序号： 常 州 大 学
毕业设计（论文）前期材料 （2014届） 学 生 王佳丽 学 号 10446406 学 院 怀德学院 专业班级 电子102 题 目 一种智能调光LED楼宇照明灯的设计与实现
类 别 毕业设计 毕业论文□ 校内指导教师 焦竹青 专业技术职务 材 料 目 录
二○一四年三月 序号 名 称 数量 备注 1 毕业设计（论文）任务书 1 2 文献综述（设计类）或开题报告（论文类） 1 3 外文翻译（封面、译文、原文） 1 常州大学毕业设计（论文）任务书 怀德 学院 电子信息工程 专业 电子102 班 王佳丽 同学： 现给你下达毕业设计（论文）任务如下，要求你在预定时间内，完成此项任务。
一、毕业设计（论文）题目 一种智能调光LED楼宇照明灯的设计与实现
二、毕业设计（论文）背景 LED楼宇照明灯智能控制，是利用智能控制系统使LED根据场景、环境进行自动调光的复杂问题。此装置利用单片机完成了LED灯的显示强弱问题。本文详细地介绍了系统硬件和软件的设计过程，基于单片机AT89C51进行楼宇照明控制系统的研究和开发。 本系统是以单片机为控制器的核心，由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。采用本系统具有提高用电效率，节约电能和缓解了用电高峰的电力供应压力双重作用。
三、毕业设计（论文）目标、研究内容和技术要求 目标、内容： 1. 实现LED楼宇照明灯的智能调光的软硬件原理图设计。 2. 根据自然光的明暗变化，自动调节楼宇内的LED照明灯的强弱。 3. 根据人距离LED灯的远近，调节照明灯的强弱。
技术要求: 1. 采用超声波测距传感器对人体进行感应。当感应到人靠近时，接收并且发射信号来调整照明灯的明暗程度。 2. 采用光敏电阻光模块把环境亮度转换成相应的数字电平。然后直接接入单片机IO口引脚。 3. 采用pwm调光技术，把超声波感应人体的距离，根据不同的占空比来控制led灯的强弱。 电子信息工程 系（教研室） 指导教师 焦竹青 系（教研室）主任 主管院长
四、课题所涉及主要参考资料 [1] 向艳. C语言程序设计. [M]. 北京：电子工业出版社,，2008. [2] 徐爱钧.单片机原理应用教程－基于Proteus虚拟仿真[M]. 北京：电子工业出版社，2009. [3] 朱正伟.数字电路逻辑设计.[M].北京：清华大学出版社，2011. [4] Louis Scheffer等．集成电路实现、电路设计与工艺[M]．科学出版社，2008 [5] 丁元杰. 单片微机原理及应用(第3版)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007. [6] 谭浩强．C程序设计[M]．清华大学出版社，2009 [7] 程德福.传感器原理及应用.[M].北京：机械工业出版社，2007.
五、进度安排 周次 工 作 内 容 预 定 目 标 第1周 查阅资料选题 确定毕业设计题目 第2-3周 收集相关资料并翻译 基本完成外文资料的翻译 第4周 下达任务书、撰写文献综述 完成文献综述的撰写 第5-11周 完成51单片机对各模块的设计 实现功能实现 第12~15周 撰写论文 电子稿、打印稿 第16周 毕业答辩准备 论文装订、PPT准备 六、毕业设计时间：2013 年 月 日 2013 年 月 日 七、本毕业设计必须完成的内容 1．调查研究、查阅文献和搜集资料。 2．阅读和翻译与研究内容有关的外文资料（外文翻译不能少于2万印刷字符，约合5000汉字）。 3．撰写开题报告或文献综述，确定设计方案或研究方案。 4．总体设计方案（包括主要开发工具及平台）或研究方案。 5．详细设计方法（包括控制流程图、功能模块、数据流图、程序框图、开发关键技术等）。 6．设计或有关计算的源程序（或论点的证明或验证）。 7．撰写毕业设计。 八、备注
本任务书一式三份，学院、教师、学生各执一份。 学号： 10446406 常 州 大 学 毕业设计（论文）开题报告 （2014届）
题 目 一种智能调光LED楼宇照明灯的设计与实现
学 生 王 佳 丽 学 院 怀德学院 专 业 班 级 电子102 校内指导教师 焦竹青 专业技术职务
二○一四年三月 题目：一种智能调光LED楼宇照明灯的设计与实现 一、前言 1.课题研究意义： 1.1研究的背景 随着计算机网络、通信、控制等技术的发展,智能建筑的发展越来越迅猛。目前，国内大多数智能建筑存在效率低、能耗高的现象。就智能建筑的照明系统来说，许多地方的灯经常是从早到晚开着的，不管这些房间或楼道是否有人，也不管有多少人。或者，当自然光照度很好时，灯不能及时关闭；反之，当自然光照度难以满足人的需求时，又不能及时打开灯光。这种照明方式，不仅造成能源的浪费，而且不能满足人对照明的基本需求，同时也给人的视力造成了很大的影响。现代照明除了满足人的基本生活、学习要求之外，将更注重能量的节省和使用上的便利，以及满足人类工程学的个性方面的要求。特别是近年来大厦内利用计算机工作的人员比例上升，不同视觉要求的工作的数量和复杂程度大大增加。所以要做到合理、经济、节能，首先应采用先进成熟的技术和产品，如电光源、灯具、照明控制系统。因此，适应不同个人和工作需要，结合自动调节与手动调节的智能化照明系统已经成为必不可少了。 而在大学校园的建设热潮中，各大高校和他们的建设者也意识到了智能照明的重要性。相对商业楼宇而言，大学校园里的大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重更多，所以控制教室照明是节能的关键。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平，而且还能节省开支。 1.2研究的目的和意义
1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命 节能是照明控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式，只能是白天关灯，晚上开灯。而采用了智能照明控制系统后，可以根据外界光照的强弱并且在此基础上感应人的距离来使LED灯亮。控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式，在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。
1.2.2 改善工作环境，提高工作效率 良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。合理地选用光源、灯具及性能优越的照明控制系统，都能提高照明质量。智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法，可以有效地控制各种照明场所的平均照度值，从而提高照度均匀性。同时，系统能根据不同的时间段，人们的不同需要，自动调节照度。
1.2.3 提高管理水平 智能照明控制系统是以自动控制为主、人工控制为辅的系统。在一般的情况下，不需要有人的参与，照明系统自动实现开关和调光功能，既大大减少了管理人员的数量，也排除了由于人为因素而出现的不定时开关，影响学校的正常教学、生活秩序的情况。 总的看来，在不久的将来，不仅能实现对办公室植物的控制而且可以实现路边及所有植物的自动浇灌，而且可以加入远程控制，可视频控制，更大限度的节省人力物力，这讲是世界浇灌系统的一个发展趋势。 2.课题的研究目标、内容 目标、内容： 1. 实现LED楼宇照明灯的智能调光的软硬件原理图设计。 2. 根据自然光的明暗变化，自动调节楼宇内的LED照明灯的强弱。 3. 根据人距离LED灯的远近，调节照明灯的强弱。
技术要求: 1. 采用超声波测距传感器对人体进行感应。当感应到人靠近时，接收并且发射信号来调整照明灯的明暗程度。 2. 采用光敏电阻光模块把环境亮度转换成相应的数字电平。然后直接接入单片机IO口引脚。 3. 采用pwm调光技术，把超声波感应人体的距离，根据不同的占空比来控制led灯的强弱。 二、研究方案的确定 1.方案的原理、特点与选择依据 本次设计是设计一种由单片机控制的智能调光装置，可实现楼宇LED灯的智能控制的系统。该系统是通过超声波测距传感器，来对人体进行距离感应，当感应到人体靠近时，超声波测距传感器会通过发射和接受信号来调整LED灯的明暗程度。其核心是单片机和光敏电阻模块以及复位电路和pwm调光技术控制构成。 为了实现以上提到的功能，本设计方案采用如下的设计方案： 在系统工作中，该设计主要采用51单片机为主控芯片，超声波测距模块、led灯及其他元器组成。主要内容是通过超声波测距传感器测试人到灯源的距离，然后通过pwm技术控制灯光的强弱。并配合使用光敏电阻模块，当外接光线低于设定的值时，小灯自动打开。
二、 设计步骤 2.1 系统硬件设计 2.1.1单片机的选择 STC89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 2.1.2照检测方式 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。光敏电阻器的阻值随入射光线的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值可达1~10M欧,在强光条件下，它阻值仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。
2.1.3人体感应方式 超声波接收是用来将探测波回波的声能转换为电信号，实现超声波回波的接收。在被测物距离较远的情况下回波很弱，要求将信号多次放大，放大后的信号整形、比较、触发后产生中断信号，此中断信号向CPU发中断请求，执行中断服务程序中，读取计时器的定时值。 通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。 超声波指向性强，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物 位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
2.1.4 pwm调光技术 脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换及LED照明等许多领域中。 通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了。 简而言之，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。