基于BH1750的实时光照强度监测系统2

1、答答 辩辩 人：陈人：陈 军军指导老师：张志亮指导老师：张志亮基于BH1750的实时光照强度监测系统 四川大学锦城学院本科毕业论文答辩pptThread(本文演讲主线)研究背景研究内容研究成果研究总结详细 详细详细详细12341导导 论论2方案比较与论证方案比较与论证3系统方案设计系统方案设计4实物制作与调试实物制作与调试5产品外观设计产品外观设计6结束语结束语附附 录录参考文献参考文献致致 谢谢 本次毕业设计论文目录结构：从导论、方案论证设计、到实际制作调试和验证。 本文按照课程设计的整体制作流程，依次讲述了：第2章方案比较与论证，第3章系统方案设计第，第4章实物制作与软件调试第，第5章产品

2、外观设计。介绍了每一个步骤的具体实现方法和理论依据。 返回主线Structure (论文结构)研究背景1Background (背景)中国LED照明市场规模（单位：亿元）注：引用自中国LED网LED行业门户、LED电子商务平台 LED照明主要市场：智能家居、环境照明 根据中国光学电子协会的统计数据，我国的楼宇亮化产品、光彩照明产品从2003年开始，以每年大于25%的速度递增，其中超高亮照明更以每年50%以上的速度飞跃发展 。Background (背景) 随着智能家居的逐步深入人心，以及绿色能源、节能减排的口号，人们对生活品质、家电设备智能化的要求越来越高，越来越严格。 人们对居家生活品质要求

3、越来越严格、对于舒适度的要求越来越高。智能家居系统，对于环境的温、湿度检测已经比较成熟，但是对于光照强度的检测，还不是很明确；同时为响应绿色能源与节能减排的口号，LED室内照明也越来越被人们所接受，这个又对环境光照强度的检测提出了更多的要求。在LED照明行业中，大多数是使用积分球检测光照强度。但是，积分球的体积限制。在安装和使用的时候不能实时检测光彩照明效果，使用步骤繁琐，同时积分球成本高。在此背景前提之下选择了这一个题目作为本次毕业设计的题目。设计制作一款家用光照传感器。 “”注：引用自论文1.1.1节返回主线研究内容2Step(步骤)具体步骤说明具体步骤说明采样方案的列举、比较和论证处理器

4、选择及其程序设计详细方案的设计、实施实物制作调试和实验验证、数据分析具体理论设计、及制作过程在后面的ppt中介绍Simple简单系统设计遵循原则：简单可靠，有效易于实现。Reliable可靠Principle (原理)Principle (硬件原理) 1、通过USB/RS232转换线，把USB接口换为标准RS232接口。 2、采用NPN三极管8050代替MAX232，把RS232电平转换为USB数字电平。 3、基于C51单片机，作为中央处理器。 4、通过LCD1602液晶显示最终数值。 5、传感器模块：运用BH1750的典型电路，结合C51单片机最小系统。 低压差稳压芯片：PL3500(662

5、K) 低功耗N-MOSFET：BSS138LT1(J1Y) 本次设计结合单片机最小系统，基于BH1750芯片典型运用电路。再通过液晶LCD1602显示数据结果。 采用USB电源供电方式，ISP线烧下载程序和硬件复位。在后期调试过程中，通过USB连接电脑，将修改编译过的程序直接通过USB下载到系统中。下面主要介绍：采样方案、传感器模块采样方案说明：采样方案说明：光敏二极管、光敏电阻、BH1750这三个方案。对比这三个方案，可以直观的看出方案一和方案二比较方案三来说结构简单、易于实现，方案三采用集成电路方式，精度更高、可靠性更好，但实现难度较高。方案一采用光敏二极管感受光照变化情况，通过负载电阻R

6、L转化为电压信号。方案二是方案一的升级，提高了可靠性和精度。方案三采用集成电路方式，将感受到的光照变化，转换为数字信号，直接与处理器进行通讯，更加的方便可靠。传感器模块说明：传感器模块说明：用BH1750作为感光元件来感受外界的光照情况，BH1750是一种采用I2C bus接口的16位光强度传感器集成芯片。这是一种可以根据通过感光部分的光线强度变化来调整输出电平信号的集成芯片。 基于STC89C52RC单片机最小系统，通过该传感器（BH1750)进行数据采样，经过低功耗N-MOSFET的电平转化，再把转换后的数据通过程序运算得出最终的光照值，通过液晶显示器LCD1602显示出来。Princip

7、le (硬件原理)Principle (软件原理)采用模块编程思想，根据功能模块编程。针对不同的功能模块单独编写驱动程序和头文件。分别单独编译，编译通过，下载到实验板上，经调试成功之后，再由main()函数调用驱动程序和头文件。最后实现整体程序的要求，调试达到目的。其中分为液晶显示、传感数据检测、和C51最小系统三个模块。在此次程序部分设计过程中，主要设计目的驱动硬件，达到显示光照数值的目的。因此、程序主要有两个大的部分，LCD1602液晶驱动程序和BH1750驱动程序。最后main（）调用驱动程序，在main（）函数中实现最终效果。LCD1602.cLCD1602.c是标准文件。有4线和8线

8、之分，本次使用8线驱动。1.void WriteDataLCM(uchar dataW);（写数据）2.void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc);（写命令）3.void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData);（显示数据）BH1750.cBH1750.c是由厂家提供基本代码，根据实际应用修改程序代码，修改和调整程序里调用的I/O口，然后下载到实验板上调试。1.void Single_Write_BH1750(uchar REG_Address);（写数据）2.uchar Single_Read_B

9、H1750(uchar REG_Address);（读数据）3.void Multiple_Read_BH1750(); （连续读取内部寄存的数据）Principle (软件原理)main()void main() float temp; /定义float变量 delay_nms(100); /延时100ms InitLcd(); /初始化显示屏 Init_BH1750(); /初始化BH1750芯片while(1) Single_Write_BH1750(0 x01); / power onSingle_Write_BH1750(0 x10); / BH1750模式选择delay_nms(1

10、80); /延时180msMultiple_Read_BH1750(); /连续读出数据，存储在buf中dis_data=BUF0;dis_data=(dis_data8)+BUF1; /合成数据，即光照数据temp=(float)dis_data/1.2;conversion(temp); /计算数据和显示Display (); /显示 Principle (软件原理)返回主线研究成果3Result (成果)12系统实物制作并完成调试，成功达到设计效果。毕业设计的论文编写完成。 实现了设计的要求、能进行正常的工作和演示。并通过实验测试得到了数据结果，且对数据的正确性进行了分析验证。 在完成硬

11、件实物制作之后，根据论文编写规范和要求，对本次课程设计做书面的报告，完成了本文。实现了设计目的。Result (成果)硬件实物展示LCD1602接口接口USB单片机单片机自锁按键自锁按键（电源开关）（电源开关）复位按键复位按键BH1750接口接口Result (成果)用一张图片来说明研究成果实验实验3光源光源测试角度测试角度()测试结果测试结果(lx)备注备注1手机电筒0660测试距离20cm。2手机电筒305233手机电筒602394手机电筒9032实验实验1光源光源光源数量（光源数量（pcs） 测试结果测试结果(lx)备注备注1LED台灯652初始光照0 lx，测试距离20cm。2LED台

12、灯121943LED台灯18472实验实验2光源光源测试距离测试距离(cm)测试结果测试结果(lx)备注备注1手机电筒53017初始光照0 lx。2手机电筒1019633手机电筒20660Result (成果) 由实验一可以得出： 检测光照强度与LED灯光源数量成正比，趋近与线性。 由实验二可以得出： 距离越近能通过BH1750透光孔的光线越多，测试结果越大，总体来说也趋近与线性。由实验三可以得出： 检测光照强度对于测试角度的关系，趋近于正态分布曲线。 根据上面三组实验的数据结果，再结合BH1750数据手册提供的参考数据，验证了本次设计的正确性。返回主线研究总结4硬件设计：硬件设计：PCB设计

13、、制作、焊接、调试数据线的准备和制作软件设计：软件设计：C51程序代码编写程序下载、调试实验论证结果：实验论证结果：数据表格、统计、分析Summary (总结)主要工作总结主要工作总结Summary (总结)产品优点展示及介绍产品优点展示及介绍12能实时检测并显示当前光照强度，灵敏度高，响应范围广精度高，抗干扰能力强，低功耗，程序编写简单3成本低，制作简单，体积小便携带Summary (总结)需要改进的地方是什么？需要改进的地方是什么？123整体布局时，LCD1602液晶显示屏位置布局失误。PCB电路板布线设计失误，BH1750芯片异步重置终端引脚（DVI），忘记走线。产品外观只设计了电脑效果图，没有做实