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1. 教室照明控制的概述
1.1 研究的意义
由于社会经济和科学技术的飞速发展，人们的生活水准也不断的提高，导致了用电负荷加剧，又由于全球能源危机，能源短缺，已经成为世界面临的一个严重的问题。我们国家也意识到其严重性，但是由于政策变动我国各类大、中专院校对学生的扩招，教室的扩建，教室灯光照明的需求也急剧增多，而教室照明管理的不到位，往往造成很大的电能浪费。这样，如何提高教室的用电效率俨然成为了首要的考虑因素。
目前对智能照明的控制，国内和国外已开始逐步采用，但是中国的教室照明智能控制特别缺乏和不完善，仍然是传统的手工管理。用电管理不善，造成学校用电浪费，经济上的损失，这种浪费与当今的节能理念是相违背的。此外，现代计算机技术的普及，现代自动化程度不断的提高，灯光的管理也往智能化、自动化的方向发展。例如户外街道灯光自动化的控制、户内家电的智能化等等。这一切都使得教室照明控制朝着智能化方向发展。
1.3 研究的内容和目标
1.3.1研究的内容
本设计的研究内容主要有以下几点：
(1)教室照明需求以及环境光强度与开、关灯的关系；
(2)人体存在的探测技术；
(3)确定人体传感器的有关参数。
1.3.2 研究的目标
教室照明控制系统可用于改造现有的教室照明系统，并以此实现对智能照明系统的人性化管理，提高用电的效率，实现降低灯光控制的成本。为了最终达到
可靠性、实用性、推广性较好的目标，要经过不断的调试和改进。
1.4 拟解决的关键问题
本设计通过研究试验教室灯光的各种控制方案需解决以下关键问题：
(1)开关灯的自动与手动兼容措施；
(2)时钟信号的设置问题；
(3)环境光参数值的输入采集问题。
2. 教室照明控制的设计原理
2.1 教室照明控制器
教室照明控制器可以很有效的实现教室照明智能化的控制。输入参数主要为人体信号、环境光信号、时钟信号三个外界因素。环境光强度是否达到一定参数值、人体是否存在、是否在规定的上课的时间，以此控制智能开关来达到节能的目的。实践证明，用这三个因素来实现对教室灯光进行智能化的控制是可以实现上述目标的。
2.2 系统控制的方案分析
所研制的控制器以自然光强度、人体信号、时钟信号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。在自然环境光较强时，无论时间是否到点，都不开灯；在自然环境光较弱时，时间没到点，灯也不开，只有在规定的时间内且有人存在时，灯会自动亮。晚上10点到早上8点之间，则自动关闭控制器的运行，必须用手动开关来控制。本次设计的教室照明控制器由硬件和软件两大部分组成，硬件部分主要为软件提供程序运行的平台，软件部分主要针对硬件端口信号的采集、分析、处理，并最终实现各种功能来体现智能控制器的自动和手动相结合，以达到教室照明更人性化、智能化的目的[3]。
由于本设计受环境影响因素比较多，并且控制设备会因为环境的变化而变的不太稳定。所以在安装过程中，电路布线、元器件的选用、设备安放必须要充分考虑到干扰的问题。系统设计的抗干扰性一定得具备，不然会影响设备的正常运行。
3. 控制系统的硬件设计
3.1 单片机的选择
方案一：AT89S51单片机
AT89S51为ATMEL所生产的8051相容单芯片，该单片机继承了MCS-51的原有功能，与MCS-51系列单片机在原有功能、引脚以及指令系统方面完全兼容。此外，AT89S51又增加了一些新的功能，如看门狗定时器WDT，ISP等。片内Flash存储器允许在线（+5V）电擦除、电写入或使用编程器重复编程，重复写入/擦出次数为1000次，数据保存时间为十年，外部程序存储器与外部数据
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