单片机的交流led智能照明系统设计(附件)【字数：9394】
摘 要当今社会，人们生活水平不断提高，对日常照明的要求逐渐变高，环保意识也在增强。所以我设计了一套基于AT89C51单片机为主控制芯片，利用光强度传感器、声音传感器、热释电红外传感器收集照明区域信息的智能照明系统。这个系统可以自动判断室内光照度强弱，如果光照满足人们需求，则不需要开灯，如果光照不满足人们工作生活的需求，则会判断室内有无人员进出，如果没有人员在室内也不会开灯。这个系统是全自动系统，传感器智能的检测传输信号给单片机，让单片机通过继电器控制室内LED灯开关，所以不需要有人进行监控或者操作，节省了人力。还有充分利用日光的照明，和智能检测人员动向的特色，既能节约能源，又非常的便捷实用。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景 1
1.2课题设计目的和意义 1
1.2.1创造环境气氛 1
1.2.2改善生活环境，提高工作效率 1
1.2.3节能环保 1
1.2.3延长光源的使用寿命 1
第二章 智能照明控制原理及硬件 3
2.1智能照明控制方式 3
2.2智能照明控制策略 4
2.3系统的硬件介绍 5
2.3.1AT89C51单片机 5
2.3.2传感器介绍 6
2.3.3LED灯介绍 8
第三章 系统硬件设计 10
3.1热释电红外传感器模块 11
3.2双电压比较器LM393 11
3.3光强度感应模块 13
3.4声音感应模块 14
3.5三个传感器模块总图 15
3.6主控制电路 16
3.6.1单片机复位电路 16
3.6.2晶振电路 16
3.6.3其他引脚所接电路 17
3.7继电器控制的照明电路 17
第四章 系统软件设计 18
4.1系统流程图 18
4.2系统主程序 19
第五章 软件仿真 21
5.1仿真软件介绍 21
5.2仿真模拟情况及结论 21
5.2.1仿真的四种模拟情况 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
21
5.2.2仿真结论 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1背景
如今人们住的房屋建筑都不断升级，建筑物内的照明设备也不单单是用来提供室内光照的变化，反而更多的需要给人们以丰富的视觉效果变化和美感的提升。现阶段，国家提倡各个方面的节能环保，智能照明控制系统被越来越多的使用和发展。
随着科技的不断进步，人们在照明的使用和不断实践中，开始了远距离和智能化的控制。这些系统主要是利用了触发器、继电器或者是单体时钟等在中央控制室内进行综合控制。
1.2课题设计目的和意义
1.2.1创造环境气氛
多种照明控制的方法，能够让同一个建筑内具有多种照明的艺术效果，使建筑物的档次不断的提升。使照明不再单纯的是满足于人们对视觉上明暗的效果，更是可以给人丰富的视觉效果和美的体验。可以根据不同时间，不同要求，不同场合采用不同的控制达到高端的艺术体验。
1.2.2改善生活环境，提高工作效率
智能照明可以有效控制室内整体的照度值，从而提高照度的均匀性，还可以解决频闪效应，不会让室内的人有不舒服，头昏脑涨，眼睛疲劳干涩的感受。
好的照明环境是提高工作效率的一个必要条件。合理的灯光布置，对周围环境的不断检测可以提高照明的质量。
1.2.3节能环保
智能照明系统利用传感器检测照明区域内的信息，通过各种不同的软件设置，对于不同、环境照度，和人员的出入经行精确地设置和合理的管理，实现节能环保的功能。充分利用室内外的自然光，来减少灯光的使用。能够利用最少的能源来达到最好的照明水平，节能效果十分明显。
1.2.3延长光源的使用寿命
智能调光器件可以慢慢的让灯调亮到预定的照度，这样的软启动避免了冲击电流对灯的损害，可以延长灯泡的寿命。降低灯的亮度也可以延长灯的寿命。灯光的逐渐变化还能使人眼有适应的时间，不会有突然变化对人眼不适的感觉。
智能照明控制原理及硬件
2.1智能照明控制方式
1）定时控制
分为计时器控制和实时时钟控制。
计时器控制是由手动控制开关，开启后照明设备打开并持续一段时间，持续的时间是人工设定的，计时器计时结束灯光自动关闭。要想再次打开灯光需要重新手动驱动计时器。这样可以在人离开后自动关闭灯具，使的系统达到节能的效果。如果人还在室内，但是超过了预定时间灯具关闭了，则需要手动再次开启。
实时时钟控制根据预设时间点控制灯具开关。
2）区域场景控制
通过每个调光模块和控制面板等元件，对不同区域内的照明灯具进行不同的切换和控制。
照明系统中，每个回路的级别根据不同的条件和因素进行不同的设置和编程控制。不同回路里的灯具控制方式不同，每个回路设置的亮度水平组成一个场景。每个场景都可以通过操作面板或者远程遥控器进行操作，也能够利用传感器，定时器自动的根据室内情况来控制每个场景的亮度和开关。
区域场景控制使照明产生多种多样的变化，让身处其中的人们有不一样新颖的感受。但是系统的改变需要通过编程修改。
3）亮度感知控制
使用照度传感器等器件控制灯具，使各个地区的灯具能够自动调节亮度和开关，灯具可以随着外界亮度和室内亮度自动变化，使室内的照度一直在人们需要的大小，进而可以节约资源。
系统充分利用外界自然光，通过光照度传感器感应窗边和室内不同的光强度，计算出室内每块区域内的平均照度，然后对比预设的照度值来开关调节每块区域内的灯具，是室内照度不会随着外界天气的变化而变化，让区域内的照度一直维持在需要的值左右。这个系统既能满足人们生活作息对亮度的要求，也能尽可能利用日光来节约能源，减少电的消耗。
但是系统需要能够准确的感知和计算控制当前区域的照度来保证人们活动时视觉的舒适。
4）人员进出活动控制
使用热释红外传感器等器件控制每个模块灯具的开关调节。在建筑物房间内装热释红外传感器，使之检测区域内有无人员的进出和走动，传感器把获得的信息传输给处理器，处理器控制区域内灯光的开关亮度。控制器接收信号并且计算，如果长时间区域内没有检测到人员的走动，控制器会控制灯具调暗或者关闭灯具，从而起到节约资源的作用。传感器需要安装在人员走动明显的区域保证探测的准确性和可靠性。
2.2智能照明控制策略
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景 1
1.2课题设计目的和意义 1
1.2.1创造环境气氛 1
1.2.2改善生活环境，提高工作效率 1
1.2.3节能环保 1
1.2.3延长光源的使用寿命 1
第二章 智能照明控制原理及硬件 3
2.1智能照明控制方式 3
2.2智能照明控制策略 4
2.3系统的硬件介绍 5
2.3.1AT89C51单片机 5
2.3.2传感器介绍 6
2.3.3LED灯介绍 8
第三章 系统硬件设计 10
3.1热释电红外传感器模块 11
3.2双电压比较器LM393 11
3.3光强度感应模块 13
3.4声音感应模块 14
3.5三个传感器模块总图 15
3.6主控制电路 16
3.6.1单片机复位电路 16
3.6.2晶振电路 16
3.6.3其他引脚所接电路 17
3.7继电器控制的照明电路 17
第四章 系统软件设计 18
4.1系统流程图 18
4.2系统主程序 19
第五章 软件仿真 21
5.1仿真软件介绍 21
5.2仿真模拟情况及结论 21
5.2.1仿真的四种模拟情况 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
21
5.2.2仿真结论 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1背景
如今人们住的房屋建筑都不断升级，建筑物内的照明设备也不单单是用来提供室内光照的变化，反而更多的需要给人们以丰富的视觉效果变化和美感的提升。现阶段，国家提倡各个方面的节能环保，智能照明控制系统被越来越多的使用和发展。
随着科技的不断进步，人们在照明的使用和不断实践中，开始了远距离和智能化的控制。这些系统主要是利用了触发器、继电器或者是单体时钟等在中央控制室内进行综合控制。
1.2课题设计目的和意义
1.2.1创造环境气氛
多种照明控制的方法，能够让同一个建筑内具有多种照明的艺术效果，使建筑物的档次不断的提升。使照明不再单纯的是满足于人们对视觉上明暗的效果，更是可以给人丰富的视觉效果和美的体验。可以根据不同时间，不同要求，不同场合采用不同的控制达到高端的艺术体验。
1.2.2改善生活环境，提高工作效率
智能照明可以有效控制室内整体的照度值，从而提高照度的均匀性，还可以解决频闪效应，不会让室内的人有不舒服，头昏脑涨，眼睛疲劳干涩的感受。
好的照明环境是提高工作效率的一个必要条件。合理的灯光布置，对周围环境的不断检测可以提高照明的质量。
1.2.3节能环保
智能照明系统利用传感器检测照明区域内的信息，通过各种不同的软件设置，对于不同、环境照度，和人员的出入经行精确地设置和合理的管理，实现节能环保的功能。充分利用室内外的自然光，来减少灯光的使用。能够利用最少的能源来达到最好的照明水平，节能效果十分明显。
1.2.3延长光源的使用寿命
智能调光器件可以慢慢的让灯调亮到预定的照度，这样的软启动避免了冲击电流对灯的损害，可以延长灯泡的寿命。降低灯的亮度也可以延长灯的寿命。灯光的逐渐变化还能使人眼有适应的时间，不会有突然变化对人眼不适的感觉。
智能照明控制原理及硬件
2.1智能照明控制方式
1）定时控制
分为计时器控制和实时时钟控制。
计时器控制是由手动控制开关，开启后照明设备打开并持续一段时间，持续的时间是人工设定的，计时器计时结束灯光自动关闭。要想再次打开灯光需要重新手动驱动计时器。这样可以在人离开后自动关闭灯具，使的系统达到节能的效果。如果人还在室内，但是超过了预定时间灯具关闭了，则需要手动再次开启。
实时时钟控制根据预设时间点控制灯具开关。
2）区域场景控制
通过每个调光模块和控制面板等元件，对不同区域内的照明灯具进行不同的切换和控制。
照明系统中，每个回路的级别根据不同的条件和因素进行不同的设置和编程控制。不同回路里的灯具控制方式不同，每个回路设置的亮度水平组成一个场景。每个场景都可以通过操作面板或者远程遥控器进行操作，也能够利用传感器，定时器自动的根据室内情况来控制每个场景的亮度和开关。
区域场景控制使照明产生多种多样的变化，让身处其中的人们有不一样新颖的感受。但是系统的改变需要通过编程修改。
3）亮度感知控制
使用照度传感器等器件控制灯具，使各个地区的灯具能够自动调节亮度和开关，灯具可以随着外界亮度和室内亮度自动变化，使室内的照度一直在人们需要的大小，进而可以节约资源。
系统充分利用外界自然光，通过光照度传感器感应窗边和室内不同的光强度，计算出室内每块区域内的平均照度，然后对比预设的照度值来开关调节每块区域内的灯具，是室内照度不会随着外界天气的变化而变化，让区域内的照度一直维持在需要的值左右。这个系统既能满足人们生活作息对亮度的要求，也能尽可能利用日光来节约能源，减少电的消耗。
但是系统需要能够准确的感知和计算控制当前区域的照度来保证人们活动时视觉的舒适。
4）人员进出活动控制
使用热释红外传感器等器件控制每个模块灯具的开关调节。在建筑物房间内装热释红外传感器，使之检测区域内有无人员的进出和走动，传感器把获得的信息传输给处理器，处理器控制区域内灯光的开关亮度。控制器接收信号并且计算，如果长时间区域内没有检测到人员的走动，控制器会控制灯具调暗或者关闭灯具，从而起到节约资源的作用。传感器需要安装在人员走动明显的区域保证探测的准确性和可靠性。
2.2智能照明控制策略
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