单片机的智能灯光控制系统设计
摘 要本课题主要设计了一款智能灯光控制系统，实现了一种可以实现红外遥控开关LED灯，能够根据周围环境光线强弱自动开关灯并且能够具备检测周围环境中是否有人从而自动关灯的控制器系统，该系统还可以通过手机蓝牙APP对灯光进行无线控制。以STC89C51单片机作为主控芯片，压缩了整个系统的设计成本，缩短开发时间，降低功率消耗等指标。系统主要由单片机最小系统以及液晶屏显示电路、DS1302计时电路、HC-SR501热释电传感器电路和光敏传感器等电路组成，通过测试之后知道这种系统不仅在系统内部运行稳定流畅，在人机交互体验感上亦具备很好的效果。可应用于人群聚集的公共场所，例如在图书馆，停车场等领域。
目录
一、引言 1
（一）智能灯光控制器的发展背景 1
（二）智能灯光控制器的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 2
二、方案设计及元器件选择 3
（一）智能灯光控制器的方案设计 3
（二）元器件介绍 3
（1）STC89C51单片机简介 3
（2）光敏传感器简介 4
（3）HC06蓝牙模块 4
（4）热释电红外传感器简介 4
（5）红外遥控发射与接收模块简介 5
三、系统硬件设计 6
（一）最小系统电路设计 7
（二）光敏传感器电路设计 7
（三）热释电红外传感器电路设计 8
（四）蓝牙遥控电路设计 9
（五）红外遥控发射与接收模块电路设计 9
（六）DS1302实时时钟芯片电路设计 10
四、系统软件设计 11
（一）主程序流程图设计 11
（二）光敏传感器软件流程设计 11
（三）热释电传感器工作流程设计 13
（四）红外遥控工作流程设计 13
五、实物制作与安装15
（一）仿真系统测试 15
（二）调试问题及解决结果 16
（三）实物制作与安装. 16
六、总结与展望 20
参考文献 25
附录一 原理图 26
附录 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
二 PCB图27
附录三 元件列表 28
引言
（一）智能灯光控制器的研究背景
本文配置的这个系统和以往的智能灯光控制器系统不同的是，控制核心应用了STC89C51单片机，尽管这种类型的单片机芯片比较老，但结合到该器件的成本和内部配置来看，这款器件具备广泛的实用性，本课题应用它作为主控也是基于此条件，把它的内部设计到该智能灯光控制器系统中，能够缩短软硬件电路设计调试周期，系统设计资料可以在图书馆和网络或图书馆中发现，这对确保毕业设计的成功性有很大保障。
图书馆等室内灯光不能及时根据人流的有无来进行开关灯或依据人的多少进行光亮度的调节，而这款器具就可以解决问题，通过手机下载蓝牙APP，可以远程操作开关灯，具有很好便捷性。还可以根据人流的密集程度，调节光的光亮成度，可以避免不必要的浪费。
（二）智能灯光控制器的国内外发展现状
参照前不久国外杂志刊登的一个报道显示英国肯特大学的设计人员推出了一种新型设计并取得了专利，这款设计与这次论文所研究的智能灯光控制系统有点类似，在性能和使用的主要传感器方面都近乎相似，而他们所取得的成果是将这种类型的智能灯光控制系统中的所有智能传感器进行了集成，而且将它植入到一片芯片中，为此他们还为这块芯片配置了一个高效率的低沉散热模块，通过该技术完美的解决了智能灯光控制系统在运行过程中的发热问题，极大延长了芯片的使用寿命使产品当前国内对于相关研究所取得的成果主要体现在智能传感器的选材上，开发人员称要想提升智能灯光控制器系统的功效必须在它的传感电路上大做文章，因此他们在相关电路的设计上，将主要研发重心都放在了如何规划传感电路的配置。洛杉矶市从2010年开始，为节约电费的成本，将会在五年之内把普通照明灯改造为LED路灯，同时安装远程的控制系统。路灯由LED节能灯泡和爱立信开发的4G LTE无线通信技术集成，通过数据化技术通过网络对人口密集的地区进行网络覆盖，提供高效节能的公共照明服务。2014年，荷兰N329公路段被改造成第一条能够发光的“智能公路”，“智能公路”主要安装了节能灯具，随着车辆的靠近，亮度会逐渐提高，车辆通过后关闭，而且路标也可以根据车辆的行驶快慢显示。上海顺舟智能科技股份有限公司自2015年开始致力与ZigBee智能照明控制器的应用与推广，通过无线通信模块，配合专业的硬件和软件的设计，具有通信距离长，抗干扰能力强等优点，方便灯光的调节,监控和维护。英唐众创技术有限公司在2018年开始研发的LED智能照明控制系统设计，可以根据工作环境中是否存在人员，和对环境的光亮强度进行自动的调控，节约电能。
（三）本文主要研究内容
目前智能照明朝着新时代发展，其中离不开LED技术，控制技术，IT技术，传感技术，通信技术等技术的推动。这些技术对于云端技术的要求普遍比较严格，成本相对比较大，只能是单纯的窄带的通道服务，达不到大数据的传输服务，没有一个大众化的平台，且只运用在工业上，达不到个人的应用普及。因此，现阶段需要平民化，大众化，使智能灯光可以真正进入生活中，普及出去。而该设计的系统主要是应用在大众化，人流密集度高的大学校园，图书馆进行推广和使用。可以让使用者自主设置灯光的开启，室内外光线的强度和是否有人而自动启闭灯光。
1.设计LCD1602液晶屏显示电路，并配置显示电路与单片机之间的通信接口电路，通过单片机的P0口作为数据收发总线，实现对智能灯光控制器系统运行过程中的对时间日期等参数的高清晰度显示；
2.配置DS1302型RTC电路，在软件上构建三线式串行接口将RTC时钟模块与单片机进行连接，通过DS1302芯片内部高精度振荡器的工作实现精准的计时功能；
3.配置光敏感应电路，通过对LS5V光敏传感器的使用，实现对光照实时值的采集，将检测信号送入单片机后实现灯光的光控功能；
4.配置人体红外信号检测电路，对周围是否有人走动进行持续检测，通过热释电对人体的检测实现系统的无人自动关灯功能；
5.设计HX1838接收头电路，实现红外遥控功能，将接收到的红外线数据进行处理；
6.配置HC06蓝牙遥控电路，能够实现用户通过手机蓝牙APP对灯光的无线控制。
通过对这些电路的构建，构建一款可以实现红外遥控开关LED灯，并且能够根据周围环境光线强弱自动开关灯，能够具备检测周围环境中是否有人从而自动开关灯的控制系统。
方案设计及元器件选择
（一）智能灯光控制器的方案设计
目录
一、引言 1
（一）智能灯光控制器的发展背景 1
（二）智能灯光控制器的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 2
二、方案设计及元器件选择 3
（一）智能灯光控制器的方案设计 3
（二）元器件介绍 3
（1）STC89C51单片机简介 3
（2）光敏传感器简介 4
（3）HC06蓝牙模块 4
（4）热释电红外传感器简介 4
（5）红外遥控发射与接收模块简介 5
三、系统硬件设计 6
（一）最小系统电路设计 7
（二）光敏传感器电路设计 7
（三）热释电红外传感器电路设计 8
（四）蓝牙遥控电路设计 9
（五）红外遥控发射与接收模块电路设计 9
（六）DS1302实时时钟芯片电路设计 10
四、系统软件设计 11
（一）主程序流程图设计 11
（二）光敏传感器软件流程设计 11
（三）热释电传感器工作流程设计 13
（四）红外遥控工作流程设计 13
五、实物制作与安装15
（一）仿真系统测试 15
（二）调试问题及解决结果 16
（三）实物制作与安装. 16
六、总结与展望 20
参考文献 25
附录一 原理图 26
附录 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
二 PCB图27
附录三 元件列表 28
引言
（一）智能灯光控制器的研究背景
本文配置的这个系统和以往的智能灯光控制器系统不同的是，控制核心应用了STC89C51单片机，尽管这种类型的单片机芯片比较老，但结合到该器件的成本和内部配置来看，这款器件具备广泛的实用性，本课题应用它作为主控也是基于此条件，把它的内部设计到该智能灯光控制器系统中，能够缩短软硬件电路设计调试周期，系统设计资料可以在图书馆和网络或图书馆中发现，这对确保毕业设计的成功性有很大保障。
图书馆等室内灯光不能及时根据人流的有无来进行开关灯或依据人的多少进行光亮度的调节，而这款器具就可以解决问题，通过手机下载蓝牙APP，可以远程操作开关灯，具有很好便捷性。还可以根据人流的密集程度，调节光的光亮成度，可以避免不必要的浪费。
（二）智能灯光控制器的国内外发展现状
参照前不久国外杂志刊登的一个报道显示英国肯特大学的设计人员推出了一种新型设计并取得了专利，这款设计与这次论文所研究的智能灯光控制系统有点类似，在性能和使用的主要传感器方面都近乎相似，而他们所取得的成果是将这种类型的智能灯光控制系统中的所有智能传感器进行了集成，而且将它植入到一片芯片中，为此他们还为这块芯片配置了一个高效率的低沉散热模块，通过该技术完美的解决了智能灯光控制系统在运行过程中的发热问题，极大延长了芯片的使用寿命使产品当前国内对于相关研究所取得的成果主要体现在智能传感器的选材上，开发人员称要想提升智能灯光控制器系统的功效必须在它的传感电路上大做文章，因此他们在相关电路的设计上，将主要研发重心都放在了如何规划传感电路的配置。洛杉矶市从2010年开始，为节约电费的成本，将会在五年之内把普通照明灯改造为LED路灯，同时安装远程的控制系统。路灯由LED节能灯泡和爱立信开发的4G LTE无线通信技术集成，通过数据化技术通过网络对人口密集的地区进行网络覆盖，提供高效节能的公共照明服务。2014年，荷兰N329公路段被改造成第一条能够发光的“智能公路”，“智能公路”主要安装了节能灯具，随着车辆的靠近，亮度会逐渐提高，车辆通过后关闭，而且路标也可以根据车辆的行驶快慢显示。上海顺舟智能科技股份有限公司自2015年开始致力与ZigBee智能照明控制器的应用与推广，通过无线通信模块，配合专业的硬件和软件的设计，具有通信距离长，抗干扰能力强等优点，方便灯光的调节,监控和维护。英唐众创技术有限公司在2018年开始研发的LED智能照明控制系统设计，可以根据工作环境中是否存在人员，和对环境的光亮强度进行自动的调控，节约电能。
（三）本文主要研究内容
目前智能照明朝着新时代发展，其中离不开LED技术，控制技术，IT技术，传感技术，通信技术等技术的推动。这些技术对于云端技术的要求普遍比较严格，成本相对比较大，只能是单纯的窄带的通道服务，达不到大数据的传输服务，没有一个大众化的平台，且只运用在工业上，达不到个人的应用普及。因此，现阶段需要平民化，大众化，使智能灯光可以真正进入生活中，普及出去。而该设计的系统主要是应用在大众化，人流密集度高的大学校园，图书馆进行推广和使用。可以让使用者自主设置灯光的开启，室内外光线的强度和是否有人而自动启闭灯光。
1.设计LCD1602液晶屏显示电路，并配置显示电路与单片机之间的通信接口电路，通过单片机的P0口作为数据收发总线，实现对智能灯光控制器系统运行过程中的对时间日期等参数的高清晰度显示；
2.配置DS1302型RTC电路，在软件上构建三线式串行接口将RTC时钟模块与单片机进行连接，通过DS1302芯片内部高精度振荡器的工作实现精准的计时功能；
3.配置光敏感应电路，通过对LS5V光敏传感器的使用，实现对光照实时值的采集，将检测信号送入单片机后实现灯光的光控功能；
4.配置人体红外信号检测电路，对周围是否有人走动进行持续检测，通过热释电对人体的检测实现系统的无人自动关灯功能；
5.设计HX1838接收头电路，实现红外遥控功能，将接收到的红外线数据进行处理；
6.配置HC06蓝牙遥控电路，能够实现用户通过手机蓝牙APP对灯光的无线控制。
通过对这些电路的构建，构建一款可以实现红外遥控开关LED灯，并且能够根据周围环境光线强弱自动开关灯，能够具备检测周围环境中是否有人从而自动开关灯的控制系统。
方案设计及元器件选择
（一）智能灯光控制器的方案设计
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