自动、手动灯光控制相兼容，以降低成本；通过反复试验和改造，最终达到可靠性、 实用性、推广性较好的目标。
1.4 本课题拟解决的关键问题
本课题拟通过实验设计教室灯光的各种控制方案解决如下关键问题； （1） 传感器与教室灯光配合安装的问题； （2） 环境光参数输入采集问题； （3） 人存在传感器参数输入采集问题； （4） 开关灯的自动与手动兼容措施；
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第2章 方案论证
2.1 教室灯光控制器简介
本课题设计的控制器可有效地实现教室灯光的智能控制。其输入参数主要是人体存在信号和环境光强度信号等外界因素。环境光强度在一定阀值以下且有人存在时开灯，实验证明这种方案可以实现对灯光进行智能控制。
教室灯光控制器一般安装在教室内避开电灯直射的位置，且人体传感器安置时应使人体活动方向与人体传感器中两个热释电元连线方向垂直，这样可使人体存在信号采集更加灵敏、可靠，同时还要尽可能避免外界风直接吹向人体传感器。
2.2 系统控制方案论证
1.手动教室照明系统设计
该控制系统采用传统的手动照明设计方法，采用传统的手动(开和关两种)控制方式，使用但是它已经不能解决实际场景对照明效果的不同需求，简单的控制方式更不便于管理和维护。以节约能源为目的，与现代通信技术、计算机技术、控制技术等相结合的智能照明技术，满足了“绿色照明”的设计要求，具有较大的发展空间。
2.基于PLC原理的照明系统设计
该控制系统采用PLC控制，随着我国教育事业的发展，学校照明用电量越来越大，电能损失也随之增加。现在大多数教室的照明控制系统都是采用浪费现象比较严重。教室中的开关虽然能够实现分区控制，但是有人很少去关心哪排灯由哪个开关去控制，因此就出现了所谓的长明灯现象。为了针对这种情况，本文设计出了一种用P L C作为控制器的节能、智能控制系统。使整个系统处于自动的工作状态，实现对教室照明系统的智能控制。一方面减少了人工的参与，更为主要的是实现了人走灯灭，人来灯亮，使长明灯现象得到解决，使教室的照明用电得到合理有效的利用。该系统的工作原理是：当教室无人时所有的灯都自动关闭；当教室有人时，且照度达不到设定的要求时自动打开人所在区域的灯；当教室有人时且照度达到设定的要求时自动关闭人所在区域的灯。对于使用投影仪的多媒体教室，可以实现在投影仪开启后延迟一定的时间，自动关闭讲台区对应的灯以
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达到较佳的视觉效果。其控制系统框图如2-1图所示。
图2-1 PLC系统控制框图
3.基于单片机原理的照明系统设计
该控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数，能够实现自动与手动控制相兼容。在自然光强度大于300（lx）时，而且有人存在，都不开灯；在自然光强度小于150（lx）时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开时延时一定时间后在关灯。同时，还可设置作息时间来控制，夜晚超过11点时，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用开关来手动控制，以解决在特殊情况下，自动控制器的不人性运行。所设计的教室灯光控制器主要有硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各种功能，达到设计目的。
系统控制单元是以单片机主控模块为核心，其他外围电路包括：系统供电模块、硬件时钟模块、人体存在传感器模块、及超时报警模块，其结构框图如图2-2所示。
根据毕业设计要求本次设计采用基于单片机原理的照明控制系统。
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RST/复位 89C光敏检测电路 2051 热释电红外传感器 DS1302时钟控图2-2 结构框图
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电源 超时报警电路 照明驱动电路 教室1 教室2 MAX485 …….. 教室8
第3章 系统控制模块的硬件设计
考虑到本系统所安装的环境影响因素比较多，且教室控制设备中的人体存在传感器等经常会因环境情形变化而不稳定，所以设计过程中，电子元器件的选用，线路布置和设备的安放要充分考虑到抗干扰问题。
3.1 单片机的选择
1.MCS-51单片机
AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C2051单片机在电子类产品中有广泛的应用。
AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器（EEPROM）的低电压，高性能8位CMOS微处理器。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPLI和闪速存储器，ATMEL的AT89C2051是一强劲的微型处理器，它对许多嵌入式控制应用提供一定高度灵活和成本低的解决办法。
AT89C2051提供以下标准功能：2K字节闪速存储器，128字节RAM，15根I/O口，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比较器以及两种可选 的软件节电工作方式。空闲方式停止CPU工作但允许RAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一个硬件复位。
2.AVR 单片机
1997年,由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术, 共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVR。相对于出现较早也较为成熟的51系列单片机，AVR系列单片机片内资源更为丰富，接口也更为强大，同时由于其价格低等优势，在很多场合可以替代51系列单片
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