教室灯光控制系统的设计开题报告

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

一、要解决的问题：

所研制的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。可以实现自动与手动控制相兼容。在自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯;在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同时，还要按作息时间来控制，夜晚超过12点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用机械开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。所以本课题拟解决的关键问题有：

①照明回路的控制回路与控制器本身的节能问题；

②传感器与教室灯配合安装的问题；

③环境光参数输入采集问题；

④人存在传感器参数输入采集问题；

⑤开、关灯的自动与手动兼容措施；

二、拟采用的研究手段：

（一）硬件系统

⑴各模块的作用功能及选择

光强检测模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大，把光信号转化成电信号，实现对光强度的检测。

人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品，实现对人体存在的检测。有人进入时，移动人体发出的红外线被红外传感器接收，则人体存在被感应，并输出高电平并进行相应动作。

硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗，具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。该电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。

超时报警模块，本系统采用超时报警电路方便了管理人员对教室的管理，能够更好地、及时地管理教室。

按键控制模块，通过按键控制电路实现对教室灯具的开关控制，利用其电平的变化产生中断，在中断服务程序中读入信号，确定哪个键按下，执行相应的按键功能，并且由电容和电阻组成滤波电路，消除按键的抖动。

⑵硬件总体设计

系统控制单元是以单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括:ISP下载线模块、电源模块、硬件时钟模块、声光提醒模块、显示模块、光强检测模块、人体存在传感器模块、超时报警模块、按键，其系统框图如图1所示：

（二）软件系统

在单片机硬件系统的基础上，再配上相应的软件，才能构成一个完整的系统。用户软件的开发与系统硬件有着密切的关系。在系统的硬件及输入输出方法确定后，程序软件就可以完全独立的进行设计、开发。在程序设计过程中，采用合理的程序设计结构是一项关键技术。在本系统的设计过程中，总体设计采用自上至下的设计思想将主程序设计好，而在各个部分展开成从属程序或子程序时，是将各个小模块分别进行设计和编程，同时在编程的过程中又用到了结构程序设计的思想。

本控制系统软件模块主要包括:系统监控主程序模块、数据采集模块、时钟模块、显示驱动模块及系统键功能，程序流程如图2。

图2程序流程图