基于51单片机的自习室监控系统-设计说明书
电子校园网 编号：
CJL-51-2022-048-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于单片机的自习室监控系统，旨在提供一个智能化、安全、舒适的自习环境。随着自习室的普及和使用量的增加，传统的人工管理方式已经无法满足管理效率和学习环境质量的需求。因此，设计一个自习室监控系统，能够实时监测环境参数、座位状态和安全情况，对自习室进行智能化管理，具有重要的意义。
本系统采用了51单片机作为主控制器，通过与各种传感器的连接，实现对环境参数的监测。系统通过LCD1602显示时间、温度、湿度、总座位数、已占用座位数和剩余座位数等信息，用户可以通过按键设置总座位数和时间。在早上8点到晚上22点之间，系统会检测到有人时自动打开门，当没有人时，门会在10秒钟后自动关闭。当光照强度大于80时，系统会自动打开灯光。此外，系统还能够检测到声音，当检测到声音时，蜂鸣器会报警一秒钟。
关键词：单片机；红外对管；时钟模块；光敏电阻；步进电机
字数：12000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 对射光电传感器（红外对管）模块
3.5 步进电机
3.6 时钟模块
3.7 ADC0832模数转换芯片模块
3.8 光敏电阻
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键功能图
4.4显示函数流程设计
4.5处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 切换显示实物测试
5.3 红外对管计数实物测试
5.4 自动开灯实物测试
5.5 按键设置实物测试
5.6 温度控制实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 切换显示仿真测试
6.3 红外对管计数仿真测试
6.4 自动开灯仿真测试
6.5 按键设置仿真测试
6.6 温度控制仿真测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
自习室作为学生学习和自我提升的场所，受到越来越多学生的欢迎和使用。然而，传统的自习室管理方式存在一些问题，如座位管理不便、环境参数无法及时监测、安全隐患等。因此，设计一个基于单片机的自习室监控系统，具有重要的背景和实际意义。
首先，自习室管理效率的提高是设计该系统的背景之一。传统的人工管理方式需要人员手动记录座位信息、检查环境参数等，耗费时间且容易出错。而通过自习室监控系统，可以实时监测座位的占用情况、环境参数的变化，提高管理效率，减轻管理人员的工作负担。
其次，提供一个安全的自习环境是该系统的实际意义之一。在自习室中，人员流动频繁，容易出现安全隐患，如无关人员进入、夜间安全等。通过自习室监控系统，可以实时监测自习室的门禁情况，确保只有合法的人员进入，提高自习室的安全性。
此外，提供一个舒适的学习环境也是该系统的实际意义之一。自习室的温度、湿度、光照等环境参数对学习效果有一定的影响。通过自习室监控系统，可以实时监测环境参数，并根据需求进行自动调节，提供一个舒适的学习环境，有助于提高学生的学习效率和学习体验。
综上所述，设计一个基于单片机的自习室监控系统，能够提高自习室的管理效率、提供安全的学习环境和舒适的学习体验，具有重要的背景和实际意义。该系统的研究成果对于自习室管理具有一定的实用性和推广价值，可为提高自习室的管理水平和学习环境质量提供有力的支持。
1.2 国内外研究现状
国内方面，一些学者和研究机构已经开始对自习室监控系统进行研究。例如，有学者提出了一种基于无线传感器网络的自习室座位管理系统，利用无线传感器网络实时监测座位的占用情况，提高了座位管理的效率。还有学者提出了一种基于视频监控的自习室安全管理系统，通过视频监控技术实时监测自习室的安全情况，提供安全保障。这些研究工作在提高自习室管理效率和安全性方面取得了一定的成果。
国外方面，也有一些研究团队对自习室监控系统进行了研究。例如，有研究者提出了一种基于传感器网络的自习室环境监测系统，通过传感器网络实时监测自习室的温度、湿度、光照等环境参数，提供舒适的学习环境。还有研究者提出了一种基于智能手机的自习室座位管理系统，利用智能手机的蓝牙功能实时监测座位的占用情况，提供方便的座位管理方式。这些研究工作在自习室环境监测和座位管理方面具有一定的创新和应用价值。
综上所述，国内外在自习室监控系统的研究方面都取得了一定的进展。国内的研究主要集中在座位管理和安全监控方面，国外的研究主要关注于环境监测和座位管理方面。然而，目前仍有一些问题有待解决，如如何提高自习室监控系统的实时性、准确性和稳定性等。因此，本论文的研究工作将在国内外的研究基础上，进一步完善自习室监控系统的功能和性能，提高自习室管理的智能化水平。
1.3 课题主要内容
本设计是基于51单片机的自习室监控系统，主要实现以下功能：
可通过LCD1602显示时间，温度，湿度，总座位数，已占用座位数和剩余座位数；
可通过按键设置总座位数，时间；
在8-22点之间检测到人门会自动打开，没有人时10秒钟之后门自动关闭；
有人时光照强度大于80灯自动打开；
检测到声音时，蜂鸣器会报警一秒钟。
