教室节能智能照明系统软件设计本科.docx
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教室节能智能照明系统软件设计本科.docx
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教室节能智能照明系统软件设计本科
本科毕业设计(论文)
题目:
教室节能照明智能控制
系统软件设计
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
教室节能照明智能控制系统软件设计
摘要
该系统以AT89C52单片机作为控制装置的智能部件,采用热释红外人体传感器检测人体的存在,采用光敏电阻构成的电路检测环境光的强度;根据教室合理开灯的条件,系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断,完成对教室照明回路的智能控制,避免了教室用电的大量浪费。
本文详细阐述了系统的软件设计过程,采用模块化的编程思想,使用C51语言编写源程序,实现教室的节能照明功能。
该系统具有体积小,控制方便,可靠性高,专用性强,性价比合理等优点,可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求,很大程度的达到节能目的。
关键词:
教室节能照明;软件设计;热释电红外传感器;智能控制
TheSoftwareDesignofClassroomEnergy-efficientLighting
IntelligentControlSystem
Abstract
ThisclassroomlightintelligentcontrolsystemthetheoryofthelightputforwardmethodsofonthebasisofAT89C52.isdeveloped,whichmachineofAT89C52isamajorpart,andtheenvironmentofdevelopmentisbetterthanbefore.Thissystemcansatisfythefollowingfunctions,suchascontrollingthecircuitofillumination,testingandprocessingdaylightsignal,testingandprocessingthesignalofhumanbodythatilluminatesthebacktrackexists,reportingtothewarningdevices,etc.
Thispaperdescribessystemsoftwaredesignprocess,theuseofmodularprogrammingideas,useC51languagesourcecode,classroomsenergy-efficientlighting.
Thissystemhadmanyadvantages.Forexample,thephysicalvolumewassmall,thesystemwasconvenientlycontrolled,thecredibilitywashigh,theappropriationwasstrong,anditspriceproportionwasideal,etc.Theexperimentprovedthatthesystemcansatisfythecontrolcommandoftheclassroom'slightdevice,soitcouldlargelyreducetheconsumingofenergyresources.
keywords:
Theclassroomenergysavinglighting,Softwaredesign,Pyroelectricinfraredsensor,IntelligentControl
1绪论
1.1本课题研究的目的及意义
随着社会经济和科学技术的发展,人们的生活水平也不断提高,导致用电负荷的加剧,又由于世界性的能源危机,能源缺乏以成为世界所面临的严峻问题。
而此问题对我国来说尤为严重。
随着各类大、中专院校的扩招,教室的扩建,教室照明的需求也学来越多,而教室照明的管理不到位,往往造成电能的巨大浪费,这样,提高教室用电效率就成为首要考虑的问题。
目前对灯光的智能控制,尤其是我国教室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善,依然是传统式的人工管理。
各类大、中中专院校不断扩招,教室不断扩建,教室用电负荷不断增加,教室用电管理不善,造成学校电能浪费,经济损失,这种浪费与当今的节能理念相违背。
再者,现代自动化程度不断提高,计算机技术的普及,灯光的管理也朝着自动化、智能化方向发展[1]。
于是,开发简便、实用的教室灯光自动化控制系统便具有重要的现实意义。
1.2国内外研究的现状及遇到的问题
目前国内国外同领域大多都研究智能自动控制在照明中的应用,以热释红外为基础来检测是否有人,靠单片机来实行自动化,但是大多数只是停留在理论阶段,并未在实际生活中像声控那样广泛应用,而高校中用电量30%—40%都用在照明上,这部分中浪费极为严重。
因此,必须有一套节能设施,本作品正好解决出现的问题。
现在的公共场所照明应用最多的还是你年前出现的声光控延时灯具和开关。
这种灯具和开关的出现,实现了人来灯亮,人走灯灭,目前已成为公共场所照明开关的主流产品。
当然,这种产品在某种程度上说确实实现了节能的目的,但同时也给人们的生存环境造成了一定的破坏。
由于产品本身性能的限制,这种声光控灯具和开关自动控制的实现需要(超过60分贝)声音的配合,这就给大众需要的安静环境造成了一定的噪声污染。
1.3本课题研究的内容即实现结果
教室照明节能智能控制系统是根据判别光照度强弱和人体特定红外波普感应原理,结合结合人体感应传感其技术,通过数字电路的精确分析判断,实现“按需用电”之目的。
当光线达到设定照度值是,节电装置可自动关闭供电电源。
即使打开开关,照明灯也不亮(即光线亮度够时,室内有人灯也不亮)。
当光线低于设定照度值时,室内有人时,节点装置自动接通电源,室内照明灯亮。
当室内唔认识,节电装置延时5分钟后,自动关闭供电电源。
通过不同的解决方案,多形式、多方位来实现“人走灯灭,节约用电”的效果。
2教室照明系统方案论证
2.1编程语言选择方案
2.1.1汇编语言
汇编语言是面向机器的程序设计语言。
在汇编语言中,用助记符代替机器指令的操作码,用地址符号或标号代替指令或操作数的地址,如此就增强了程序的可读性和编写难度,象这样符号化的程序设计语言就是汇编语言,因此亦称为符号语言。
使用汇编语言编写的程序,机器不能直接识别,还要由汇编程序或者叫汇编语言编译器转换成机器指令。
汇编程序将符号化的操作代码组装成处理器可以识别的机器指令,这个组装的过程称为组合或者汇编。
因此,有时候人们也把汇编语言称为组合语言。
汇编语言是直接面向处理器的程序设计语言。
处理器是在指令的控制下工作的,处理器可以识别的每一条指令称为机器指令。
每一种处理器都有自己可以识别的一整套指令,称为指令集。
处理器执行指令时,根据不同的指令采取不同的动作,完成不同的功能,既可以改变自己内部的工作状态,也能控制其它外围电路的工作状态[2]。
汇编语言是一种面向机器的低级语言,通常是为特定的计算机或系列计算机专门设计的。
因为是机器指令的符号化表示,故不同的机器就有不同的汇编语言。
使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机器的特性,得到质量较高的程序。
汇编语言保持了机器语言的优点,具有直接和简捷的特点,可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备,如磁盘、存储器、CPU、I/O端口等,且占用内存少,执行速度快,是高效的程序设计语言。
由于是直接控制硬件,且简单的任务也需要很多汇编语言语句,因此在进行程序设计时必须面面俱到,需要考虑到一切可能的问题,合理调配和使用各种软、硬件资源。
这样,就不可避免地加重了程序员的负担。
与此相同,在程序调试时,一旦程序的运行出了问题,就很难发现。
汇编语言优点:
a.因为用汇编语言设计的程序最终被转换成机器指令,故能够保持机器语言的一致性,直接、简捷,并能象机器指令一样访问、控制计算机的各种硬件设备;
b.目标代码简短,占用内存少,执行速度快,是高效的程序设计语言,经常与高级语言配合使用,以改善程序的执行速度和效率,弥补高级语言在硬件控制方面的不足,应用十分广泛。
汇编语言缺点:
a.汇编语言是面向机器的,处于整个计算机语言层次结构的底层,故被视为一种低级语言,通常是为特定的计算机或系列计算机专门设计的。
因此,不同的处理器有不同的汇编语言语法和编译器,编译的程序无法在不同的处理器上执行,缺乏可移植性;
b.难于从汇编语言代码上理解程序设计意图,可维护性差,即使是完成简单的工作也需要大量的汇编语言代码,很容易产生bug,难于调试;
c.使用汇编语言必须对某种处理器非常了解,而且只能针对特定的体系结构和处理器进行优化,开发效率很低,周期长且单调。
2.1.2C51语言
单片机C51语言是由C语言继承而来的。
和C语言不同的是,C51语言运行于单片机平台,而C语言则运行于普通的桌面平台。
C51语言具有C语言结构清晰的优点,便于学习,同时具有汇编语言的硬件操作能力。
单片机C51语言兼备高级语言与低级语言的优点,语法结构和标准C语言基本一致,语言简洁,便于学习,运行于单片机平台,支持的微处理器种类繁多,可移植性好。
对于兼容的8051系列单片机,只要将一个硬件型号下的程序稍加修改,甚至不加改变,就可移植到另一个不同型号的单片机中运行,具有高级语言的特点,尽量减少底层硬件寄存器的操作,C51语言代码执行的效率方面十分接近汇编语言,且比汇编语言的程序易于理解,便于代码共享。
C语言是一种高级程序设计语言,它提供了十分完备的规范化流程控制结构。
因此采用C51语言设计单片机应用系统程序时,首先要尽可能地采用结构化的程序设计方法,这样可使整个应用系统程序结构清晰,易于调试和维护。
对于一个较大的程序,可将整个程序按功能分成若干个模块,不同的模块完成不同的功能。
对于不同的功能模块,分别指定相应的入口参数和出口参数,而经常使用的一些程序最好编成函数,这样既不会引起整个程序管理的混乱,还可增强可读性,移植性也好[3]。
与汇编语言相比,C51语言可以编写出更加灵活和更多功能的用户界面,提供优质的图文显示而且硬件处理效率也不会降低太多。
汇编语言开发的程序代码短、执行速度快,但由于汇编语言是低级语言,使用汇编语言是一件很麻烦的事
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