教室智能照明控制系统软件部分
课题意义在于设计出适合教室的智能控制照明系统，避免了教室内不必要的照明所消耗的电量，达到了节约电能的目的并且能够保证照明。教室智能照明控制系统是以单片机为核心微处理器，利用光照传感器、红外传感器分别检测教室内的光线强度和人员流动，并且将数据传输给单片机。单片机还要接受时钟芯片DS1302发出的时间信号。然后由单片机按照程序流程控制教室的照明设备。设计的教室智能照明控制系统能判断教室内光照强度是否充足，统计教室内的人数，在规定的时间内开启和关闭照明设备，并且拥有手动设置时间的功能。这个系统还能够把时间数据，时间设置菜单显示到液晶显示屏上。关键字 智能照明系统，教室，传感器组件，节能控制
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的意义 1
1.2 智能照明发展现状 2
1.3 论文的主要内容 3
2 系统方案设计 3
2.1 课题研究设想 3
2.2 系统总体方案设计 4
3 系统各部分模块设计 10
3.1 程序语言环境选择 10
3.2 时钟模块 10
3.3 光照检测模块 11
3.4 人数统计模块 13
3.5 按键模块 16
3.6 液晶显示模块 20
3.7 灯光控制模块 23
3.8 系统电源模块 24
4 仿真测试 25
4.1 仿真软件选择 25
4.2 仿真测试结果介绍 25
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录A电路原理图 31
附录B程序代码 32
1 绪论
1.1 课题研究的意义
社会发展的脚步不停向前，科技水平日新月异，与此同时资源利用不当的问题也日益突出。如今能源问题是制约各个国家发展的首要难题，能源危机是全世界需要面对的主要危机。在我国虽然有庞大的资源宝库，电力能源也在不断被开发利用，但是在近年来电力供应紧张的现象仍然存在。我们生活中，时不时都会遇到停电断电的现象。发电企业投资和建设原本就不是一挥而就的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
，漫长的发展周期也是必须要的。快速发展经济的同时离不开充足甚至有所余裕的电力供应，于是电力供求关系互相制约矛盾，难以两全。并且电力供应紧张会对到我们每个人的工作与生活造成各种不方便因素，成为我国经济的发展与社会文明的进步的绊脚石。就目前来看我们很难在短期内得以缓解电力的供应缺口，在可持续发展的原则下，我们势必要选择发展与节约并重。在现下倡导提高节能减排意识已经深入民心，同时节能技术也需要与时俱进，更高效合理的运用能源是社会可持续发展的重要一环。
国家一向对教育的高度重视，受教育者数量自义务教育政策实施起不断增长，教育规模也逐渐随之扩大。目前国内随着教育水平的稳步提高，各类高级院校范围内人员众多，同时对电力的需求也是水涨船高。教育学区遍布各个城市乡镇，教学楼在大学城这样的教育密集区幢幢矗立，鳞次栉比。
可是在学校开放式管理模式的大环境下，部分同学的节约意识有待提高。我们时常会看到很多教室一直存在这样不和谐的现象。学生出早操体育课活动课时候教室内没有人的情况下还亮着日光灯。在节日、假日、双休日开始前忘记关闭日光灯，使得灯光一直开着。有时候在白天光线充足的时候也会开启教室内的灯光。对于电力照明的铺张浪费肯定是与提倡节环保的教育方针相违背的[1]。
长时间开灯，对灯具的损耗是必然的，及时关断能大大降低对使用寿命的消耗。减少了校园管理人员的工作量同时也是能够降低工作失误程度。也能够使得学校减少在电力使用上所浪费掉的额外费用，从而更好的投入资金在其他方面以达到教育资源优化的目的。实施使用这样的系统积极响应国家对科技创新、节能环保政策，对社会可持续发展做出一些微小的工作。同时也是微控制端走进人们日常生活中的一小步，也会是人们生活向着智能控制的一小步。
1.2 智能照明发展现状
80年代，照明行业应运而生在美国兴起，节能灯应用到生活工作的方方面面。随后现代计算机的出现实现了数据处理这一基础技术。同时自动控制技术、新的信息处理等技术也在世界范围内发光发热，全球科技向着全新的信息时代迈步。
进入到信息时代之后，技术的革新为市场带来了新的生机，之前不能解决的问题都在技术的支持上得到了解决，各个行业领域的变化天翻地覆，踏上信息技术创新应用的浪潮[2]。根据社会发展，以及能源问题需要解决的迫切需求，照明智能化技术也成为新时代所带给人们的礼物。
国内外照明行业对于智能照明探索从未停止过，经过研究发明，出现了声音控制灯、光照感应灯、红外线感应灯等。这些发明创造都成为智能照明发展的坚实基石。同时微型处理器件的出现为新一代智能系统带来希望，可以编程的芯片使得复杂的程序设计流程被加入到智能系统中去使得系统更全面完善，很多功能都可以得以实现。根据需要的编程将系统提高到人性化的水平。信号传递技术也成功将系统控制实现远程控制。可以说智能照明系统的发展是一个循序渐进的过程[3]。
在我国一向倡导绿色节能减排政策，对于绿色照明工程也是极为重视。在引进国外的先进技术的同时也在积极寻找绿色照明的发展前路。绿色照明的理念不断被推广，带动着绿色照明业的不断向前。稳步发展的绿色照明为人们带来了更高效节能的照明应用。通过统计可以发现符合推行绿色照明要求的照明设备使得节能效率较之以前提高了约80%。可以说，中国想要维持可持续发展离不开像发展绿色行业这样的一小步[4]。
然而教育设施的电力照明设备基本上只有教育人员以及设备管理方面的人工手动控制，经常为了关灯需要一个教室一个教室去确认。而且智能照明控制的方式一般只有简单的声控感应，红外感应等。这些手段还是存有弊端。手工控制依赖人工控制且耗费大量人力，还会时常出现无法及时到位管理电力的浪费现象。所以一方面需要提高同学们的节能意识，另一方面迫切需求运用高新节能技术避免不必要的电力资源浪费[4]。
针对现在我国学校这样的情况，需要设计一种合理科学的控制方式来智能管理教室灯光。平时我们在不同情况下对需要的光强是不一定相同的，但是学习靠的是听说读写，良好的光照便于看清黑板书本。所以在我们的活动区域，根据当前的环境和工作学习所需要的条件，必须有足够的且适应求的光强照度，所设计的系统也必须要保障正常光照以满足工作学习的需要。并且在无人区域，必须要及时的熄灭灯光从而实现节省电力资源。还要能够辨识时间，在需要的时间内系统要会做好开灯准备。而且在非日常的情况下又能够手动开启，便于检查维修。而且教室人数经常会出现人数不多的情况，比如借空教室进行自主学习并不需要将灯光全部开启[5]。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的意义 1
1.2 智能照明发展现状 2
1.3 论文的主要内容 3
2 系统方案设计 3
2.1 课题研究设想 3
2.2 系统总体方案设计 4
3 系统各部分模块设计 10
3.1 程序语言环境选择 10
3.2 时钟模块 10
3.3 光照检测模块 11
3.4 人数统计模块 13
3.5 按键模块 16
3.6 液晶显示模块 20
3.7 灯光控制模块 23
3.8 系统电源模块 24
4 仿真测试 25
4.1 仿真软件选择 25
4.2 仿真测试结果介绍 25
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录A电路原理图 31
附录B程序代码 32
1 绪论
1.1 课题研究的意义
社会发展的脚步不停向前，科技水平日新月异，与此同时资源利用不当的问题也日益突出。如今能源问题是制约各个国家发展的首要难题，能源危机是全世界需要面对的主要危机。在我国虽然有庞大的资源宝库，电力能源也在不断被开发利用，但是在近年来电力供应紧张的现象仍然存在。我们生活中，时不时都会遇到停电断电的现象。发电企业投资和建设原本就不是一挥而就的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
，漫长的发展周期也是必须要的。快速发展经济的同时离不开充足甚至有所余裕的电力供应，于是电力供求关系互相制约矛盾，难以两全。并且电力供应紧张会对到我们每个人的工作与生活造成各种不方便因素，成为我国经济的发展与社会文明的进步的绊脚石。就目前来看我们很难在短期内得以缓解电力的供应缺口，在可持续发展的原则下，我们势必要选择发展与节约并重。在现下倡导提高节能减排意识已经深入民心，同时节能技术也需要与时俱进，更高效合理的运用能源是社会可持续发展的重要一环。
国家一向对教育的高度重视，受教育者数量自义务教育政策实施起不断增长，教育规模也逐渐随之扩大。目前国内随着教育水平的稳步提高，各类高级院校范围内人员众多，同时对电力的需求也是水涨船高。教育学区遍布各个城市乡镇，教学楼在大学城这样的教育密集区幢幢矗立，鳞次栉比。
可是在学校开放式管理模式的大环境下，部分同学的节约意识有待提高。我们时常会看到很多教室一直存在这样不和谐的现象。学生出早操体育课活动课时候教室内没有人的情况下还亮着日光灯。在节日、假日、双休日开始前忘记关闭日光灯，使得灯光一直开着。有时候在白天光线充足的时候也会开启教室内的灯光。对于电力照明的铺张浪费肯定是与提倡节环保的教育方针相违背的[1]。
长时间开灯，对灯具的损耗是必然的，及时关断能大大降低对使用寿命的消耗。减少了校园管理人员的工作量同时也是能够降低工作失误程度。也能够使得学校减少在电力使用上所浪费掉的额外费用，从而更好的投入资金在其他方面以达到教育资源优化的目的。实施使用这样的系统积极响应国家对科技创新、节能环保政策，对社会可持续发展做出一些微小的工作。同时也是微控制端走进人们日常生活中的一小步，也会是人们生活向着智能控制的一小步。
1.2 智能照明发展现状
80年代，照明行业应运而生在美国兴起，节能灯应用到生活工作的方方面面。随后现代计算机的出现实现了数据处理这一基础技术。同时自动控制技术、新的信息处理等技术也在世界范围内发光发热，全球科技向着全新的信息时代迈步。
进入到信息时代之后，技术的革新为市场带来了新的生机，之前不能解决的问题都在技术的支持上得到了解决，各个行业领域的变化天翻地覆，踏上信息技术创新应用的浪潮[2]。根据社会发展，以及能源问题需要解决的迫切需求，照明智能化技术也成为新时代所带给人们的礼物。
国内外照明行业对于智能照明探索从未停止过，经过研究发明，出现了声音控制灯、光照感应灯、红外线感应灯等。这些发明创造都成为智能照明发展的坚实基石。同时微型处理器件的出现为新一代智能系统带来希望，可以编程的芯片使得复杂的程序设计流程被加入到智能系统中去使得系统更全面完善，很多功能都可以得以实现。根据需要的编程将系统提高到人性化的水平。信号传递技术也成功将系统控制实现远程控制。可以说智能照明系统的发展是一个循序渐进的过程[3]。
在我国一向倡导绿色节能减排政策，对于绿色照明工程也是极为重视。在引进国外的先进技术的同时也在积极寻找绿色照明的发展前路。绿色照明的理念不断被推广，带动着绿色照明业的不断向前。稳步发展的绿色照明为人们带来了更高效节能的照明应用。通过统计可以发现符合推行绿色照明要求的照明设备使得节能效率较之以前提高了约80%。可以说，中国想要维持可持续发展离不开像发展绿色行业这样的一小步[4]。
然而教育设施的电力照明设备基本上只有教育人员以及设备管理方面的人工手动控制，经常为了关灯需要一个教室一个教室去确认。而且智能照明控制的方式一般只有简单的声控感应，红外感应等。这些手段还是存有弊端。手工控制依赖人工控制且耗费大量人力，还会时常出现无法及时到位管理电力的浪费现象。所以一方面需要提高同学们的节能意识，另一方面迫切需求运用高新节能技术避免不必要的电力资源浪费[4]。
针对现在我国学校这样的情况，需要设计一种合理科学的控制方式来智能管理教室灯光。平时我们在不同情况下对需要的光强是不一定相同的，但是学习靠的是听说读写，良好的光照便于看清黑板书本。所以在我们的活动区域，根据当前的环境和工作学习所需要的条件，必须有足够的且适应求的光强照度，所设计的系统也必须要保障正常光照以满足工作学习的需要。并且在无人区域，必须要及时的熄灭灯光从而实现节省电力资源。还要能够辨识时间，在需要的时间内系统要会做好开灯准备。而且在非日常的情况下又能够手动开启，便于检查维修。而且教室人数经常会出现人数不多的情况，比如借空教室进行自主学习并不需要将灯光全部开启[5]。
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