论文总字数：17155字

目 录

1 绪论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 我国当前常用灯光自动控制系统 2

2 方案设计 3

2.1 初步设计方案 3

2.2 设计目的 3

2.3 控制芯片选择 4

2.4 光照检测模块的选择 5

2.5 人体感应模块的选择 5

2.6 液晶的选择 5

2.7 确定最终方案 6

3 硬件设计 7

3.1 单片机设计 7

3.2 主片单片机的设计 8

3.2.1 主片单片机设计思路 8

3.2.2 按键模块 8

3.2.3 光照检测模块 8

3.2.4 报警模块 9

3.3 从片单片机设计 10

3.3.1 从片单片机设计思路 10

3.3.2 灯泡光强控制模块设计 10

3.3.3 人体感应模块设计 10

3.3.4 定时模块设计 11

3.3.5 无线控制模块设计 12

4 软件设计 12

4.1 软件设计思路 12

4.2 程序模块流程 12

4.2.1 灯泡发光强度程序流程 13

4.2.2 灯泡亮灭控制流程 14

5 电路硬件的焊接与成品展示 15

5.1 电路的焊接 15

5.2 成果展示与调试 16

5.2.1 成果展示 16

5.2.2 调试 17

6 总结和展望 18

参考文献： 19

致谢： 21

附录： 22

智能照明系统的研究与设计

戴志伟

，China

Abstract:This design is based on the research and exploration of intelligent lighting systems, combined with a number of examples. The design uses STC89C52, wireless remote control module, HC-SR501 and other components. This design automatically adjusts the light intensity of the lamp through natural light intensity. If, under special circumstances, the system adjustment does not meet the required light intensity, it may be adjusted to manual operation to meet the demand. This design will limit the working time of the lamp through the human body induction module and the timing module. If the light source needs to be provided outside the specified time, the system can be controlled by wireless remote control. This design features high performance, low consumption, and high accuracy and is very user-friendly.

Keywords:STC89C52;Wireless remote control; HC-SR501; timing module; intelligent lighting

绪论

课题研究的背景及意义

时代在前进，随着不同学者不断探索的过程，产品也在不断地更新换代，大量的市场需求也在发生着日新月异的变化。在当今社会，一个产品的发展方向和前景，很大程度上取决于目前高新技术的应用数量和程度，其中在电子产物的范畴里智能化技术对于产品的前景有着很大的影响。随着科技的进步，电子产品的不断更新换代，智能化家用电器在家用电器领域逐渐扩展开来，并占据了许多市场，其中有不少产品已经投入市场，走进了千家万户例如智能电视，智能冰箱等常用家用电器甚至于还有智能扫地机器人等商品。在功能性上，智能家用电器显示出了多样而又强大的功能，使用时更是方便快捷，同时兼具了让用户感到放心的安全性和可靠性，与传统家用电器最大的不同在于，在节约能源方面的表现显得格外明显。

时代在不断地变化，人类也一样在科学的道路上不断的前进，经济状况也在不断的提高，人们的生活需求也变的越来越多，在需求不断增多的同时能源消耗的速度也越来越快，于是能源开始匮乏逐渐有演变为世界性问题的趋势，目前能源缺乏已变为各个国家都要面对的残酷问题。在我国这个严峻的问题显得格外的沉重，根据数据统计，我国总体能源储存量可谓是相当的可观，在世界上也处于遥遥领先的地位，然而由于我国的国情，由于我国庞大的人体基数，因此在人均方面数据就相当的低，在全球排名处于倒数地位。不仅如此，我国在能源利用方面的技术也有待提高，能源利用率在40%以下，再加上庞大的需求量，在平均消耗单位量的能源上相比，我国也要比世界平均水平高出3倍，远远落后于发达国家。其中发电就消耗了很大比例的资源，而照明耗电则是一个耗电大户，在各个国家的总发电量中占用了大量资源，其比例不容小视，根据统计数据，照明应用领域所消耗的能源数量及其庞大，如果在这方面做到节能减排，每减少一点都是一个庞大的数量，我国或许会积极开拓节电市场。如今祖国的发电方式大多数和以前一样不曾改变，尤其是以北的地区，若将该相关的智能设备大量投入使用使其走进千家万户，则可以降低相关资源的损耗，进而削减物资的需求量，这对于提高生活环境品质、降低空气的污染也有着举轻若重的意义。目前，我国政府十分重视能源消耗方面的问题，大力推广节能和节约。对于我国而言，在照明方面开展节约和减少损耗有着不能小视的意义，在我国照明方面所需要的能源很大，大体占全国总发电量在10%上下波动，依据有关资料显示，每一年的城市中的照明所耗费的能源都是一个不小的数字，在全国占总的发电产量的比例约为5%左右。智能照明控制系统针对于在照明这一方向所设计的一项为了方便人们生活同时解决资源浪费问题的智能化系统。与其他智能系统相似，在节约能源和资源方面有着显著的效果，这对于推动社会的稳定发展和市场内的产品竞争起到优益的影响。因此，在如何满足人们生活需求用电的同时，有效地减少电能浪费，营造舒适的建筑环境成为重点，所以如何推动和发展智能照明系统，如何在生活中应用智能照明系统成为了首要目标。

智能照明控制系统于1990年代从国外来到这里，最开始因为各种因素的限制，推广进度颇为迟缓。随着时代的推进，开始对能源的关注度越来越高，对这一方面的探索和改变渐渐增加起来。1997年11月1日，为了推广节能减排的理念，使得节约能源在法律上有一定的地位，我国颁布了一个法令，同时这条法令也成为了重要的国策之一，那便是《中华人民共和国节约能源法》[^[1]]。2005年7月1日开始实施的“公共建筑节能设计标准”GB50189—2005要求全年的总能耗（采暖，通风，空气调节和照明）减少50%[^[2]]。2006年1月将实行国家建设部颁布的“民用建筑节能管理规定”[^[3]]，2008年，在为即将到来的奥林匹克运动会上准备所需要的场地期间，为了回馈祖国对于节约能源减少废气污染排放方面的宣传，先后提出了三大重要思想，又在其之上发表了“勤俭办奥运”[^[4]]的观点，体现了我国对于节能减排的高度重视，以及行动的快速实施。在提出节约能源减少废气污染排放的观点之后，国家一直致力于这一观点的实施。从上述发展史中不难看出我国为了进一步实施节能减排费尽心思，并且也取得了很大的成效，这不仅要感谢我们的祖国，同时也要感谢广大的电气技术工作者，正因为有他们付出了不懈的努力去探索和改革相关的科技和知识，才能更快的研究出高品质的相关产物，并在市场上得到推广，从而实现了再根本上实施了法律规定的各项节能法规，为我们的生活增添亮丽的色彩。

2015年3月8日，我国住建部颁布了新修订的《智能建筑设计标准》[^[5]]，对含有智能化设备的建筑物展开了更加详细的阐释。随着智能照明系统的技术日益完善和不断变化，拥有其设备的建筑物的数量越来越多，这些物品不会和以前一样轻易的使用户得到满足，因此正向着使人们的生活更加称心、耗费更小的能源的方向努力发展着。特别是对于节能，这是智能照明控制系统的初衷也是未来的前进方位。想要在照明方面进行节能减排入手点有很多，总结一下一共可以分为三项：在购买灯泡或者是灯具时选用那些具备高效性和节能的物品；安装对应镇流器来有效实现对能源的高效利用或者用较少的能源来满足需求；科学的安装灯具使得灯具的利用率达到最大，以免造成资源浪费，以及安装当前较为优秀的照明控制，例如智能照明系统。现在，在我国城市的公共照明所消耗的能源便极为庞大，每一年要为它付出的费用高达数百亿元。因此如果在这一方面没节约一点能源，那边会节省一大笔开支。那么在照明方面，应积极推与国际上的高新技术接轨，研究国外的最新科研成果，与国内的研究结果相对比，取其之长补己之短，在这领域上不断的创新发展，研究出属于我们自己的照明系统来，为此需要更多的人投身于这一科学事业中来。其实现在我国已经拥有了这方面技术产品，且拥有这一独立自主知识产权，且多次经过城市道路试验，在照明管理和能源利用中具有出色的表现。

当然随着科技的发展和时代的进步，能源资源的匮乏这一早已提出的问题，更早的压在了每一个国家的心头上，成为了一个影响国家发展的阻碍，且影响越来越大。电能，作为一个国家在工业的生产方面和人们的工作生活不能缺少的重要资源便显得尤为重要。如今到处都在宣传节能减排的大环境下，节能减排理应当做世界上所有国家相同的目标，理所应当是成为国家的栋梁而培养的我们，更理所当然的要积极响应国家的号召，努力学习知识为之做出贡献。本文所设计的智能照明系统就是展现如何减少对能源的浪费。

我国当前常用灯光自动控制系统

Dynalite智能照明控制系统是我国当前常用的智能照明系统[^[6]]。是一个分布式控制系统，正因为如此与传统的照明控制系统相比，即使是发生像网络线缆故障之类的问题，也不会引起整个照明系统的瘫痪。此外该系统通过其他各种方式解决了可以有效延长灯泡的使用寿命的问题，同时具备很高的兼容性，可以根据用户的需求来添加设备。

C-Bus系统诞生于1994年，由澳大利亚奇胜电气公司所研究开发而成[^[7]]。现在已经在环球多个国家和地区进行推行和利用，该系统的应用相当广泛，但主要还是用于照明控制部分，其他还有在消防设施和安保设施等方面也有得到广泛的应用。C-Bus系统的优点在于在设计时它的线路很简单，这样便导致了在安装该系统时格外的方便，同时为以后的系统维护提供了便利，这也是各大建筑开发商喜闻乐见的，从而在市场上能够取得有利地位。

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