基于單片機(jī)的智能燈光控制系統(tǒng)

基于單片機(jī)的智能燈光控制系統(tǒng)摘要現(xiàn)在的大部分的大學(xué)，都是采用了一種“綠色”的教學(xué)方式，再加上現(xiàn)在的大學(xué)生缺乏環(huán)保意識(shí)，所以在學(xué)校里很多的教室，在白天的時(shí)候燈都會(huì)打開，這是一種極大的浪費(fèi)，而且隨時(shí)都有可能看到，這是一種極大的浪費(fèi)。本論文主要是根據(jù)這種情況，設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)為核心的智能化照明控制系統(tǒng)，并給出了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照明節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的具體方法。以AT89S52芯片上主控制器為核心，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、節(jié)能降耗等功能。關(guān)鍵詞：燈光控制系統(tǒng)；AT89S52；熱釋電；AD采集電路

IntelligentlightcontrolsystembasedonMCCMAbstractNowmostoftheuniversities,areusinga"green"teachingmethod,coupledwiththelackofenvironmentalawareness,somanyclassroomsinschool,whenthelightswillturnonduringtheday,thisisagreatwaste,andmayseeatanytime,thisisagreatwaste.Akindofintelligentlightingcontrolsystemandtheconcretemethodtorealizeenergysavingandenvironmentalprotection.WiththemaincontrolleronAT89S52chipasthecore,itrealizesenergysaving,energysavingandconsumptionreductionandotherfunctions.Keywords:lightcontrolsystem;AT89S52;pyroelectric;ADacquisitioncircuit

1緒論1.1選題的背景及意義在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人民群眾的生活水平、社會(huì)文化水平都得到了極大的提升。它將再次引發(fā)全球的一場(chǎng)能源短缺，并逐步演變成一個(gè)全球性的重要問題。即使在我們國家，這個(gè)問題也日益嚴(yán)峻。隨著現(xiàn)代教育機(jī)構(gòu)的不斷擴(kuò)張，教室面積不斷增大，對(duì)教室的照明要求越來越高。當(dāng)學(xué)校的燈光設(shè)施沒有得到有效的控制時(shí)，就會(huì)造成大量的電力損失和浪費(fèi)。因此，如何有效地改善全班的電力使用，成為學(xué)校教學(xué)工作的首要任務(wù)。“十二五”時(shí)期，國家將大力扶持節(jié)能環(huán)保工程，全年累計(jì)投入5900多萬元，促進(jìn)了設(shè)備節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。隨著各個(gè)大學(xué)、高職院校的規(guī)模不斷擴(kuò)張，班級(jí)規(guī)模越來越大，用電越來越多。學(xué)校因教學(xué)人員和學(xué)生的管理不力，操作方式不當(dāng)，導(dǎo)致校園電力資源的大量消耗，給學(xué)校帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這一現(xiàn)象在課堂上造成了極大的能源消耗，與當(dāng)前節(jié)約能源的基本思想相抵觸。其次，由于我國的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展，自動(dòng)化水平的提高，使得企業(yè)的智能化、自動(dòng)化水平得到了提高。近年來，國內(nèi)外各大院校、企事業(yè)單位紛紛將人工智能應(yīng)用于課堂燈光的監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生課堂燈光的智能化監(jiān)測(cè)與管理。因此，我們可以很明顯的看出，在課堂中，一切的燈光和操控都要更加人性化。在我國的大學(xué)中，因?yàn)閷W(xué)生對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約的觀念比較薄弱，另外在能源和環(huán)境方面的設(shè)計(jì)上，情況也并不是很好，因?yàn)槭覂?nèi)的照明都是由管理員來控制的。由于校園內(nèi)有大量的學(xué)生，若不能在短時(shí)間內(nèi)切斷電源，勢(shì)必造成大量的資源消耗，造成嚴(yán)重的財(cái)務(wù)成本。因此，如何有效地利用教室的資源是高校的一個(gè)主要目的。所以，對(duì)教室內(nèi)的節(jié)能照明和自控系統(tǒng)進(jìn)行了深入的探討。開發(fā)簡易、方便、易于實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，是一種非常有前景和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。1.2主要研究內(nèi)容論文主要研究內(nèi)容（1）一種技術(shù)手段，利用手動(dòng)和自動(dòng)地對(duì)光線進(jìn)行控制；（2）對(duì)照明控制器供電設(shè)定進(jìn)行探討，以理解教室照明強(qiáng)度低、高照明的準(zhǔn)則；（3）控制器參數(shù)設(shè)置、需求和程序；（4）查找與人類感應(yīng)器有關(guān)的參數(shù)及資料；（5）采用檢測(cè)裝置的檢測(cè)距離和裝置的角度的方法；（6）與市面上已存在的課堂燈光源相適應(yīng)的技術(shù)；（6）警報(bào)等。2燈光控制器的簡介和控制方案設(shè)計(jì)分析2.1燈光控制器簡介本發(fā)明采用了一種新型的室內(nèi)燈光遙控控制方式，能夠方便地對(duì)全屋燈光進(jìn)行實(shí)時(shí)、智能化的遙控控制。主要的信號(hào)輸入控制參量是指在不同光線環(huán)繞的環(huán)境中，例如在不同的光線環(huán)繞的情況下，利用外界的干擾來檢測(cè)光源的光發(fā)射。燈光會(huì)自然而然地熄滅，周圍光線的輻射量低于某一特定的臨界值，而亮度不會(huì)超過身體內(nèi)的任何一個(gè)信號(hào)，因此，教育燈光會(huì)自然而然地熄滅或打開。光電控制裝置被安置在發(fā)光二極管上，在放置過程中熱量測(cè)量儀的方位運(yùn)動(dòng)。2.2系統(tǒng)控制方案的分析控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)都是以周圍的太陽輻射功率及對(duì)人存在的影響來確定其輸出的主要參數(shù)。能夠?qū)崿F(xiàn)人工和自動(dòng)化的互相平行。如果太陽很暗，室內(nèi)如果有一個(gè)人，到了那個(gè)時(shí)候，就會(huì)亮起燈光。不然就會(huì)熄滅。文中所采用的照明控制系統(tǒng)主要包括軟體與硬體兩個(gè)方面。該方法以硬件為基礎(chǔ)，在假定整個(gè)系統(tǒng)能夠正常工作的前提下，為可編程的軟件開發(fā)提供了一個(gè)可編程的基礎(chǔ)。在軟體上，對(duì)各個(gè)硬件接口的反射進(jìn)行采集、分析、再處理，最后完成各個(gè)模塊所需要的功能。2.2.1硬件方案論證作為一種智能化的燈光控制器，其硬件結(jié)構(gòu)是整個(gè)系統(tǒng)中最基礎(chǔ)成部分。一個(gè)系統(tǒng)的成功與否主要依賴于其硬件部件的設(shè)計(jì)，其選用與運(yùn)行的好壞將直接關(guān)系到其功能的實(shí)施與精確度。本論文對(duì)此進(jìn)行了深入的研究與論證，包括:對(duì)燈光控制中的感測(cè)器進(jìn)行了詳細(xì)的分析與驗(yàn)證;單片機(jī)通訊方式，顯示和總線的接口。2.2.2微處理器的選擇選項(xiàng)1：由于8031的芯片沒有ROM，所以它必須擴(kuò)充RF存儲(chǔ)器，所以會(huì)給RF線路和設(shè)備造成很大的難度。另外，也可以采購其他的RF晶片，例如RFA/D/D變換以及RF定時(shí)/計(jì)數(shù)（PWM)，這就使得價(jià)格更高，價(jià)格也更便宜。選擇2：AT89S52單片機(jī)，采用8比特CMOS單片機(jī)，低電壓，低功耗；一個(gè)4k位元組的Flash的ROM;128個(gè)字節(jié)的內(nèi)隨機(jī)訪問位置輸入/輸出中斷內(nèi)存（RAM),32輸入/輸出中斷接口線路，2個(gè)16比特定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)向量二級(jí)中斷，以及一個(gè)完全的全雙工串行通訊接口。按照該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙，AT89S52已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)燈光的整體自動(dòng)控制和管理。所以，在本論文中，我們必須選擇AT89S52。2.2.3傳感器的選擇根據(jù)論文的設(shè)計(jì)和技術(shù)需求，選擇了下列類型的傳感器：（1）熱釋電感測(cè)器熱釋電感測(cè)器的基本涵義是一種利用紅外線熱場(chǎng)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)其工作的熱敏元件。它包括敏感片、阻抗變換器、濾波窗等。（2）光敏電阻器光敏電阻器能感知到光線的強(qiáng)弱，使得其本身的阻值隨著光線的增強(qiáng)而減小，由此可以根據(jù)電阻器上的電壓、電流等來反映光線的變化。3系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計(jì)在充分的考慮到各種環(huán)境因素的作用下，如何合理地布置課堂，如何選用電子元器件和設(shè)備的抗干擾是必須要認(rèn)真研究的問題。3.1控制模塊的硬件構(gòu)成其中，以主控單元為中心，其他的外部控制部分，包括：電源供應(yīng)、照明等；人體內(nèi)有溫度傳感器控制模塊，門狗控制模塊，按鍵和信號(hào)超時(shí)的自動(dòng)警報(bào)控制模塊,其總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。圖3.1結(jié)構(gòu)框圖3.2控制系統(tǒng)的主要硬件電路3.2.1AT89S52單片機(jī)AT89S52具有很好的性能；8比特?cái)?shù)碼單片機(jī)，低功率CMOS8比特?cái)?shù)碼單片機(jī)，8K可編程快閃記憶體。利用芯片，可以在系統(tǒng)中編寫程序的記憶體。同時(shí)也可以應(yīng)用于一些常用的程式設(shè)計(jì)人員及各類通用程式控制器。這些設(shè)備均是使用ATMEL公司的高密度、高精度存儲(chǔ)技術(shù)制造的內(nèi)存，對(duì)系統(tǒng)的控制和軟件界面的需求與80C51的其它行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)一致。AT89S52可以對(duì)各類電力系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)的邏輯計(jì)算與計(jì)算，使電流降低到0Hz，同時(shí)具有兩款運(yùn)行軟件，可供使用者任意選用不同的能源節(jié)約運(yùn)行方式。在閑置狀態(tài)下，CPU將會(huì)在適當(dāng)時(shí)間內(nèi)暫停有關(guān)的工作；計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口、斷路器等均可自行停機(jī)。將會(huì)暫停，使有關(guān)的工作得以進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，帶有自動(dòng)關(guān)機(jī)警報(bào)的情況下，RAM的一些內(nèi)容是MCU和振蕩電路中的一些部件。如果振動(dòng)被制冷馬達(dá)或硬體凍住，則MCU的全部工作狀況會(huì)暫時(shí)性或停頓，直至下一次馬達(dá)失效，也就是馬達(dá)的損壞或馬達(dá)的硬件重新回到工作狀態(tài)為止。各個(gè)端口及其說明如表3.2所示。表3.2端口及其說明WDT（亦稱為守門犬定時(shí)裝置）：一種由電腦軟體進(jìn)行自動(dòng)重置的裝置。該系統(tǒng)包括13比特的數(shù)碼計(jì)數(shù)和重置的專用控制器。WDT不能在缺省情況下正常工作；在不重啟的情況下，可以在系統(tǒng)開始時(shí)開始激活。在此之后，所有使用者都要將WDTRST(SFR為0A6H）寫入到該暫存器中。然而，在WDT系統(tǒng)中，使用者需要將0E1H和0E1H分別寫入到WDTRST中。這樣可以很好地避免DT的資料外泄。舉例來說，如果計(jì)數(shù)器比特的數(shù)值到達(dá)8191(FFFFH)，則13比特計(jì)數(shù)器會(huì)持續(xù)地從重置回路中溢出，從而使其重新重置。在晶振持續(xù)工作、WDT開始或啟動(dòng)后，各晶振器的工作循環(huán)次數(shù)和WDT數(shù)目都會(huì)持續(xù)上升。WDT及其它計(jì)數(shù)裝置均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀取或手工寫入。在未來，如果一個(gè)輸出部WDT管針的一個(gè)訊號(hào)脈沖期間以及一個(gè)從該觸發(fā)器的輸入管針溢出的計(jì)數(shù)器會(huì)在未來各自生成一個(gè)。利用RST的輸入和輸出的脈沖循環(huán)作為一個(gè)信號(hào)的來源，把它放在一個(gè)觸發(fā)器的插針上，就可以對(duì)該輸出進(jìn)行復(fù)位和差分。由此，在其輸出端分別生成了一個(gè)周期性的重置和一個(gè)信號(hào)的周期的微分輸出。該持續(xù)時(shí)段為重置結(jié)晶時(shí)段和信號(hào)的脈沖時(shí)段和信號(hào)的微分輸出。通常情況下，可以按順序構(gòu)成一個(gè)連續(xù)周期，也就是可以維持96個(gè)結(jié)晶周期（TOSC)，一個(gè)稱為TOSC=1/FOSC。為了更好地保存和使用WDT，我們必須經(jīng)常對(duì)WDT進(jìn)行再一次的編譯，并且在特定的時(shí)間內(nèi)將WDT編寫到某些程序的源碼中。在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，晶體會(huì)在短時(shí)間內(nèi)自行停機(jī)，說明WDT也會(huì)出現(xiàn)短暫的故障。啟動(dòng)關(guān)機(jī)啟動(dòng)方式有兩種：一種是通過硬件進(jìn)行重置，一種是通過外設(shè)的方式來啟動(dòng)。在晶振斷開狀態(tài)下，全頻段的工作狀態(tài)與常規(guī)的硬體重置方法不同，從而保證了斷路器工作的平穩(wěn)。當(dāng)軟體被打斷時(shí)，會(huì)有對(duì)應(yīng)的軟體上拉中斷。WDT必須在測(cè)試的中斷電壓下降的情況下，以避免WDT在被測(cè)試的中斷狀態(tài)下仍然不能恢復(fù)。這就足夠了，WDT應(yīng)當(dāng)在服務(wù)中臨時(shí)重新設(shè)置服務(wù)失敗之后的狀態(tài)。在計(jì)算機(jī)開始計(jì)數(shù)時(shí)，使用專用的AUXR的WDIDLE比特來確定是否要進(jìn)行計(jì)數(shù)。WDT在缺省的狀態(tài)等待模式下持續(xù)計(jì)算WDIDLE=0。如圖3.3所示為內(nèi)部振蕩電路連接圖,外部振蕩電路連接圖如圖3.4所示。圖3.3內(nèi)部振蕩電路連接圖圖3.4外部振蕩電路連接圖在一個(gè)空閑系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)模式下,所有片上外部控制裝置組件都會(huì)繼續(xù)保持系統(tǒng)啟動(dòng)和軟件激活的狀態(tài),而CPU則仍然是一直處于睡眠狀態(tài)。它通常是通過直接使用一些軟件工具來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。在這樣的工作狀態(tài)下,特殊的功能信號(hào)寄存器與片上每個(gè)RAM的寄存內(nèi)容都會(huì)保持恒定。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖3.5所示。圖3.5單片機(jī)的最小系統(tǒng)時(shí)鐘回路：以單片機(jī)在日常工作中作為計(jì)算參考，它確定了整個(gè)微處理器的正常工作所需的時(shí)鐘速率。它是一種以正弦型的頻率作為工作參考，它直接影響到整個(gè)MCU的信號(hào)操作和數(shù)據(jù)的運(yùn)行速度。鐘表電路聯(lián)結(jié)方法如圖3.6所示。圖3.6時(shí)鐘電路連接圖電源電路:向整個(gè)單片機(jī)電路提供直流電。復(fù)位電路:用來確定一個(gè)單片機(jī)正常工作的起始狀態(tài),完成一個(gè)單片機(jī)啟動(dòng)的全部過程。如圖3.7所示。圖3.7復(fù)位電路連接圖當(dāng)單片機(jī)連接到電源后,會(huì)自動(dòng)地產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào),來完成對(duì)單片機(jī)的啟動(dòng),確定該電機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作的狀態(tài)。3.2.2光線強(qiáng)度檢測(cè)模塊該系統(tǒng)采用了以微機(jī)圖像處理芯片為核心的光源亮度自動(dòng)探測(cè)。該方法采用一種光電敏感電阻器，經(jīng)一系列的分壓后，得到一組對(duì)應(yīng)的電壓，并將其輸出到A/D，見圖3.8。采用功率更小的ADC0832模組，實(shí)現(xiàn)A/D變換，使其具有最小的體積和最小的成本。如圖3.9所示。圖3.8環(huán)境光采集電路圖3.9A/D轉(zhuǎn)換器電路ADC0832是一種高解析度的8比特單片芯片；8P,14P（直接插入）,PICC各種超高密度的封裝；可實(shí)現(xiàn)兩路高頻率A/D信號(hào)的變換；采用工頻電源的5V電壓輸入，其工作環(huán)境和工作電壓的變化幅度一般為0-5V;商業(yè)晶片工作頻率溫度寬度的商業(yè)晶片，其工作頻率溫度的寬度通常是0~70℃，而工業(yè)級(jí)別的商業(yè)晶片的工作頻率溫度寬度通常是+40℃+85℃；其他的頻率和溫度都在250KHz左右，在32微秒左右的轉(zhuǎn)換過程中，功率消耗僅為15MW;它的輸入和輸出功率都與TTL/CMOS相一致。VCC/REF基準(zhǔn)電源的穩(wěn)定電壓和（可以反復(fù)地）輸出基準(zhǔn)源的溢流輸入。接著，按下DI按鈕，將該數(shù)據(jù)輸入到輸出端，并選取一條信道作為該電路的控制器。DO是對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)的輸入和輸出，而0是一個(gè)被變換的數(shù)字。CLK是兩種不同的時(shí)鐘信號(hào)的晶片。GND晶片采用0電壓（接地）作為基準(zhǔn)。通過兩種不同的數(shù)據(jù)界面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)和資料的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，減少了對(duì)信號(hào)和資料的誤差。采用一臺(tái)單片微處理器，將各系統(tǒng)的供電、供電信號(hào)全部集中在一個(gè)控制器上，使多個(gè)元件之間的聯(lián)接、對(duì)微處理器進(jìn)行控制，使工作過程更加簡單。該系統(tǒng)以C、DI兩個(gè)接口的單通道為輸入、控制接口，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種不同通道的控制。光感光電阻儀是一種感光電阻器，它是由一種新的感光感受性器件的電阻值所構(gòu)成，它的感光電阻值，由于輸出的激光強(qiáng)度的不同，感光電阻器的數(shù)目也會(huì)有很大的改變；因?yàn)樵谳^高的入射光線下，阻數(shù)減少，入口和出口相對(duì)微弱，從而使阻值發(fā)生改變。3.2.3單片機(jī)對(duì)ADC0832的控制單片機(jī)與ADC0832的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別為CS、CLK、DI、DO。但是由于阿迪終端和一個(gè)DO終端的兩端對(duì)于數(shù)據(jù)通信來說不是同時(shí)有效的，它們和單片機(jī)之間的所有通信接口都可以由我們來實(shí)現(xiàn)，也就是雙向通信，所以當(dāng)我們開始設(shè)計(jì)集成電路的時(shí)候，通常應(yīng)該可以將阿迪終端和它的DO終端并聯(lián)到一條雙向數(shù)據(jù)線上，而CLK和DO/DI兩個(gè)輸入控制器的電壓電平也應(yīng)該是任意的，這個(gè)控制器的所有芯片都會(huì)自動(dòng)中斷。因此，當(dāng)我們暫時(shí)需要在電源的A/D端之間進(jìn)行高速轉(zhuǎn)換時(shí)，我們必須首先將A端或CS端使用的小型能量電連接器置于低電平，并保持下去，直到高速轉(zhuǎn)換完全成功終止。該控制電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3.10所示圖3.10接口電路3.2.4熱釋電紅外人體檢測(cè)模塊集成電路1.身體的感應(yīng)器是如何工作的：一切天然的東西，比如巖石，人，火焰，木材，冰川等等。激光紅外會(huì)被直接生成，其輻射頻率和波長也會(huì)發(fā)生變化。利用這種紅外線雷射，可以對(duì)其進(jìn)行即時(shí)的監(jiān)測(cè)。按照其工作電路的基本工作方式，可以將其分成兩種：熱量量子式和半散熱式。相對(duì)于常規(guī)的量子紅外線微波傳感方式，該方法成本低廉，反應(yīng)時(shí)間短。在各個(gè)間隔內(nèi)，紅外輻射的信號(hào)具有很大的頻域和波段，在室溫下能很好地工作。2.身體感應(yīng)器具有以下幾個(gè)方面的特征：自動(dòng)檢測(cè)，在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)，就會(huì)發(fā)出高電平的信號(hào)，但不管怎么說，都是低的，很好收集。這是一種重復(fù)的方法。當(dāng)你的感應(yīng)器處于高電平時(shí)，當(dāng)你感覺到新的信息時(shí)，它會(huì)重新啟動(dòng)，8-15秒后，它就會(huì)恢復(fù)正常。1)在常規(guī)工況下，其溫升范圍為-15~700，具有很好的適應(yīng)性；2)高可靠，高靈敏。3)它的靜態(tài)有功電流通常在50毫安以下，功率消耗很少。4)介紹了熱釋光紅外探針的工作特性及工作機(jī)理。5)因?yàn)槿梭w的正常溫度是37攝氏度，所以它能發(fā)射10米的紅外線，通過紅外線探測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。四種不同的激勵(lì)方式為激勵(lì)方式，即用熱能量直接放電。6)菲泥爾濾光板：由于要實(shí)現(xiàn)對(duì)曝光特性的控制，需要采用多種曝光對(duì)象、焦點(diǎn)（例如，傳感器的曝光探測(cè)和間距），因此，在各種情況下，可以得到各種不同的曝光探測(cè)，因此，可以進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。7)為防止人體的紫外輻射，在它的背光表面還涂上一層菲泥爾濾光膜，使其不會(huì)被外界的影響。8)這種光電探測(cè)器的主要功能是利用對(duì)人體自身的短期紫外線進(jìn)行早期探測(cè)，所以在一段時(shí)期內(nèi)，它對(duì)人體紅外短波的探測(cè)非常靈敏。9)一旦進(jìn)入到探測(cè)范圍之內(nèi)，就會(huì)被反射回來的紅外線照射到。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們體內(nèi)確實(shí)有一個(gè)輻射感應(yīng)器，它可以讓兩個(gè)電子元件進(jìn)行直接的輻射，但是這兩個(gè)電子元件所吸收的輻射的量是不一樣的，所以它所散發(fā)出來的熱量也是完全不一樣的，只有通過輻射信號(hào)來進(jìn)行最優(yōu)的傳輸，然后將其轉(zhuǎn)化為真正的能量。圖3.11顯示了人體感應(yīng)器鏡頭的感應(yīng)區(qū)，當(dāng)人類進(jìn)入感應(yīng)區(qū)時(shí)，感應(yīng)器會(huì)收到來自感應(yīng)器的紅外光，并將其輸出為高的電位。但是，人處于最不靈敏的地方，接收到的信息也會(huì)模糊不清，從而造成錯(cuò)誤的判斷。所以，我們必須對(duì)人體的感應(yīng)器的設(shè)定和方位給予足夠的關(guān)注。圖3.11信號(hào)采集敏感區(qū)人體傳感器的正視圖如圖3.12所示。圖3.12熱釋電人體感應(yīng)模塊人體感應(yīng)器1是供電訊號(hào)終端，3是地訊號(hào)終端，2號(hào)是收集訊號(hào)的輸入端。在電壓穩(wěn)定回路的設(shè)計(jì)中，通過將人體內(nèi)各傳感器的電壓穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的電壓管插到3的線路上，再加上一個(gè)6800PF的電壓穩(wěn)定電容器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓穩(wěn)定的控制。另外，因?yàn)槿说母袘?yīng)器的電壓是在身體中同時(shí)出現(xiàn)的，所以可以有一個(gè)穩(wěn)定的壓強(qiáng)信號(hào)管2和一個(gè)人的穩(wěn)壓的微型控制器的管腳p3。它們可以彼此并聯(lián)，并且插針3可以彼此并聯(lián)。采用100KQ型上電穩(wěn)壓、下拉穩(wěn)壓、穩(wěn)壓、穩(wěn)壓、穩(wěn)壓、穩(wěn)壓等多種功能，因其在人體中存在大的工作壓力，能實(shí)現(xiàn)多個(gè)人體感應(yīng)器及輸入穩(wěn)壓電路的同時(shí)輸出。其集成電路設(shè)計(jì)原理和框圖結(jié)構(gòu)如下圖3.13所示。圖3.13人體傳感器電路3.2.5按鍵管理模塊電路按鍵程序管理控制電路主要設(shè)計(jì)采用獨(dú)立的兩個(gè)按鍵程序管理控制方式,即通過一個(gè)控制程序?qū)ζ浒存I進(jìn)行程序控制、通過兩個(gè)鍵的按鍵管理來對(duì)其分別進(jìn)行一個(gè)程序控制和手動(dòng)檢測(cè)無論是一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)按鍵還是一個(gè)手動(dòng)進(jìn)行檢測(cè),然后另外一鍵還有兩個(gè)控制按鍵都可以是根據(jù)程序控制和自動(dòng)檢測(cè)的正確順序來斷開或者手動(dòng)閉關(guān)的,電路總體結(jié)構(gòu)如圖3.14所示。圖3.14按鍵模塊原理圖3.2.6超時(shí)報(bào)警電路在課堂上，若使用單純的手工監(jiān)測(cè)與警報(bào)方式，則會(huì)因?yàn)樾ｎI(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)的不注意，造成了大量的資源流失。我們選用了一個(gè)超時(shí)提醒線路，通過一個(gè)帶有聲音的超時(shí)監(jiān)測(cè)方式提醒其它經(jīng)理和同學(xué)，看看他們是不是已經(jīng)斷電了。另外，大多數(shù)的城市的小學(xué)生在集中學(xué)習(xí)、集中學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)壓力比較大，而學(xué)校里的燈光又過于恐怖，所以我們的燈光會(huì)持續(xù)很久。不過，該裝置的超時(shí)警報(bào)功能可以通過語音提示同學(xué)們是否有休息或者通過遙控開關(guān)進(jìn)入人工操作。能更好地保障儀器及學(xué)員身體的安全。在此，將通過一個(gè)壓電蜂音器的特定操作實(shí)例來詳細(xì)描述：壓電蜂鳴器的主體部分為：阻抗匹配；諧振盒，壓電蜂音筒和它的外罩。阻抗匹配能使壓電蜂鳴的聲響變得更好。將10K的上下整流電阻器直接插入到MCU的P0.0端口，再由100的限幅整流電阻器將三極管9015的兩個(gè)基本電極直接相連。假如一個(gè)基本端口是高的，即便其在P0.0端口的基礎(chǔ)端口是高的，也會(huì)有一個(gè)三極點(diǎn)的連接被切斷，而蜜蜂會(huì)由于無法工作而中斷工作，而課堂上的燈光也有很大的可能性。舉例來說，如果在基礎(chǔ)板上為極度低電平，甚至P0.0端口上的一個(gè)基本低電位，則三極管有一次引線的可能，而在噪音蜂鳴器被啟動(dòng)的情況下，則會(huì)產(chǎn)生一種高頻率的回音，表示教室的燈光不會(huì)在工作中超過時(shí)間。超時(shí)自動(dòng)逃生報(bào)警系統(tǒng)控制電路基本結(jié)構(gòu)如軟件圖3.15所示。圖3.15超時(shí)報(bào)警的電路3.2.7系統(tǒng)的其他模塊（1）電源模塊根據(jù)本裝置的特性，使用+5V供電就可以確保整個(gè)控制過程的穩(wěn)定。該電路的基本結(jié)構(gòu)見于圖3.16中，在輸入電腦的電源訊號(hào)后，該訊號(hào)會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，表示電腦已開始工作。如果沒有顯示，就意味著沒有連接到電源。然后，又要將它重新接上。圖3.16電源電路圖（2）系統(tǒng)顯示模塊本系統(tǒng)使用八臺(tái)LED作為監(jiān)視器，用以檢測(cè)每一盞燈的開啟與關(guān)閉狀態(tài)，并在各種環(huán)境下，每一盞燈的點(diǎn)亮數(shù)量。該電路框圖結(jié)構(gòu)如圖3.17所示。圖3.17顯示燈電路圖另外，該方案還使用了兩個(gè)LED，用于手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式進(jìn)行視頻切換，另外，還使用了三個(gè)LED作為圖像，以示出外部環(huán)境中的亮度。如下圖3.18所示。圖3.18指示燈電路圖4控制模塊軟件設(shè)計(jì)以MCU為核心，與其它相關(guān)的軟體結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)整體的MCU。在用戶的軟件研發(fā)中，其構(gòu)成因素是整個(gè)系統(tǒng)的硬件。在硬件和系統(tǒng)中的投入；在決定了各種方法的情況下，就可以單獨(dú)地進(jìn)行編程和發(fā)展。該控制軟件的控制模塊包括：主程序控制模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、監(jiān)控控制按鍵等。4.1系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)軟件的關(guān)鍵部件是整個(gè)監(jiān)控機(jī)的主要控制部分，其外部軟體對(duì)整個(gè)監(jiān)控機(jī)的某些功能通常都要由整個(gè)監(jiān)控機(jī)的模塊化應(yīng)用來完成。監(jiān)控系統(tǒng)中的每個(gè)主要程式都具備監(jiān)控精靈的作用，接收、執(zhí)行、分析每個(gè)鍵盤上的監(jiān)控命令，并將其從監(jiān)控設(shè)備中直接傳輸至對(duì)應(yīng)的監(jiān)控資料庫和輸入端，用以對(duì)監(jiān)控子例碼進(jìn)行操作。本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視操作系統(tǒng)外部監(jiān)視單元的主、處理單元和程序的控制單元被運(yùn)動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)啟動(dòng)，所有的輸入、輸出和參數(shù)的參數(shù)等初始均具有自我檢查的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)中斷數(shù)據(jù)的處理，在多個(gè)系統(tǒng)的操作過程中可以對(duì)所有的模塊進(jìn)行呼叫。4.1.1系統(tǒng)自檢初始化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)軟件的關(guān)鍵部件是整個(gè)監(jiān)控機(jī)的主要控制部分，其外部軟體對(duì)整個(gè)監(jiān)控機(jī)的某些功能通常都要由整個(gè)監(jiān)控機(jī)的模塊化應(yīng)用來完成。監(jiān)控系統(tǒng)中的每個(gè)主要程式都具備監(jiān)控精靈的作用，接收、執(zhí)行、分析每個(gè)鍵盤上的監(jiān)控命令，并將其從監(jiān)控設(shè)備中直接傳輸至對(duì)應(yīng)的監(jiān)控資料庫和輸入端，用以對(duì)監(jiān)控子例碼進(jìn)行操作。本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視操作系統(tǒng)外部監(jiān)視單元的主、處理單元和程序的控制單元被運(yùn)動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)啟動(dòng)，所有的輸入、輸出和參數(shù)的參數(shù)等初始均具有自我檢查的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)中斷數(shù)據(jù)的處理，在多個(gè)系統(tǒng)的操作過程中可以對(duì)所有的模塊進(jìn)行呼叫。4.1.2定時(shí)中斷處理定時(shí)中斷時(shí)鐘是指當(dāng)一個(gè)定時(shí)器設(shè)在一個(gè)計(jì)算機(jī)上的定時(shí)器值已被一個(gè)終端或一個(gè)外部定時(shí)器所接收到的時(shí)候，它就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。計(jì)時(shí)的干擾是指在特定的時(shí)間段內(nèi)被打斷的周期。在這個(gè)系統(tǒng)里，時(shí)間打斷的功能是構(gòu)成一個(gè)多個(gè)工作的操作系統(tǒng)，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)被打斷之后，這個(gè)系統(tǒng)就可以為相應(yīng)的工作做好充分的準(zhǔn)備。這意味著無需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行斷點(diǎn)區(qū)的防護(hù)，即可完成多個(gè)作業(yè)的工作，并將相應(yīng)的作業(yè)都安排在準(zhǔn)備階段。圖4.1顯示了一個(gè)程序方塊圖，它是一個(gè)計(jì)時(shí)中斷過程。該測(cè)試裝置所收集的輻照資料，主要針對(duì)人體內(nèi)有無輻射訊號(hào)及外界環(huán)境狀況下之光發(fā)射訊號(hào)。在軟件的開發(fā)過程中，將兩組計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并將其分別置于一個(gè)計(jì)時(shí)多功能的采集模塊中，從而達(dá)到了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。4.1.3ADC0832數(shù)據(jù)讀取程序流程在界面堆棧的開發(fā)中，使用一種新型的編譯程序來完成，以達(dá)到快速高效的數(shù)據(jù)通訊。因?yàn)锳DC0832常規(guī)的A/D變換需要32秒的取樣周期，所以采用常規(guī)ADC0832的A/D變換，其取樣周期頻率要高于常規(guī)ADC0832，從而確保在某些高精度的技術(shù)場(chǎng)合采用常規(guī)的A/D變換。資料閱讀器檔案是資料呼叫資料的一種檔案格式。它能夠很好地完成用戶的操作，并能很好地完成用戶的操作以及數(shù)據(jù)的遷移。通常，在程序運(yùn)行過程中，所消耗的存儲(chǔ)器資源主要有四種：工作累加寄存器R7，累加工作寄存器A，特殊累加寄存器CV，以及其它通用的寄存器b，這些被轉(zhuǎn)換的信道數(shù)值與功能信號(hào)的輸出數(shù)值結(jié)合起來，功能信號(hào)寄存器b的輸出數(shù)值是功能信號(hào)暫存器b，在我們正式開始設(shè)計(jì)能夠利用功能轉(zhuǎn)換子通道的程式時(shí)，我們需要先決定一個(gè)功能轉(zhuǎn)換子通道中的兩個(gè)功能改變的暫存器A和B的初值。如果轉(zhuǎn)換器或者子級(jí)的軟件正在工作，那么轉(zhuǎn)換器會(huì)將其數(shù)值存儲(chǔ)到b檔。一旦程序自動(dòng)離開，子程序庫就會(huì)立刻開始，它可以對(duì)A和B數(shù)據(jù)庫中的全部資料進(jìn)行解析和處理。ADC0832數(shù)據(jù)包的讀取和寫應(yīng)用程序流程設(shè)計(jì)圖表的顯示方式如圖4.2。圖4.2ADC0832數(shù)據(jù)讀取流程4.2數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)體系需要在我們認(rèn)為燈光不足夠強(qiáng)烈的情況下，以及附近有其他人時(shí)，就把它開啟。否則就不會(huì)被激活。如果是1，則是0，如果是0，則是1，如果是0，則是1，如果是0，則可以用表格4.3來描述兩者之間的聯(lián)系，并且顯示了圖4.4中的數(shù)據(jù)收集流程。表4.3環(huán)境與人的關(guān)系環(huán)境光參數(shù)人體存在參數(shù)教室燈狀態(tài)011000110100圖4.4數(shù)據(jù)采集流程圖4.3系統(tǒng)鍵功能鍵盤聲音是一種用于在操作系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和傳輸?shù)囊环N裝置，它是一種與人進(jìn)行交流的語言交流。由于該系統(tǒng)選用的按鍵數(shù)目較少，所以采取了一種中斷的方法，將全部的輸入一個(gè)中斷的編碼器，將全部的功能集中于一個(gè)工作模式下即可實(shí)現(xiàn)。4.4看門狗模塊一般情況下，一個(gè)叫“看門狗”的模塊，是由MCU的RST端子來提供的。在單片機(jī)操作時(shí)，在設(shè)定時(shí)將信號(hào)輸入給該模塊，以恢復(fù)WDT。當(dāng)“狗”在一定的時(shí)間段沒有進(jìn)食，便會(huì)發(fā)出重置訊息給微處理器，讓其重置，避免了系統(tǒng)的故障?？撮T狗的功能是阻止一個(gè)不斷重復(fù)的節(jié)目。要想使監(jiān)視者工作，必須設(shè)定計(jì)時(shí)器。若單片機(jī)在某一時(shí)刻出現(xiàn)故障，或是PC的復(fù)位指示器不能正確地恢復(fù)，則該系統(tǒng)會(huì)在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)重新設(shè)置。監(jiān)控系統(tǒng)是一種非常關(guān)鍵的技術(shù)與實(shí)際運(yùn)用，可以讓以MCU為核心的監(jiān)控系統(tǒng)在無人操作時(shí)徹底停轉(zhuǎn)，不能持續(xù)、不能正常工作。S52型線路具有對(duì)應(yīng)的監(jiān)控定時(shí)裝置，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析和檢測(cè)。在計(jì)時(shí)器溢出后，馬達(dá)會(huì)重新設(shè)定。監(jiān)視者不但可以設(shè)定溢出的數(shù)值，而且也可以被當(dāng)作計(jì)時(shí)器來提取。工作流的方框圖顯示在4.5中。圖4.5看門狗工作流的方框圖4.5超時(shí)報(bào)警系統(tǒng)在教室里，如果我們使用人工控制的方法進(jìn)行監(jiān)督和控制，由于教師和學(xué)員以及其它管理人員的失誤，導(dǎo)致了教室內(nèi)的照明持續(xù)的時(shí)間太久，從而造成了大量的資源消耗。首先，它設(shè)置了一個(gè)