小面积各不相同、教室灯光数量不一，教室内部安装智能控制装备的数量也 会有所不同，特别是人体传感器使用的数量受面积的影响更大，一套教室灯光控制系统的应 用也只是在有限的范围内。若教室面积很大，超过人体传感器辐射范围，这样采集的信号可 能会不够准确，进而影响控制设备的运行。为防止这种现象发生，使系统更加可靠，最好采 用多个人体传感器。
人体传感器一般采集的是有活动的人体，若人体静止时，如坐着看书没有活动，这时人 体传感器是不会有信号输出的，故而最好将人体传感器装置设计成在系统运行过程中能够摆 动。
4 Chp2 研究背景及意义
2.1 研究背景？
节能系统介绍
• 针对目前高校教学楼用电设备控制和教学管理不足的现状，以提高 教室用电设备控制的自动化和教学管理的效率为目的，开发了一套 功能较完善的基于总线的智能教室控制系统。
• 1． 应用先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以及实用的 软件平台。
• 2． 采用三层硬件两级网络构成，即“教室检测控制单元、教室 显示控制单元”。
系统“看门狗”模块
• X5045具有三种常用的功能：看门狗定时器、复位控制和EEPROM集成在单个8个 引脚封装的CMOS器件内，将电源监控和看门狗功能与高速三线非易失性存储器组 合装一起，从而在很大程度上降低了系统成本并减少了对电路板空间的要求。
10 Chp4 工作原理及性能分析
工作原理及性能
调查问卷总体情况
本电器部分采用自动控制比较容易实现，考虑到电器元件处理等问题： （1）电源供电电路中集成稳压器温度过高，故我们团队使用9V变压器，在集成稳 压器前串入两只二极管降压，同时增大散热片来解决。 （2）由于模型是在电路板上连接，所以对于器件的摆放是一个问题，对于此问题， 我们采用单片机设计原则，相互有关的元件尽量放得靠近一些，把容易受到干扰的 器件放在边上 （3）有人存在的教室中，若人体超过十秒没有活动，人体传感器是不会有信号输出 的，那么如何判定教室此时有人的问题，对于此问题，我们团队将有人体存在的状 态保持二至五分钟再继续采集信号，并加以处理。
5 Chp2 研究背景及意义
2.2 研究意义？
展翅计划介绍
智能教室控制系统采用的单片机实现对教室光照、自习学生人 数等的数据采集，实现教室使用状态监控与显示，并对教室内部用 电设备进行合理控制和管理，达到高校教学楼教室控制的智能化和 节约化的目标。
6 Chp3 设计方案
3.1 电器制
电器控制
1
人体存在信号采集系统
• 使用两组红外传感器(分别安装在教室门内外两侧)用来计数当前教室内的学生人数。 两组红外传感器依据接收有障碍物(人体)反射回来的红外光并根据对其接收的先后 顺序来判断是否有进入/出去的人(进“+”，出“-”)，进而实现对教室学生人数 的记数。
8 Chp3 设计方案
3.2 机械部分
本系统考虑到环境光足够亮时，无 论是否有人体存在都不开灯；而环境 光不够亮时，有人体存在才开灯，无 人体存在则不开灯。本系统逻辑定义 为：环境光亮时为逻辑“0"(符合光采 集电路输出信号状态)，暗时为“1"， 人体存在为“1"，人体不存在为“0" ，开灯为“1”，关灯为“0"。
首先上电复位后系统处于自动控制 状态。此时当有人进出教室时液晶显 示屏会自动显示人数的加减情况，并 且根据人数的多少与光强的大小来控 人体存制在教传室感里器灯具的有亮本灭身。不发出任何类型的 辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉的 优点。而缺点是容易受各种热源、光源干扰。 由于红外穿透力差，因此人体的红外辐射容易 被遮挡，不易被探头接收；易受射频辐射的干 扰；当环境温度和人体温度接近时，探测和灵 敏度就会明显下降，甚至造成短时失灵。为避 免这种现象的出现，本系统软件程序中设计为 有人体存在状态后间隔1分钟或更长的时间来对 人体存在参数信号的采集。
9 Chp3 设计方案
3.2 机械部分
机械部分
4
系统供电电路
• 本设计采用输出电压为9V的变压器。系统接通220V交流电源后，将220V交流电变 压到9V，经过二极管全波整流、电解电容C1，C2滤波，再经正输出稳压器 LM7805，为了缓冲负载突变，改善瞬态响应，输出端还采用了电容C3，C4，最后 得到+5V的直流电压，用于给控制系统中单片机系统及其它外围电路的Vcc端供电。
11 Chp5 创新点及应用 5.1 创新点
创新点
操作和控制简单，容 易地使用
使用“看门狗”技术有利于 避免程序紊乱，有利于系统 的稳定性
采用点到面的红外线传 感技术监测，有利于数 据采集，同时避免非对 象信号的干扰。
成本低廉 易于普及
12 Chp5 创新点及应用 5.2 应用
应用
教室智能节能灯符合 “节能减排”理念。