智能照明系统-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-057-LW
设计摘要：
本论文以STC89C52单片机为核心控制器，设计了一个基于照明系统的智能控制系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机，负责获取输入部分的数据并进行处理，控制输出部分的操作。输入部分包括光敏电阻、人体红外传感器、红外接收模块、蓝牙模块和独立按键等多个模块，用于检测环境亮度、人体存在、接收遥控信号和用户手动操作。输出部分包括LCD1602显示模块和LED灯，用于显示亮度值和模式，并实现照明和亮度调节功能。通过该智能控制系统，用户可以通过主机和从机之间的通信和控制，实现对灯光亮度的调节和模式的切换。同时，用户还可以通过独立按键和蓝牙模块，通过手机进行远程控制。该系统具有灵活性、便捷性和舒适性，为校园生活提供了更好的照明体验。
关键词：单片机；光敏电阻；蓝牙模块，红外接收管
字数：10000+
实物链接：
仿真链接：
开题报告链接：
内容预览：
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
2.5光照检测方案的选择
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 JDY-31蓝牙模块
3.5人体红外检测模块
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 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 人体红外检测到人USB亮起实物测试
5.3 手动遥控USB灯实物测试
5.4 蓝牙连接控制实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
在智慧城市建设的过程中，除了要实现资源“共享、集约、统筹”、提升城市运营效率等外，节能减排、绿色环保也是基本且关键的一环。城市道路照明在城市可谓是电力能源消耗大户，智慧路灯智能照明系统的特性及应用在这方面巨大贡献和作用。智能照明系统是通过各种传感器，搜集用户、环境与其他因素进行数据分析，以供设备调节，提供智能化和信息化的应用。
智能照明系统在当今生活中的运用具有重要意义：1、节能减排，智能照明控制系统借助各种不同的"预设置"控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，达到节约能源的效果。这种自动调节照度的方式，可以充分利用室外的自然光，按需把灯点亮或点到想要的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果一般可达到30%以上。2、延长光源的寿命，无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动都是光源损坏的一个主要原因。抑制电网电压的波动可以有效延长光源的寿命。智能照明控制系统可以在照明及混合电路中使用，适应性强，可以在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作，同时还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。3、改善环境，提高效率，合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统，有助于提高照明质量。智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制区域的照度值，从而提高照度均匀性。4、多种照明效果，多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。采用智慧路灯智能照明控制系统不仅可以节省大量资金，而且大大减少管理运维人员的工作量。降低了照明系统的运行费用的同时，管理维护效率也有所提高。因此，本文设计了基于单片机的智能照明灯系统，主要实现了利用通过LCD1602显示光照强度和模式，按键切换模式和调节灯的亮度还可以通过蓝牙，红外遥控器控制灯的亮度。本次智能照明灯系统的研究具有重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
为解决教学楼内照明灯的远程智能控制问题,2018年刘瑞妮提出了一种基于Wi Fi和Arduino单片机的教学楼智能照明远程控制系统设计方案。系统以Arduino单片机作为核心控制器件,使用光照传感器和红外传感器分别对教学楼内光照强度和人数进行检测,根据教学楼内光照强度和人数的多少,控制照明灯的开启或关闭,使用Wi Fi模块为中介,在手机客户端可以实现对室内照明器件的远程操作。该设计简单实用,可以很方便的推广到各类学校教室、办公楼内照明灯的远程智能控制[1]。
针对当前LED照明设备普遍智能化程度低,传统照明系统智能化改造难度大,成本高等问题,2021年任爽，彭龑，郑婷设计了一种以STC89C51RC单片机为控制核心的LED灯智能控制开关,利用光敏电阻实时检测环境光照强度,同时热释电人体红外传感器感应是否有人靠近,当环境光照强度弱且有人靠近时,智能开关控制LED灯开启,反之LED灯熄灭.通过将传统LED照明系统的控制开关更换为智能控制开关,规避了智能照明系统的开关电源布线与改造等问题,并通过智能控制开关控制LED终端的启闭[2].
2016年I Chew，V Kalavally，NW Oo，J Parkkinen提出了一种节能控制器，该控制器能够根据从传感器接收的数据自主地塑造LED照明系统的光输出。我们在控制器上实现优化的智能算法，以处理传感器反馈，并采用脉宽调制调光来改变灯具的亮度。设计了一个无线传感器模块，为控制器提供精确的传感器反馈。设计并构建了一种带有LED驱动器的专用智能灯具，以研究控制系统的性能。我们验证所设计控制器在不同现实世界中的节能潜力。实验表明，在我们的测试条件下，控制器在连续使用模式环境中节省了55%的能源，在离散使用模式环境中节省了62%的能源。成本分析表明，所提出的节能系统比接近等效的商业系统更具成本效益32%，同时通过使用额外的节能技术有望实现更大的节能[3]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计旨在开发一个基于STC89C52单片机的智能照明控制系统。系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责获取输入部分的数据并进行处理，最终控制输出部分的操作。输入部分包括光照检测模块、人体红外传感器、红外接收模块、蓝牙模块和独立按键等，用于检测环境亮度、人体存在、接收遥控信号和用户手动操作。输出部分由LCD1602显示模块和LED灯组成，用于显示当前亮度值和模式，并实现照明和亮度调节功能。
该智能照明控制系统通过主机和从机之间的通信和控制，实现对灯光亮度的调节和模式的切换。用户可以通过独立按键和蓝牙模块进行手动操作和远程控制。系统具有灵活性、便捷性和舒适性，提供了更好的照明体验。基于STC89C52单片机的强大功能和可靠性，各个模块协同工作，实现了智能照明控制的目标。该系统在校园生活中具有广泛应用前景。
