家居智能照明系统的设计设计

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本科毕业设计（论文）

家居智能照明系统的设计

（输入学生姓名）

燕山大学

2015年6月

本科毕业设计（论文）

家居智能照明系统的设计

学院：电气工程学院

专业：检测技术与仪器

学生姓名：

学号：

指导教师：

答辩日期：

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燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：系级教学单位：

注：表题黑体小三号字，内容五号字，行距18磅。（此行文字阅后删除）

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摘要

随着现在社会的发展，时代进步，高新技术的快速融入，人们的生活发生了巨大的改变，人们置购了大量高新技术的产品，许多高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律。

智能灯光控制系统由单片机最小系统、人体感应模块、关照强度模块、灯光控制模块、电源模块和灯泡组成。本文以STC89C52单片机为核心，通过利用光照度和红外人体感应相结合主动与被动的探测方法，实现了室内无人或者关照充足时灯光自动光灯，有人到来且光照不足时自动开启灯光。当人们进入家门或走出公寓，室内照明灯延时一分钟后会自动熄灭。在白天，即使有人走过时，灯也不会亮，可以达到节能的目的。

关键词人体感应、智能灯光控制、光强度检测

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Abstract

With the development of the society, now era progress, fast into the high and new technology, great changes have taken place of people's lives, people purchase a large number of new and high technology products, the use of many high-tech products become the theme of family life.

Intelligent lighting control system by single chip microcomputer minimum system module, body induction module, care strength, lighting control module, power module and the light bulb.Based on STC89C52 single-chip microcomputer as the core, through the use of light and infrared human body induction combined with active and passive detection method, is now the indoor automatic light light when nobody or care enough, someone come and illumination open automatically when being insufficient light.When people enter the house or out of the apartment, corridor lights delay will automatically put out in a minute.During the day, even if someone passed by, the light is not bright, can achieve the goal of energy saving.

Keywords human body induction, intelligent lighting control, light intensity detection

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目录

摘要 (5)

Abstract (6)

第1章绪论 (9)

1.1 课题背景 (9)

1.2 照明行业的发展的发展 (9)

1.2.1 国外照明行业的发展............................................. 错误！未定义书签。

1.2.2 国内照明行业的发展............................................. 错误！未定义书签。

1.3 选题依据 (12)

第2章涡街流量计的工作原理和检测方法 (13)

2.1 涡街流量计工作原理 (13)

2.1.1 压电传感器 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2 旋窝发生体 (13)

2.2 涡街流量计结构 (14)

2.3 旋窝发生体的种类 (16)

2.3.1 矩形柱发生体 (16)

2.3.2 圆柱形发生体 (16)

2.3.3 梯形或T形柱发生体 (16)

2.4 涡街信号频率检测方法 (17)

2.5 本章小结 (27)

第3章涡街流量计信号处理系统的硬件设计 (30)

3.1 系统整体设计框架........................................................... 错误！未定义书签。

3.2 信号处理电路.................................................................. 错误！未定义书签。

3.2.1 压电元件电路........................................................ 错误！未定义书签。

3.2.2 电荷放大器 ........................................................... 错误！未定义书签。

3.2.3 低通滤波器 ........................................................... 错误！未定义书签。

3.2.4 整形电路............................................................... 错误！未定义书签。

3.2.5 总电路设计及仿真结果......................................... 错误！未定义书签。

3.3 基于单片机的信号处理电路............................................ 错误！未定义书签。

3.3.1 单片机选型 .................................................................. 错误！未定义书签。

3.3.2 STC89C52单片机简介......................................... 错误！未定义书签。

3.3.3 信号处理电路组成 ................................................ 错误！未定义书签。

3.4 工程造价 ......................................................................... 错误！未定义书签。

3.5 本章小结 ......................................................................... 错误！未定义书签。第4章系统软件设计 (31)

4.1 软件设计 (31)

4.2 中断服务程序 (32)

4.2 显示程序 (32)

4.3 本章小结 ......................................................................... 错误！未定义书签。结论. (33)

参考文献 (3)

致谢 (4)

附录1 ............................................................................................ 错误！未定义书签。附录2 ............................................................................................ 错误！未定义书签。附录3 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

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第1章绪论

1.1 课题背景

我们周围随着计算机网络、通信、控制等技术的发展,智能建筑的发展越来越迅猛。目前，国内大多数智能建筑存在效率低、能耗高的现象。就智能建筑的照明系统来说，许多地方的灯经常是从早到晚开着的，不管这些房间或楼道是否有人，也不管有多少人。或者，当自然光照度很好时，灯不能及时关闭；反之，当自然光照度难以满足人的需求时，又不能及时打开灯光。这种照明方式，不仅造成能源的浪费，而且不能满足人对照明的基本需求，同时也给人的视力造成了很大的影响。现代照明除了满足人的基本生活、学习要求之外，将更注重能量的节省和使用上的便利，以及满足人类工程学的个性方面的要求。特别是近年来大厦内利用计算机工作的人员比例上升，不同视觉要求的工作的数量和复杂程度大大增加。所以要做到合理、经济、节能，首先应采用先进成熟的技术和产品，如电光源、灯具、照明控制系统。因此，适应不同个人和工作需要，结合自动调节与手动调节的智能化照明系统已经成为必不可少了。

1.2 照明行业的发展

1.2.1 国际智能照明行业的现状

照明行业是80年代首先由美国兴起并得以迅速发展的[3]。90年代后期，由于现代计算机技术、自动控制技术、现代通信技术、现代信息处理技术在世界范围内的广泛应用，进入了信息时代并对各行各业都带来了巨大的影响，照明行业也随之发生了巨大的革新，提出了照明智能化的要求。

进入21世纪后，大量的新产品、新设备、新技术的出现，使智能照明技术向着系统一体化集成的方向发展。[4]例如:各种智能化断路器将微电子技术、传感技术、控制技术、电力电子技术等新技术结合起来，实现了功能多样化、结构模块化，使得断路器从基本保护功能发展到智能化的保护功能，工作更可靠，性能更安全。在微电子技术飞速发展的带动下，许多半导体公

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司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品，促进了电子镇流器的各类产品向高性能高可靠性方向发展。

另一方面，网络技术的渗透使不同控制方式的系统之间相互结合，实现了资源共享、远程监视、设定、控制及对系统异常信息进行一体化管理[5]。控制技术的发展使许多控制功能从由较高层的控制室移至现场的低层设备，使信号的采集和处理更加快捷便利，而且工程技术人员还开发了一些控制管理软件，用户只要通过界面上的各个控制键，就可以实现对各种照明设备的监视和控制，操作更加容易、简单、直观。各类智能照明产品的生产和技术实现也随着行业标准及规范的制定和逐步的完善进入成熟、实用、可靠阶段。

在继美国、德国、英国、日本、新加坡之后，其他各国的智能照明产业也陆续开始发展，并且不断趋于成熟。先后涌现出许多国际知名企业:国际知名的半导体制造商法国PERFECT公司开发出灯光控制专用图书馆的智能照明设计及其控制方法研究的、结合无线射频功能的芯片[6]。PHILIPS、OSRAM、GE公司推出了双端球形HED是目前世界上最先进的大功率LED 灯，奇胜公司的C一BUS系统、ABB公司的1一Bus系统以及邦奇公司的Dynalite、LUTRON公司的GRAFIK系列智能照明控制系统均己广泛应用到照明控制系统中。此外路创、WIELAND、美国的奥莱斯、英国索思、德国欧斯朗、NATIONAL、BPI等企业都创建了诸多知名品牌，推动了智能照明行业的普及和发展[10]。

1.2.2 国内智能照明行业的现状

智能照明行业自上世纪90年代进入中国市场，受市场的消费意识、市场环境、产品价格、推广力度等各方面的影响，一直处于缓慢发展的态势[7]。近些年，随着国民经济的快速发展，特别是地产行业的高歌猛进，国内智能照明行业迅速发展，各类智能照明产品纷纷面市，国际物联网贸易与应用促进协会曾发布报告指出未来几年，中国智能家居市场增速会不断提升，到2016年预计能达到29.17%，到2017年，我国智能家居行业市场规模将达80亿元[8] 。智能家居的前景魅力，也让很多照明企业纷纷开始投入研究，走向智能化时代，照明智能市场将呈现的美好前景被业界一致看好。

20世纪90年代开始，国外智能照明系统厂商就已经在中国投资建厂。