光的资源费用；同时还加入了时间控制参数，使教室灯光的控制更加符合学校的作息时间。
[0031]4.本发明的系统实现对照明系统的人性化智能管理，提高用电效率；实现自动、手动灯光控制相兼各;
[0032]5.本系统适用性较好，本系统不仅适用于各类大、中专院校的教室灯光管理，也适用于各类办公室、楼道等场合的灯光控制和管理，市场前景广阔。
【附图说明】
[0033]图1是本发明的教室灯光监控系统的控制单元结构框图；
[0034]图2是本发明的教室灯光监控系统的监控主程序流程图；
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明；
[0036]如图1示，系统控制单元是以单片主控模块为核心，其它外围电路主要包括:ISP下载线模块、系统供电模块、硬件时钟模块、看门狗模块、灯光驱动模块、数码管驱动显示模块、环境光模块、EEPROM存储模块、人体存在传感器模块和超时报警模块。本发明的系统中的主要设备的选择和原理如下:
[0037]1.本系统的主控模块主要米用Atmel公司的AT89C52作为主控芯片，它是一种低功耗，8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程Flash存储器，片内的Flash可多次编程，为在线编程提供了方便。片内有128字节的RAM，4KB的EEPROM，由于合理的安排使用片内RAM空间，所以没有扩展的片外RAM，使电路结构简捷。因为设备的设置参数是根据实际需要进行更改的，又要求是断电能够保存下来，本设备用一片EEPROM来存储系统的设置参数。
[0038]2.教室中的环境光和人体存在与否是系统的主要输入参数,因此教室中的环境光和人体存在成为系统数据采集的主要对象。常见的环境光采集器件光电传感器有光敏二极管和光敏三极管，根据需求，选用灵敏度较高的光敏三极管。此外，人体传感器要求灵敏度高，可靠性强，本系统采用了逻辑电平输出的HP-208型号的人体存在传感器。
[0039]其中，光电传感器是一种能够将光转换成电量的传感器。采用的光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。在无光照时三极管的穿透电流很小，为暗电流Iceo有光照时，产生的Ib增大，成为光电流Ie。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。因此光敏三极管灵敏度高，而且体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点。
[0040]自然界中存在的各种物体，如人体、木材、石头、火焰、冰等都会发出不同波长的红外线，利用红外传感器可对其进行检测。根据工作原理，红外传感器分为热型和量子型两类，热型红外传感器也称热释电红外传感器或被动红外传感器。本系统采用的是热释电红外传感器，人体存在传感器主要采用了红外传感器的原理，它是目前在防盗报警、火灾检测、自动门、自动水龙头、自动电梯、自动照明等场合，及非接触温度测量等领域应用最广泛的传感器。其原因为:①被测对象自身发射红外线，可不必另设光源；②大气对2-2.61Lm, 3-5ILm, 8_141Lm三个被称为“大气窗口”的特定光通量的红外线吸收甚少，可非常容易被检测；③中、远红外线不受可见光影响，可不分昼夜进行检测。
[0041]3.根据教室灯光使用特性，该系统还应受到时间的控制，控制系统的时间应符合学校的作息时间。比如晚间休息、假期等时间段应该关掉教室灯光控制系统，以节约能源，因此本研究还加入硬件时钟电路以保证系统的智能化运行；而现在流行的串行时钟芯片很多，如DS1302，DS1305, DS1307, PCF8485等，这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。考虑到本系统停电时只需对时钟电路提供电源、且不需要占用太多单片机资源，本系统采用美国DALLAS公司推出的具有充电能力的低功耗1*8的用于临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。
[0042]4.在单片机工炸过一程中，不可避免的会由于外界的干扰而产生程序跑飞、死机甚至造成整机瘫痪等情况，为了能够恢复单片机的工作，只能采用重新复位的方法，虽然在程序设计中，一可以使用软件陷阱的方法来减少这种情沉的发生，但是不能完全解决这个问题，因此还应该在硬件设计中使用看门狗电路，这样在单片机发生死机的情况下，看门狗将产生一个夏位信号给单片机，使单片机复位重新执行程序，现在的MCU被集成了越来越多的功能，有的集成了看门狗，如工MP813L。还有的芯片更是把EEPROM也集成进去，如X5045芯片。由于系统需要看门狗和EEPR0M，所以本硬件设计中使用了美国Xicor公司生产的芯片X5045。
[0043]5.本系统米用超时报警电路；在教室中，若米用手动方式控制时,一方面由于学生及管理人员的疏忽，教室里没有人而灯还亮着，导致教室灯工作超时，能源浪费，于是超时报警电路，以声音的方式来提醒管理人员是否关闭电源。另一方面由于学生学习紧张，在夜里忘了时间点，学习期间开灯时间过长，致使教室灯工作超时，于是本系统超时报警电路就会发出声音，提醒学生应该休息或必需改用遥控器手动方式来控制灯了。这样，还可以更好地保护公共设施。
[0044]图2是本发明的教室灯光监控系统的监控主程序流程图；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。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和存储模块。监控程序按模块分为监控主程序和命令处理子程序。监控主程序的基本任务是调用子程序，一个主程序可以调用多个子程序，对于51系列单片机，系统资源有限，主程序通常是一个无限循环的过程，即是一个反复调用子程序的过程。子程序主要分为中断子程序和功能子程序，它们之间可以互相嵌套和调用，即中断子程序可以调用功能子程序。在应用软件的设计中，尽可能各个功能模块写成子程序的形式，并通过主程序调用。而命令处理子程序完成各种命令所规定的具体操作，它按各种命令再分为不同的子程序模块，它一般总是把其余部分连接起来构成一个无限循环，系统所有功能都在这一循环中周而复始的有选择的执行。
[0045]综上所述，由于教室大小面积各不相同、教室灯光数量不一，教室内部安装智能控制装备的数量也会有所不同，特别是人体传感器使用的数量受面积的影响更大，一套教室灯光控制系统的应用也只是在有限的范围内。若教室面积很大，超过人体传感器辐射范围，这样采集的信号可能会不够准确，进而影响控制设备的运行。为防止这种现象发生，使系统更加可靠，最好采用多个人体传感器。人体传感器一般采集的是有活动的人体，若人体静止时，如坐着看书没有活动，这时人体传感器是不会有信号输出的，故而最好将人体传感器装置制作成在系统运行过程中能摆动为宜。本系统中，人体传感器采集的信号与环境光采集的信号相互间有制约关系，有着密切联系；将人体传感器与环境光采集电路集成到一起，简化电路，简化软件程序。
[0046]以上说明书文字与附图仅为对本发明的解释和说明，不以任何形式对本发明构成限制和限定，本发明的范围以权利要求书为准，一切不超出本发明宗旨的显而易见的修改、变换和替代方案均在本发明范围内。
【主权项】
1.一种教室灯光监控系统，其特征在于，该系统硬件包括核心模块的单片机主控模块、ISP下载线模块、系统供电模块、硬件时钟模块、看门狗模块、灯光驱动模块、数码管驱动显示模块、环境光模块、EEPROM存储模块、人体存在传感器模块和超时报警模块。
2.根据权利要求1所述的教室灯光监控系统，其特征在于，所述单片机采用Atmel公司的AT89C52作为主控芯片，是一种8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程Flash存储器，片内的Flash可多次编程；片内有128字节的RAM和4KB的EEPR0M。
3.根据权利要求1所述的教室灯光监控系统，其特征在于，所述环境光模块选用灵敏度较高的光敏三极管。
4.根据权利要求1所述的教室灯光监控系统，其特征在于，所述人体存在传感器模块采用热释电红外传感器。
5.根据权利要求1所述的教室灯光监控系统，其特征在于，所述硬件时钟模块采用美国DALLAS公司推出的具有充电能力的低功耗1*8的用于临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。
6.根据权利要求1所述的教室灯光监控系统，其特征在于，所述看门狗模块采用美国Xicor公司生产的芯片X5045。
7.根据权利要求1所述的教室灯光监控系统，其特征在于，所述系统还包括系统软件模块；该系统软件模块主要由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和存储模块组成。
8.根据权利要求7所述的教室灯光监控系统，其特征在于，所述系统监控主程序模块分为监控主程序和命令处理子程序；监控主程序的基本任务是调用子程序，一个主程序可以调用多个子程序，对于系列单片机，系统资源有限，主程序通常是一个无限循环的过程，即是一个反复调用子程序的过程；子程序主要分为中断子程序和功能子程序，它们之间可以互相嵌套和调用，即中断子程序可以调用功能子程序。
【专利摘要】本发明提出的教室灯光监控系统包括核心模块的单片机主控模块硬件、ISP下载线模块、系统供电模块、硬件时钟模块、看门狗模块、灯光驱动模块、数码管驱动显示模块、环境光模块、EEPROM存储模块、人体存在传感器模块和超时报警模块。该发明其具有以下优势：系统以环境光、人体存在状况等外界环境为控制器的输入参数，更有效的降低教室灯光的资源费用；同时还加入了时间控制参数，使教室灯光的控制更加符合学校的作息时间；本系统实现对照明系统的人性化智能管理，实现自动、手动灯光控制相兼容；本系统不仅适用于大、中专院校的教室灯光管理，也适用于各办公室、楼道等场合的灯光控制和管理，市场前景广阔。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104582105
【申请号】CN201310498559
【发明人】杜菁
【申请人】镇江石鼓文智能化系统开发有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月22日