基于单片机的智能节能台灯的设计说明.doc
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《基于单片机的智能节能台灯的设计说明.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的智能节能台灯的设计说明.doc(36页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 . . . . 摘要单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹,台灯已是千家万户的必需生活用品,当夜晚来临时,人们摸黑去开灯,非常不方便,而当离开时,人们又经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费。本文设计制作了一种智能台灯,主要是以红外热释电处理芯片BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路。其原理是:以人体红外辐射(波长为9.5um)为传感信号,当人体在台灯的围且环境光强较弱时,自动感应开灯,省去黑夜摸灯的麻烦;当人离开台灯传感器检测围,自动感应关灯。另外当人身体太靠近桌面时,台灯自动感应,蜂鸣器发出警报,警告纠正坐姿,同时灯光控制电路控制灯光变暗,若在一定时间未离
2、开桌面则自动熄灭,当纠正好坐姿则消除警报,灯光变亮。其特点是自动开关灯,节约能源;且能纠正坐姿,防止近视。本文首先介绍结合了单片机的智能化电器的普遍推广推动了家用小电器台灯的智能化。然后介绍设计中用到的单片机的功能以与传感器的选择。最后进行台灯的硬件设计和软件设计。关键词:Atmega16单片机;热释电红外传感器;智能台灯;节能AbstractSingle-chip microcomputer penetrated into all areas of our lives,it is very difficult to find the area of almost no traces of s
3、ingle-chip.Lamp is necessary for thousands of households living supplies.When in the dark,the people is very inconvenient to turn on the lights,and they often forger to turned off the lights when they left, it is resulting in a huge waste of energy.In this paper, an intelligent design table lamp, Ma
4、inly pyroelectric infrared BISS0001 chip and single-chip processor consisting of infrared sensor control circuit. The principle is that infrared radiation in the human body for the sensor circuit,automatic sensors turn on the lights when the body of the scope of the lamp and the environment when a w
5、eak light.In another way,turn off the lights by automatic sensor when people leave the lamp sensor detection range. In addition, when the body is too close to the desktop. The buzzer alarm to warning to correct posture by the lamp automatic sensor. In the same time, lighting control circuit to contr
6、ol lights dimmed. if within a certain period of time not to leave the desktop the lights automatically extinguished, The lights brighten and remove the alarm when the correct good posture . It is features is automatic light switch, energy conservation; can correct posture and prevent myopia.This pap
7、er first introduces the intelligent combination of SCM appliances to promote the general promotion of the small household electrical appliances intelligent lamp. And then used to introduce single-chip design features as well as the sensor of choice. The final table of the hardware design and softwar
8、e design.Key Words:Atmega16 Microcomputer;PIR;IntelligentTable lamp;Energy Saving32 / 36 . . . . 目录1 引言11.1研究背景11.2研究的意义21.2.1在节约电能方面的意义21.2.2对使用者的眼睛保护与坐姿的调整31.3课题的发展现状41.3.1单片机的发展现状41.3.2台灯的发展现状51.4研究容62 AVR单片机的特点与功能简介72.1系统构成框图72.2AVR单片机的特点72.3单片机的串口功能82.4 ATmega16单片机PWM功能93 传感器的选择与功能介绍123.1传感器123
9、.1.1传感器的定义123.1.2传感器的分类123.1.3传感器的静态特性133.1.4传感器的动态特性133.1.5传感器的灵敏度133.1.6传感器的分辨力143.1.7传感器的迟滞性143.2热释电红外传感器143.2.1概述153.2.2热释电红外传感器工作原理153.2.3热释电红外传感器的优缺点163.2.4热释电红外传感器的抗干扰性能163.2.5热释电红外传感器的应用前景173.2.6小结173.3菲涅尔透镜173.3.1概述173.3.2菲涅尔透镜的工作原理183.3.3菲涅尔透镜的优点183.3.4小结183.4光敏电阻183.4.1概述193.4.2光敏电阻工作原理19
10、3.4.3光敏电阻的分类203.4.4光敏电阻的主要参数203.4.5光敏电阻的制作材料203.5本章小结204 硬件电路设计与原理214.1人体热释电电路214.1.1BISS0001的管脚结构和工作原理224.1.2人体红外模块与单片机的电路254.2灯光驱动电路254.3光线检测与单片机电路264.4报警电路274.5时间显示电路284.6电源电路284.7继电器电路285软件程序设计305.1总体程序框图305.2单片机程序30结论34参考文献35致36 . . . . 1 引言1.1研究背景社会在不断地进步,市场也在不断地变化,高科技的应用含量决定着产品发展的趋势,智能化技术在电子产
11、品领域的应用更是越来越广泛和意义深远。随着电子产品的快速发展,家用电器也越来越偏向智能化,已经应用于实际中的有智能洗衣机,智能电饭锅,智能电磁炉等,而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点,都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比,功能方面更强,使用方面更方便,安全可靠性方面也更高,最重要的是更节省电能从而提高家用电器的品质。随着智能控制理论和人工智能的深入研究,各种更加逼真的模拟人类智能的家用电器会更多地出现,而单片机和智能理论的结合,将来不但更多地改进现行家用电器,而且将会产生全新的家用电器。家用电器是因为单片机的加入而走向智能化的,并且随着人们生活水平
12、的提高日益走向平民化,我们的生活也随着家用电器的发展越来越方便、舒适。随着家用电器的发展,作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化。虽然按键式的台灯还是台灯市场的主体。但是,随着现代电子技术的发展和人们的需求变化,传统的台灯已经感受到产品更新换代的威胁。与其他的智能化家用电器一样,智能化台灯有许多普通按键台灯所无法比与的优势,智能化台灯一方面可以更节省电能,有利于环保,另一方面可以纠正使用者的坐姿,预防脊椎变形和眼睛近视。同时,智能台灯在黑暗的时候自动开关灯的功能也让使用者使用起来更方便,省去黑暗摸灯的麻烦。智能型电器产品由于它们的巨大优势将渐渐进入人们的生活中。台灯不仅在功能
13、上日趋向智能化,同时在外观上已逐步向组合化、装饰化、情趣化方向发展。组合化是随着人们生活节奏的加快,一些方便实用、新颖、美观的组合台灯正在市场上兴起,有闹钟与台灯组合的,有小型取暖器与台灯组合的,有微型电讯与台灯组合的,还有把笔架、文具盒、像片框与台灯组合的等等,使台灯更具有实用性。装饰化,装饰化台灯注重装饰效果,表达鲜明的艺术特色,使台灯成为一件具有实用性的艺术品。由于这些台灯不但具有现代工艺性,而且式样多变,工艺精湛,造型也别具匠心。质料上不再是单一塑料制品,还采用不锈钢、铜、玻璃等材料制成,风格各异。有乳白、橘黄、草绿、玫瑰红、湖绿等颜色,消费者可按房间装饰风格与家具风格来选购不同款式、
14、质料的台灯,使台灯与室布置形成一个完善的艺术整体。情趣化,情趣化台灯往往以小巧玲珑、想象丰富等特点而颇受青少年青睐。1.2研究的意义1.2.1在节约电能方面的意义我国政府非常注重能源的节约。1997年11月1日我国颁布了中华人民国节约能源法,节能已经是法律上的规定,是我国重要国策之一。2008年奥运场馆建设,在“科技奥运,人文奥运,绿色奥运”三念的基础上,又提出“勤俭办奥运”的方针,充分表达政府节能,节约的决心!国家发改委提出了“电机系统节能工程”、“建筑节能工程”、“绿色照明工程”等十大重点节能工程,通过这十大工程,“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的目标;2006年1月更是将实行国家
15、建设部颁布的“民用建筑节能管理规定”;2005年7月1日开始实施的“公共建筑节能设计标准”GB501892005计划全年总能耗将减少50%。广大电气人员只有认认真真地研究节约电能的理论和开发出优良的节电产品并应用于实际,才能从根本上贯彻国家规定的各项节能法规,造福于社会。照明节能意义重大,我国照明耗电大体占全国总发电量10%12%,2003年我国总发电量为18500亿度,按12%计,照明耗电达2220亿度。据资料报道,目前城市照明(指景观照明和功能照明的统称),年用电量约占全国总发电量的4%5%。照明节能主要从三个方面入手:选用高效节能的电光源和灯具;选用高品质电子镇流器或节能型电感镇流器;配
16、置适宜,先进照明控制装置。目前我国城市公共照明每年开支达数百亿元。应积极推广采用国际上流行的全数字智能路灯节能控制技术:即智能光源降压稳压调光技术。它的技术思想为:在繁忙时段,控制路灯保持较强的照度,午夜时分,自动调光;后半夜车稀人少时,控制路灯保持较低的照度的照明。在美国、德国此类技术得到了政府大力扶持和推广,节电率高于30%。我国已有独立自主知识产权的这方面技术产品如哈工大楼宇自动化研究所研制的“金卤灯调压调光系统”,在城市道路照明应用中运行效果优良。今后尚需政府的行政支持。智能节能台灯的优点是省电和方便。方便不用多说,省电是比较重要的,现在全世界都缺少电能。2003年,美国和加拿大大面积
17、停电。我国也是,每到夏天就有很多省市拉闸限电。如果用上我们的智能台灯,那么假设一天我们可以节省10min 的开灯时间,灯上装的是10W的节能灯泡。节省的电能为10W600s = 6000J ,一个月就能节省180000J,一年就能节省2190000J的电能,相当于0.6千瓦时。不要小看这个0.6千瓦时的电能。如果全国人都能每年节省0.6千瓦时的电能,那么每年全国会省下7.8亿千瓦时的电能,这7.8亿千瓦时的电能相当节省接近4亿人民币,4亿人民币可以建造多少所希望小学,可以救助多少无家可归的孤儿,可以圆多少贫穷的孩子无法圆的上学梦啊!更重要作用的是环境保护。大家都知道我国有70%的电能来自火力发
18、电厂,而火力发电厂少发一度电就会减少1千克的CO2排放。那么节省3.9亿度的电能就等于少向大气排放39万吨的CO2 ,而CO2是温室效应的罪魁祸首。就是因为全球向大气排入过多的CO2,才导致了温室效应的加剧,海平面上升,大片的土地被淹没,气候变暖,降水和土壤湿度进一步减少,气候逐渐干旱,土地沙漠化和草原退化将变的更加严重。智能节能台灯在节约电能的同时也保护了自然环境,简直是一举两得。1.2.2对使用者的眼睛保护与坐姿的调整近年来我国青少年近视发病率越来越高,发病人数居全球首位。关注我国青少年视力健康,切实加强中小学生近视眼的防治工作刻不容缓。目前我国共有四亿多近视眼患者,以13亿人口计,约每3
19、个人中就有1个是近视眼,特别是青少年近视的发病率居世界第二,人数居世界第一,且渐趋低龄化,中小学生近视检出率为53.8,高中以上学生更是高达70。 近视严重危害青少年的健康成长,同时影响我国高素质人才职业的筛选,缩小特殊职业人员的选取围,更是对实现我国二十一世纪健康目标的严重阻碍。多年来近视眼病在我国、日、和东南亚地区特别严重,时时影响着青少年的学习、健康和生活。近年来我国近视眼患病率已上升到世界第二位,仅次于日本,总数量居世界第一。近视眼病的防治是一种世界性的重大难题,迄今没有治愈的有效药物和方法。市售的药物和器具只能起到一定的调理和缓解作用,而手术和激光治疗有严格的年龄限制,而且还包含着严
20、重的隐患和风险。除了遗传原因,诱发学生患近视眼病的根源有多种,必须从诱发的所有根源上做起,才能真正防止。我国中小学生之所以出现这么严重的近视问题,原因是他们在平时在灯下学习或做作业的时候不注意坐姿,由于离光源太近而使视力下降,久而久之就成了近视眼。目前市场上出售的调光台灯多为手动式,即根据使用者的需要用手转动调光旋钮而改变台灯的亮度,虽然有节约用电的作用,但无防近视功能。为使中、小学生在灯下看书或做作业时,不能离灯太近,若超过规定的距离,灯光便自动变暗乃至熄灭,而离开规定距离,灯光则自动变亮,我们设计了一种智能台灯。它可以在使用者看书写字姿势不正确或者距离台灯太近的时候,灯光慢慢变暗而提醒你纠
21、正,直到你坐姿完全正确为止。从而使你养成良好的读书写字姿势,保护好视力防止近视眼,这个功能都是台灯根据人体探测电路的输出信号来控制,如果晚上工作学习太累不小心趴在台灯下睡着了,台灯的传感器检测到你离光源太近而会经提醒电路暗灯提醒未离开则在单片机程序控制下自动熄灭台灯,同时起到了省电的作用。1.3课题的发展现状单片机在智能节能台灯设计之中是主要控制单元,主要控制电路灯光控制电路是在单片机的控制下工作的。下面介绍一下智能节能台灯的大脑,单片机的发展状况以与在各个领域中的实际应用。1.3.1单片机的发展现状1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列单片机,为单片机的发展奠定了坚实的基础,成
22、为单片机发展史上一个重要阶段。其后,在MCS-48成功的刺激下,许多半导体芯片在生产厂商竞相研制和发展自己的单片机系列。到80年代末,世界各地已相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品,其中包括Motorola公司的6801,6802,Zilog公司的Z-8系列,Rockwell公司的6501,6502等,此外,日本的NEC公司,日立公司等也不甘落后,相继推出了不同的单片机品种。尽管目前单片机品种很多,但我国使用最多的是Intel公司的MCS-51单片机系列。MCS-51系列是在MCS-48的基础上在上世纪八十年代初发展起来的,虽然它是8位单片机,但其功能较MCS-48有很大的增强。
23、此外,它还有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点,因而应用愈加广泛,直到现在MCS-51仍不失为单片机的主流系列。继8位单片机之后,又出现了16位单片机,1983年Intel公司推出的MCS-96系列处理器。单片机就是其中的典型代表。与MCS-51相比,MCS-96不但字长增加一倍,而且在其它性能方面也有很大的提高,特别是芯片还增加了一个4路或8路的10位A/D转换器,使其具有A/D转换的功能。纵观单片机近30年的发展历程,单片机今后将向着多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路简单化以和片存储器容量增加的方向发展。但其位数不一定会继续增加,尽管现在已经有了32位单片机,但使
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 智能 节能 台灯 设计 说明
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内