大学教室照明光源智能化节能软件设(附件)
本设计是对大学教室照明光源智能化节能进行软件设计，对大学教室的光照强度、人数、用电负荷等数据进行实时测量，通过通讯将相关数据传送到上位机，由上位机进行数据处理与显示，从而实现对大学教室照明光源的节能。设计中以PC机作为上位机，单片机作为下位机。通过使用红外传感器对人体进行检测，统计人数；当有人进入教室的区域时，通过红外热释传感器对人体进行识别，以此来控制灯的亮灭；用光敏电阻所组成的电路来检测当前室内的光照强度，利用光照强度的改变来调节灯的亮度。利用上位机中设计的界面实时显示各个教室的情况。关键词 单片机，上位机，红外热释传感器，光线检测
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 2
1.3 课题主要研究的内容及方法 3
2 系统总体方案 5
2.1 总体控制方案设计 5
2.2 开发软件简介 6
2.3 通信方式选择 6
3 下位机软件设计 10
3.1 单片机控制器 10
3.2 单片机主流程程序设计 11
4 上位机软件设计 13
4.1 上位机总体设计 13
4.2 登录界面设计 15
4.3 账号注册界面设计 16
4.4 教室1界面设计 19
4.5 教室1人数统计图界面设计 24
5 系统调试 25
5.1 实物平台搭建 25
5.2 系统调试结果 26
结论 32
致谢 33
参 考 文 献 34
附录A：原理图 36
附录B：下位机部分代码 37
附录C：上位机部分代码 46
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
随着全球人口数量不停地大量增长，工业化的扩大及工业化程度的提高，人们对资源的需求越来越大，所以人类加大了对地球资源的挖掘，导致本来就不充裕的资源越来越紧张。人口数量的增加，资源的缺少使得原有的能源短缺问题进一步突显出来，使得环境污染越来越严重，也打破了生态平衡，人类赖以生存 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
的环境受到了威胁。为了我们生活的大家园，为了我们的子孙后代，节能减排成了我们必须面对以及解决的问题，有效的节能和保护我们的生态环境不仅是我国要面对的问题，也是全世界要解决的问题。
虽然我国的国土资源比较丰富，但是我国也是人口数量世界排名前几名的国家，所以对各种资源的需求量也随之增加，也达到了世界前几的地步。这一事实现象使得我国资源短缺成为了一种常态，那么资源的节约是必要的。节约资源也是解决资源短缺的有效途径之一。作为学生的我，接触最多的就是学校，我深深地认为学校应该加入到节约资源的队伍中来。高等教育学校培育了大量的优秀人才，创造出了大量的科技成果，是国家科技发展的基地，在这些成果的背后进行过无数次的实验，与此同时也消耗了大量的资源。近年来，各类大、中专院校在不停的扩建，招生人数也在增加，随之而来地学校教室照明的需求自然也变的越来越大。但目前几乎所有的学校对教室照明的管理都存在缺陷，因此大量的电能被白白地浪费和学校在电费上也造成了很大的损失。目前，我国大多数学校对照明管理仍然采取传统的人工管理方式，智能化控制照明在校内的应用依旧比较少见。传统的人工管理不仅需要大量的工作人员，还浪费了大量的电能、造成了巨大的经济损失，这里的经济损失包含了人工费，电费。这种管理模式与当今的节能理念是背道而驰的。那么有效地管理学校教室照明，提高电能的利用率已然成为首先需要考虑的问题，作为高校以身作则做好节能工作不仅仅是为学校节省下一大笔资金，也是将课本上节能付诸于行动，这样可以更深刻地培养当代大学生节约能源的意识以及认知。
目前国内的一些场所的照明灯具控制大多数都采用手动开关来控制，使用中主要存在以下两个缺点：
（1）经常出现长明灯现象，使大量的电能被浪费，同时也大大地缩短了照明灯的使用寿命。
（2）手动开关经常出现随意开关灯的情况，此行为也会缩短照明灯具和开关的使用寿命，并且手动开关的安全性比较差。
近年来社会自动化程度在不断地提高，并得到了广泛地应用。其中包含了计算机技术，计算机技术使得我们的日常生活与生产越来越方便高效，学校教室照明系统的管理也不断的朝着自动化、智能化的方向发展。作为学生来说，当然希望学校教室的照明设施齐全并且照明环境可以良好，可以达到人体比较舒适的程度，这样不但能够提高我们学生的学习效率，而且能减少学生近视，目前学生近视现象已成为普遍现象；而对于另外的一个直接受益者老师来说，良好且舒适的学校照明环境使得心情愉悦，提高讲课效率，老师把课讲的生动了，学生自然理解地也透彻了，如此而来老师的讲课就达到了事半功倍的效果。
为了解决电能被大量浪费的现象和灯具及配套设施损坏快的问题，本设计中拟研制了一种教室智能化节能系统，此系统利用对教室灯具的智能化管理从而达到智能化节能。此系统根据教室内的光照强度和学生所在区域，自动调节该区域的照明灯数与光照度。在本设计中以PC机为上位机，单片机为下位机，主要是对上位机进行软件设计。将下位机单片机采集到的相关数据经过处理后上传到上位机并进行相关数据的显示，上位机不仅可以监测各教室的情况，而且可以向下位机传送命令。整个系统的意义在于将传感器和单片机有效的连接，实现智能开灯，关灯，根据实际需求调节LED灯的光照度，从而实现节能。为了方便监测与控制，将一栋楼的各个教室用一个上位机监控，这样不仅可以加大教室供电的灵活性，提高照明系统的可靠性，而且方便了管理，更容易实时的监控各个教室的灯亮情况以及故障的查找，达到全面节能。纵观世界，智能化节能监控系统已然成为如今节能的趋势，在此背景下本设计具有一定的社会推广价值。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 2
1.3 课题主要研究的内容及方法 3
2 系统总体方案 5
2.1 总体控制方案设计 5
2.2 开发软件简介 6
2.3 通信方式选择 6
3 下位机软件设计 10
3.1 单片机控制器 10
3.2 单片机主流程程序设计 11
4 上位机软件设计 13
4.1 上位机总体设计 13
4.2 登录界面设计 15
4.3 账号注册界面设计 16
4.4 教室1界面设计 19
4.5 教室1人数统计图界面设计 24
5 系统调试 25
5.1 实物平台搭建 25
5.2 系统调试结果 26
结论 32
致谢 33
参 考 文 献 34
附录A：原理图 36
附录B：下位机部分代码 37
附录C：上位机部分代码 46
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
随着全球人口数量不停地大量增长，工业化的扩大及工业化程度的提高，人们对资源的需求越来越大，所以人类加大了对地球资源的挖掘，导致本来就不充裕的资源越来越紧张。人口数量的增加，资源的缺少使得原有的能源短缺问题进一步突显出来，使得环境污染越来越严重，也打破了生态平衡，人类赖以生存 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
的环境受到了威胁。为了我们生活的大家园，为了我们的子孙后代，节能减排成了我们必须面对以及解决的问题，有效的节能和保护我们的生态环境不仅是我国要面对的问题，也是全世界要解决的问题。
虽然我国的国土资源比较丰富，但是我国也是人口数量世界排名前几名的国家，所以对各种资源的需求量也随之增加，也达到了世界前几的地步。这一事实现象使得我国资源短缺成为了一种常态，那么资源的节约是必要的。节约资源也是解决资源短缺的有效途径之一。作为学生的我，接触最多的就是学校，我深深地认为学校应该加入到节约资源的队伍中来。高等教育学校培育了大量的优秀人才，创造出了大量的科技成果，是国家科技发展的基地，在这些成果的背后进行过无数次的实验，与此同时也消耗了大量的资源。近年来，各类大、中专院校在不停的扩建，招生人数也在增加，随之而来地学校教室照明的需求自然也变的越来越大。但目前几乎所有的学校对教室照明的管理都存在缺陷，因此大量的电能被白白地浪费和学校在电费上也造成了很大的损失。目前，我国大多数学校对照明管理仍然采取传统的人工管理方式，智能化控制照明在校内的应用依旧比较少见。传统的人工管理不仅需要大量的工作人员，还浪费了大量的电能、造成了巨大的经济损失，这里的经济损失包含了人工费，电费。这种管理模式与当今的节能理念是背道而驰的。那么有效地管理学校教室照明，提高电能的利用率已然成为首先需要考虑的问题，作为高校以身作则做好节能工作不仅仅是为学校节省下一大笔资金，也是将课本上节能付诸于行动，这样可以更深刻地培养当代大学生节约能源的意识以及认知。
目前国内的一些场所的照明灯具控制大多数都采用手动开关来控制，使用中主要存在以下两个缺点：
（1）经常出现长明灯现象，使大量的电能被浪费，同时也大大地缩短了照明灯的使用寿命。
（2）手动开关经常出现随意开关灯的情况，此行为也会缩短照明灯具和开关的使用寿命，并且手动开关的安全性比较差。
近年来社会自动化程度在不断地提高，并得到了广泛地应用。其中包含了计算机技术，计算机技术使得我们的日常生活与生产越来越方便高效，学校教室照明系统的管理也不断的朝着自动化、智能化的方向发展。作为学生来说，当然希望学校教室的照明设施齐全并且照明环境可以良好，可以达到人体比较舒适的程度，这样不但能够提高我们学生的学习效率，而且能减少学生近视，目前学生近视现象已成为普遍现象；而对于另外的一个直接受益者老师来说，良好且舒适的学校照明环境使得心情愉悦，提高讲课效率，老师把课讲的生动了，学生自然理解地也透彻了，如此而来老师的讲课就达到了事半功倍的效果。
为了解决电能被大量浪费的现象和灯具及配套设施损坏快的问题，本设计中拟研制了一种教室智能化节能系统，此系统利用对教室灯具的智能化管理从而达到智能化节能。此系统根据教室内的光照强度和学生所在区域，自动调节该区域的照明灯数与光照度。在本设计中以PC机为上位机，单片机为下位机，主要是对上位机进行软件设计。将下位机单片机采集到的相关数据经过处理后上传到上位机并进行相关数据的显示，上位机不仅可以监测各教室的情况，而且可以向下位机传送命令。整个系统的意义在于将传感器和单片机有效的连接，实现智能开灯，关灯，根据实际需求调节LED灯的光照度，从而实现节能。为了方便监测与控制，将一栋楼的各个教室用一个上位机监控，这样不仅可以加大教室供电的灵活性，提高照明系统的可靠性，而且方便了管理，更容易实时的监控各个教室的灯亮情况以及故障的查找，达到全面节能。纵观世界，智能化节能监控系统已然成为如今节能的趋势，在此背景下本设计具有一定的社会推广价值。
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