一种基于单片机的智能灯光控制系统的制作方法

本实用新型属于灯光智能控制技术领域，具体涉及一种基于单片机的智能灯光控制系统。

背景技术：

随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式。而学校电能浪费的情况尤其严重。为了给学生提供良好的学习环境，学校教室的灯光正常在白天也是打开的状态，在无人的时候也是打开的状态。因为教室灯光缺少人员管理，而学生离开教室正常会忘了关灯，所以学校教室电能的浪费情况相当严峻，同时学校教室灯光使用方法单一不能根据实际使用需求局部开关，不利于学生在各种场景下使用。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种基于单片机能够根据教室人员情况和光线情况控制灯亮灭，并能根据教室仪器使用情况控制局部灯的亮灭的智能控制系统。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种基于单片机的智能灯光控制系统，包括单片机模块和电源模块，所述单片机模块输入端电连接有红外检测模块和光线采集模块，所述单片机模块输出端电连接有灯光控制模块，所述电源模块分别与本系统其他模块电连接并提供电源，所述红外检测模块用于感应人体信号并将数据信号发送给单片机模块处理；所述光线采集模块用于采集光线信号并将信号发送给单片机模块处理；所述灯光控制模块输出端与灯相连并能控制灯光亮灭。

优选的，所述单片机模块为stc85c5单片机。

优选的，所述灯光控制模块数量为一个以上，每个灯光控制模块连接有一个以上的灯。

优选的，所述红外检测模块为hc-sr501人体红外传感器，工作电压为4.5v-20v，输出高电平3.3v，低电平0v。

优选的，所述光线采集模块包括adc0832芯片、光敏电阻和10k电阻，所述光敏电阻为mg45光敏电阻，亮阻为2-10kω，暗阻为1-10mω，光敏电阻与10k电阻并联接adc0832芯片的ch0引脚，所述adc0832芯片的d0、d1端并联接stc85c5单片机的p21引脚；cs端接stc85c5单片机的p23引脚；clk端接stc85c5单片机的p20引脚。

优选的，所述灯光控制模块包括继电器、4.7k电感和三极管，所述灯光控制模块与stc85c5单片机的引脚p03口相连。

优选的，所述单片机模块通过rs232串口与计算机电相连，所述计算机(1)可通过单片机模块控制灯开关。

优选的，所述计算机包括投影仪信号单元，所述投影仪信号单元通过单片机模块控制投影仪上方的灯亮灭。

优选的，所述电源模块与计算机电相连，所述计算机通过电源模块控制系统的电源通断。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：全自动状态下能够根据教室人员情况和光线情况控制灯亮灭，简单智能，节约电力，还能根据使用场景控制局部灯光，方便人员使用；半自动状态下可以在一处控制教室所有灯，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统框图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图3是图2中stc85c5单片机电路原理图；

图4是图2中人体红外传感器电路原理图；

图5是图2中光线采集模块电路原理图；

图6是图2中rs232串口电路原理图；

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图进一步阐明本实用新型。

如图1所示，一种基于单片机的智能灯光控制系统，包括单片机模块3和电源模块7，单片机模块3输入端电连接有红外检测模块6和光线采集模块5，单片机模块3输出端电连接有灯光控制模块4，电源模块7分别与本系统其他模块电连接并提供电源，红外检测模块6用于感应人体信号并将数据信号发送给单片机3模块处理；光线采集模块5用于采集光线信号并将信号发送给单片机3模块处理；灯光控制模块4输出端与灯相连并能控制灯光亮灭，单片机模块3通过rs232串口2与计算机1电相连，计算机1可通过单片机模块3控制灯开关，计算机1内包括投影仪信号单元11，投影仪信号单元11通过单片机模块3可以控制投影仪上方的灯亮灭，电源模块7与计算机1电相连，计算机1通过电源模块7控制系统其他模块电源通断。

本系统在教室工作时，具有自动和半自动两种模式。

电源模块接通电源为其他模块供电，在自动模式下，光线采集模块5自动检测教室内光照情况，并将光照情况信号发送给单片机模块3，红外检测模块6自动检测检测教室内人员情况，并将人员情况信号发送给单片机模块3，单片机模块3根据得到的光照情况信号和人员情况信号通过灯光控制模块4控制教室灯的亮灭，当光线采集模块5检测到教室光照不明亮且红外检测模块6检测到教室内有人员时，教室灯工作，自动开灯能够避免人员在黑暗环境下抹黑开灯的问题，简单便捷；当光线采集模块5检测到教室光照明亮时不管红外检测模块6检测教室有无人员，教室灯关闭，实现白天光照充足时误开灯导致电力浪费的情况发生；当红外检测模块6在检测到教室内无人员时，教室灯关闭，做到人走灯灭，防止人员忘记关灯，从而节约电力资源。本系统还能根据教室投影仪使用情况来控制局部灯的亮灭，计算机1内有投影仪信号单元11，当教室投影仪使用时，计算机1接到信号再通过单片机模块3控制投影仪上方的灯关闭，防止了前排灯光对投影仪的干扰，方便同学看清投影。

半自动模式下，使用计算机1通过电源模块7关闭光线采集模块5和红外检测模块6的电源使其不工作，教室的灯包括局部灯的亮灭由计算机1通过单片机模块3直接控制，实现在一处控制全教室每个灯的功能，关闭多余模块供电防止模块误动作还能减少模块损耗提高模块使用寿命。在教室长时间不使用时，例如寒暑假时，可断开电源模块7的电源，使系统关闭不工作，避免模块待机耗电浪费电能。

如图2和图3所示，单片机模块(3)为stc85c5单片机，整个单片机最小系统主要由两部分组成：晶体振荡器电路和复位电路。单片机复位引脚reset是下降沿有效。当vcc端通电时，电容为导通状态，所以reset引脚与电源vcc直接相连。当电容充满电时，电容为高阻状态，单片机无法接收电源。此时reset端与gnd端相连，复位端电压释放，由+5v下降到0v。此时reset端工作。晶振电路由一个晶体振荡器和两个电容组成。单片机每收到12个正弦波工作一次。而晶振就是用来产生正弦波，如同人体的心脏像人体供应血液一样，12m的晶体振荡器每秒产生12000000的正弦波，单片机每秒可以执行1000000次代码。两个30uf的电容是用来帮助晶振产生正弦波的，如果没有这两个电容，晶振无法正常产生正弦波。通常电容的大小选择为22uf；

如图2和图4所示，红外检测模块(6)为hc-sr501人体红外传感器，它能检测出人体发射的红外线并经过转换输出电信号的，并且这种检测是非接触形式检测。也就是说人体不用接触到这种传感器，传感器就能检测到人体发出的红外线。传感器将热信号转换为电信号并将这个电压信号加以放大然后输出。人体红外检测电路的连接如图2所示，该模块只引出3个引脚，其中第一个引脚接电源，第三个引脚接地，第2脚接stc85c5单片机的p22口，当有人出现在模块的检测范围内时，该引脚输出高电平，没有人靠近时是输出低电平的。

如图2和图5所示，光线采集模块(5)是一个adc0832芯片和一个光敏电阻，一个10k电阻构成。光敏电阻52为mg45光敏电阻，亮阻为2-10kω，暗阻为1-10mω，光敏电阻52与10k电阻(53)并联接adc0832芯片(51)的ch0引脚，adc0832芯片51的d0、d1端并联接stc85c5单片机p21引脚；cs端接stc85c5单片机的p23引脚；clk端接stc85c5单片机的p20引脚。光照强度采集使用的方案是通过光敏电阻阻值的变化改变输入电压，本设计采用的光敏电阻的阻值随着光变强而变小。电阻r6与光敏电阻r1分压，而单片机采集到的是电阻r6的电压。因此光照越强，单片机接收的电压越大，使用adc0832将光照模拟量转为数字量再传给单片机进行处理。adc0832是一个8位双缓冲的a/d转换芯片，其最高分辨率可达256级，可满足模拟转换的一般要求。adc0832工作电压为+5v。工作电压除以分辨率可以得到adc0832的分辨频率，约为0.02v。即当输入电压改变0.02v，输出的数字量改变1。比如输入电压为0.02v，输出的数字量为00000001，而当输入电压为0.04v时，输出的数字00000010。芯片的装换时间为32us，所以该芯片反应迅速且稳定性强。

如图2和图6所示，rs232串口包括rs232芯片和接口座db9，rs232芯片r20ut端接stc85c5单片机p31引脚，rs232芯片t2in端接stc85c5单片机p30引脚，实现stc85c5单片机和计算机之间的通信。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。