毕业论文-楼道节能灯的设计与实现

1、大连东软信息学院本科毕业设计（论文）论文题目论文题目：楼道节能灯的设计与实现系 所： 电子工程系 专 业： 电子信息工程（嵌入式系统工程方向） 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 导师职称： 讲师 完成日期： 2014年5月2日 大连东软信息学院Dalian 大连东软信息学院毕业设计（论文） 摘要 IV楼道节能灯的设计与实现摘 要在生活中，我们必不可少的一样东西就是灯，像台灯、日光灯、节日用的小彩灯等等，但是无论什么样的灯的作用都是一样的照明。我们平时经常用到的灯就是楼道灯，尤其是在晚上如果楼道里没有照明的话会很难行走，但是让楼道里一直都亮着灯又会浪费资源，所以设计一种既节能又方便的楼道灯是一

2、件很有意义的事。在学校或者一般的工作单位以及居民楼的公共楼道经常会出现长时间亮灯的情况，这会给国家造成极大的浪费。此外由于照明灯频繁开关或者别的因素，开关的损坏率极高。同时为了自己更好的加强对单片机、数字电路和模拟电路等学科的理解，我设计了这种声光控和红外线感应的楼道节能灯。本设计大大节约了能源和维修费用，光照良好的情况下不管有没有响动或者有没有人走过，照明灯都不会放光，只有当光线不好、检测到了声音和物体两个条件同时成立的情况下照明灯才会照明。此外，为了更好的保障人们的人身安全，本设计还添加了烟雾检测和报警，预防火灾的发生。关键词：单片机，光敏传感器，声音传感器 大连东软信息学院毕业设计（论文

3、） AbstractDesign and Implementation of Corridor Saving Lamps AbstractIn life, the light is the essential thing for us, just Like lamps, fluorescent lights, festive lights and so on, but all lamps are lighting effects . Corridor lights is what we usually frequently used lights. In the evening, if the

4、re is no lighting in the corridor, then will be difficult to walk, but Corridor lights have been lit would be a waste of resources. This is a very significant thing to design both a saving and convenient corridor lights.Lighting long time will cause great waste of the country at school or work units

5、 and residential building in the public. The high failure rate of the switch due to the frequent switching lights or other factors. So I designed this sound and light control and energy-saving lamps infrared sensor corridor to strengthen the understanding of microcontroller, digital circuits and ana

6、log circuits and other disciplines. This design significantly saving energy and maintenance costs. Whether there is or there is no ring and no one came in well-lit conditions. Lamp will illuminate when bad light, detected the sound of two conditions hold simultaneously. In addition, this design also

7、 added a smoke detection and alarm functions in order to protect peoples safety.Key words: Microcontroller, light sensors, sound sensors大连东软信息学院毕业设计（论文） 目录目 录 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc386396552 h IAbstract PAGEREF _Toc386396553 h II第1章绪 论 PAGEREF _Toc386396554 h 11.1 课题研究背景与意义 PAGEREF _Toc3863965

8、55 h 11.2 课题研究内容与方法 PAGEREF _Toc386396556 h 11.3 课题研究现状 PAGEREF _Toc386396557 h 1第2章关键技术介绍 PAGEREF _Toc386396558 h 32.1光线检测 PAGEREF _Toc386396559 h 32.2 声音传感器 PAGEREF _Toc386396560 h 32.3 温度传感器 PAGEREF _Toc386396561 h 42.4 烟雾传感器 PAGEREF _Toc386396562 h 4第3章系统需求分析 PAGEREF _Toc386396563 h 63.1 系统设计目标

9、PAGEREF _Toc386396564 h 63.2 系统功能需求 PAGEREF _Toc386396565 h 63.3 系统非功能需求 PAGEREF _Toc386396566 h 73.4 系统开发环境 PAGEREF _Toc386396567 h 73.5 系统可行性分析 PAGEREF _Toc386396568 h 73.5.1 技术可行性 PAGEREF _Toc386396569 h 73.5.2 经济可行性 PAGEREF _Toc386396570 h 7第4章硬件设计 PAGEREF _Toc386396571 h 84.1 系统设计指导原则 PAGEREF _

10、Toc386396572 h 84.2 硬件设计 PAGEREF _Toc386396573 h 84.2.1 声音传感器模块设计 PAGEREF _Toc386396574 h 94.2.2 光敏传感器模块设计 PAGEREF _Toc386396575 h 94.2.3 温度传感器模块设计 PAGEREF _Toc386396576 h 104.2.4 烟雾传感器模块设计 PAGEREF _Toc386396577 h 114.2.5 LCD时间显示模块设计 PAGEREF _Toc386396578 h 11第5章软件设计 PAGEREF _Toc386396579 h 135.1环境配

11、置 PAGEREF _Toc386396580 h 135.1.1 Keil的配置 PAGEREF _Toc386396581 h 135.1.2 STC_ISP的配置 PAGEREF _Toc386396582 h 155.2功能模块设计图 PAGEREF _Toc386396583 h 165.3功能模块实现 PAGEREF _Toc386396584 h 165.3.1主流程图 PAGEREF _Toc386396585 h 165.3.2光线检测功能实现 PAGEREF _Toc386396586 h 175.3.3声音检测功能实现 PAGEREF _Toc386396587 h 18

12、5.3.4烟雾检测功能实现 PAGEREF _Toc386396588 h 19第6章系统测试 PAGEREF _Toc386396589 h 206.1 测试概述 PAGEREF _Toc386396590 h 206.2 模块检测 PAGEREF _Toc386396591 h 206.2.1 光线检测 PAGEREF _Toc386396592 h 206.2.2 声音检测 PAGEREF _Toc386396593 h 206.2.3 烟雾检测 PAGEREF _Toc386396594 h 21第7章结论 PAGEREF _Toc386396595 h 22参考文献 PAGEREF

13、_Toc386396596 h 23致 谢 PAGEREF _Toc386396597 h 24大连东软信息学院毕业设计（论文）- 第1章绪 论1.1 课题研究背景与意义 21世纪是科技和经济飞速发展的时期，所以照明灯也在不断的跟新和发展，我们用这种方法去改进它。光不仅给人带来方便，而且会使人感到温暖。这种得到广泛应用的照明灯不需要开关，当有人走过就会自动照明，给人们的生活带来了极大的方便。在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，基于此目的的研发工作更是趋向环保、节能的特性上著眼。因此，开发新型高效、节能、寿命长、环保的电路对居家照明节能具

14、有十分重要的意义。声控、光控LED灯的诸多优点在现在正逐渐取代传统的照明设备，是照明产品的新兴光源，发展潜力无限。声控、光控LED具有节能、体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快和易控制等众多优点，极大的满足了人们日常生活的需要，所以很被灯饰业者看好。这次课题研究将平时所学的知识应用在实践中，提高了我们的动手能力，创新意识和思维的锻炼。1.2 课题研究内容与方法 本设计使用单片机作为MCU进行数据处理，使用光敏传感器检测楼道内光线强度；使用声音传感器检测楼道内有无声音，如果光线和声音条件都符合，节能灯就会发光。因楼道普遍是住宅用房唯一逃生通道，若火灾险情发现不及时，不止会对财务产生损坏

15、，对人身也有很大的安全隐患，因此楼道的安全问题至关重要，本设计中含有烟雾检测与温度检测，对空气中的烟雾浓度与温度变化有着采集的功能。可以及时作出报警，将危险降低至最小。1.3 课题研究现状 在21世纪光电子技术得到飞速的发展，随着光电子与微电子的结合，光电子产业将越来越多的走入人们的生活，改善人们的生活水平，使信息的传输更加快速，可靠，安全。半导体照明对社会的节约和环保有着重要的意义，各国都会加大投入，将LED通用照明作为国家未来能源战略的重点。我国也推动着半导体照明工程的发展。LED已经被世界公认为一种最节能和环保的光源，具有较高的经济效益和社会效益，它具有非常广阔的应用前景。LED作为发光

16、材料的一种，其拥有绿色环保、高效节能、安全可靠等优势。随着技术进步、发光效率的提高、规模化的生产，LED灯的成本越来越低，其产品将逐步代替传统的照明工具。世界上以美国为首的发达国家和一些大型半导体公司开始投入大量的财力和人力，争取在未来几年之内实现半导体白光照明的产业化。目前，我国上游产业参与单位多，但相比较国际先进水平还有不小的差距，大部分企业都不能满足市场需要，封装所需芯片主要靠进口。中游的封装技术在整个LED产业占重要地位，而我国目前在LED中游产业的技术和国外差距不大，但是规模与国外大公司相比还有较大差距。传统引线型LED封装技术相对成熟，但新型LED包括ChipLED、TopLED的

17、封装刚起步，还面临一些设备和技术问题要克服。由于今年我国的照明器材行业的迅速崛起，中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。随着发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备低成本的劳动力，二是中国有生产的能力，使中国逐步成为照明电器产品的出口大国。展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势。大连东软信息学院毕业设计（论文）第2章关键技术介绍2.1光线检测光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。PN结是二极管的核心部分，为了便于接受到入射光照和普通二极管在结构上不一样的是，PN结面积最好可以做的大一些， HYPERLIN

18、K /view/609350.htm t _blank 电极面积最好做的小些，而且PN结的结深不深，一般小于1微米。光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光线射入时，反向的电流不大（一般小于0.1微安），被称做暗电流。当有光线射入时，携带能量的 HYPERLINK /view/9448.htm t _blank 光子进入PN结后，把能量传给束缚电子，束缚电子在共价键上，使一部分的电子挣脱了共价键，然后产生了电子空穴对，称为光生载流子。它们参加 HYPERLINK /subview/2726/5069675.htm t _blank 漂移运动在反向电压作用下，使反向的电流明显增大，光线的照射

19、强度越大，反向的电流也会越大。这种特性称被之为“光电导”。光敏二极管在正常强度的光线照射下，产生一种叫叫光电流的电流。如果在外部电路上接上负载，负载上就获得了电信号，这个电信号随着光强度的变化而产生相应变化。光敏二极管、光敏三极管是光敏器件，它们在电子电路中被广泛采用的。光敏二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是有一个透明的窗口在光敏二极管的外壳上用来接收光线射入，实现光电之间的转换，在电路图中文字符号一般被称为VD。光敏三极管除具有放大功能，还具有光电转换的功能，在电路图中文字符号一般为VT。光敏三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。光敏三极管外壳也有一个

20、透明窗口，用来接收光线的射入。 2.2 声音传感器现在传感器技术在不断的提高当中，很多传感器的功能也是越来越全面，应用的范围都非常的广泛。声音传感器里面放置了一个电容式驻极体话筒，这个话筒对声音比较敏感。声波使话筒里面的驻极体薄膜发生振动，然后就会导致电容发生变化，产生和它对应变化的微小电压。这个微小电压在这之后又会被转化成一个0-5V的电压，经过A/D转换后被数据采集器接受，并传送给计算机。声音检测采用声音传感器模块，可以检测周围环境的声音强度，传感器只能识别声音的有无（根据震动原理）不能识别声音的大小或者特定频率的声音。模块在环境声音强度达不到设定阈值时，D0口输出高电平，当外界环境声音强

21、度超过设定阈值时，模块 D0 输出低电平。2.3 温度传感器DS18B20温度传感器是美国的一家半导体公司推出的一种最新型的温度传感器，它和以前的热敏电阻等测温元件相比，它能够读出被测温。这一部分是由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成，主要完成对温度信号的转换和采集的工作。数字温度传感器把采集到的温度传到单片机的P1.0口通过数据引脚，然后单片机接受温度并且把接收到的温度存储。这部分使用了传感器DS18B20和单片机。温度传感器DS18B20的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的E2PRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图2.2所示。头2个字节

22、包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。它的内部存储器结构和字节定义如图2.1所示。图2.1 DS18B20内部结构2.4 烟雾传感器MQ2为烟雾传感器，FAN为5V电机。电路采用交流供电，220V交流市电从插头引入电路，经电源变压器降压后变为直流，直流电压直接供传感器MQ2的加热丝H-H工作，加热丝给传感器MQ2预热一定时间后，才能正常检测烟

23、雾。稳压电压同时供控制电路工作，接在继电器、通电指示灯和风扇上。当MQ2所处的环境烟雾在允许范围内时，其两端输出电极H-H间导电率很低，则加在电极间两端HH电压很低，则输出电压升高，晶体管9013导通，此时加在继电器JRC4100F两端的电压达到它的启动电压（5V），继电器跳转，通电指示灯熄灭；风扇FAN电路接通，风扇工作，开始吸收烟雾。风扇产生吸力将烟雾吸入装有活性炭过滤筛的壳体，先经过一层活性炭过滤后，再经过负离子发生器，从而除掉有害物质。过滤筛可以拆下来清理或更换，活性炭也可以更换。当烟雾逐渐减少，传感器MQ2导电率升高，加在电极间两端HH的电压升高，输出电压变小，晶体管9013截止，则

24、继电器JRC4100F两端电压为零，继电器跳转为常态，风扇FAN停止转动，通电指示灯变亮。MQ-2的工作电路图如图2.2所示。图2.2 MQ-2工作电路图第3章系统需求分析3.1 系统设计目标通过51单片机，使用光敏传感器和声音传感器模块，如果检测到有光线，照明系统不会工作，如果检测不到光线并且检测不到声音照明系统也不会工作，只有当检测不到光线并且检测到声音时照明灯才会启动。为了让人在生活中更加方便，本设计添加了一个时间显示功能。另外本设计还添加了烟雾和温度传感器作为火灾报警。3.2 系统功能需求根据需求调研结果确定本系统主要包括以下功能模块。（1）光线检测功能通过光敏传感器对外界的光线进行检

25、测，如果没有检测到足够的光线，那么数字接口D0会输出高电平，暗光指示灯变亮，工作模式由光线检测跳变到声音检测模式；如果检测到足够的光线，数字接口D0会输出低电平，指示灯不会变亮，工作模式不会发生变化（智能灯处于关闭状态）。（2）声音检测功能通过声音传感器对外界的声音进行检测，如果检测到声音，那么数字接口D0会输出低电平，智能灯开启；如果检测不到声音，D0口输出高电平，智能灯不会开启。（3）温度检测功能温度检测选用全封装探头式DS18B20，它体积小，封装性好，仅有一根数据线，将它放置在楼道中，进行实时温度采集，并将采集的温度数据进行转换传给MCU。当检测到楼道里的温度高于设定值时MCU就会发出

26、报警信号。（4）烟雾检测功能MQ-2对所在的外界环境进行检测，如果可燃性气体的浓度没有超过额定值，D0口输出高电平，蜂鸣器不会报警；如果可燃性气体的浓度超过额定值，D0口输出低电平，蜂鸣器报警，达到预防火灾的目的。（5）报警功能烟雾传感器及温度传感器将采集到的信号分别在各自模块转化成数据信号，然后传送到MCU进行数据处理，确定数据是否超出额定范围，进而确定是否进行蜂鸣器报警。3.3 系统非功能需求（1）性能需求声音检测范围：30130dB(A)，工作温度：-2070。（2）成本硬件部分成本低廉，由51单片机和几个外部传感器组成，大约100多元，如使用正确则不易损坏，无需经常更换使用元件，完全符

27、合物美价廉。（3）可保障性需求硬件部分模块各部分独立，可拆卸更换，如硬件损坏更换即可立即使用，易恢复性强。且消耗类硬件部分市场上销售商家多，不会出现货品不足无法更换的现象。3.4 系统开发环境 硬件环境：450*2MHZ/40G/1024MB/40G/软件环境：WindowsXP以上操作系统/Keil /STC_ISP_V483。 3.5 系统可行性分析3.5.1 技术可行性本设计用51单片机做处理器，简单地说，由于单片机本身就是个计算机系统。因此，只要在单片机的外围适当加一些必要的扩展电路及通道结口，就可以构成各种应用系统，而接入的几个传感器经过测试都是可行的。3.5.2 经济可行性近年来，

28、楼道照明设施随着各地经济和的发展，其规模及数量越来越大，楼道照明耗电在迅速上升。因此我们应以科学、合理的方式，实现楼道照明系统节能。本设计使用单片机最小系统和光敏传感器、烟雾传感器和声音传感器，成本大约为100元，与其他相似产品相比，不仅成本低而且功能更多，适应环境更广，使得消费群体也随之增多，创造更多的效益。第4章硬件设计4.1 系统设计指导原则（1）先进性楼道节能灯系统使用的单片机从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，或布尔处理器，它的处理对象不是字或字节而是位。它不光能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分

29、完备，使用起来得心应手。（2）安全性本设备的运行方式安全可靠，不但设备出现故障时蜂鸣器会报警，而且可以预防火灾的发生。系统在正常运行和正常使用条件下，能够承受可能出现的各种各样意外事件的作用，并且在突发事件发生的时后和发生后，仍然能够保持必要的能够维持设备整体稳定性的能力。（3）实用性楼道节能灯系统不但脱离了手动化，大幅度的节约了能源，而且添加了预防火灾的功能，更加实用于广大人群。4.2 硬件设计由51单片机作为控制核心，硬件电路分为光线检测，声音检测，温度检测和蜂鸣器报警等模块。LCD界面显示楼道内的温度。软件部分应用单片机C语言实现了本设计的全部控制功能，包括状态显示、信号处理及报警等。本

30、硬件设计图如4.1所示。图4.1硬件设计图4.2.1 声音传感器模块设计声音传感器原理图如图4.2所示。图4.2 声音传感器原理图麦克风是一个信号源，R13为麦克风的信号提供一个DC电位。经过C10耦合，进入下一级，R14和VR3的作用就是调节C10后信号的DC单位的高低，以便Q1导通和与后面比较器比较，经过Q1的放大，R15为放大管提供偏压，R16R21为比较器的2脚固定一个电压，为基准电位，3脚电位和2脚想比较，3高1脚就输出高电位，LED不亮。3低1脚就输出低电位，LED就亮。4.2.2 光敏传感器模块设计光敏传感器原理图如图4.3所示。图4.3 光敏传感器原理图光敏传感器模块工作电压为

31、+5V，具有数字量电平信号和模拟量电平信号输出，在使用过程中，可以根据需要，选择数字量电平信号或模拟量电平信号。当光敏二极管接收到光信号后，光敏二极管的电阻减小，电流变大，AC节点电压被拉低为低电平信号；相反，没光照射，光敏二极管呈现极高阻值，AC节点电压被上拉为高电平信号。模拟量电平信号输出由AC电平决定，由此可以判断光信号。虽然模拟量电平信号能够迅速判断火焰信号，但容易受到环境的干扰，比如日光等。通常将模拟量电平信号和指定的阀门电压值(由IN信号决定)进行比较后，将结果OUT信号输出。因此，在使用数字量电平信号输出时，应首先调整阀门电压值。光敏传感器模块接口说明如表4.1所示。表4.1 光

32、敏传感器模块接口说明接口说明VCC工作电压+5VGND电源地D0数字量电平信号输出A0模拟量电平信号输出4.2.3 温度传感器模块设计DS18B20温度传感器原理图如图4.4所示。图4.4 温度传感器原理图温度传感器接口说明如表4.2所示。表4.2 温度传感器接口说明接口说明GND接地DQ数字输入/输出VDD可选的+5V电源DS18B20中有两个8位的存贮器，这俩个贮存器是用来贮存测到的温度值，把它们编号为0号和1号，1号存贮器存是用来放温度值的符号，如果温度为正那么1号存贮器8位全是0否则全是1。编号为0的存贮器是用来存放温度值的补码，把存贮器里面的二进制数转换成十进制数然后除以2就可以得到

33、被测温度值。4.2.4 烟雾传感器模块设计烟雾传感器原理图如图4.5所示：图4.5 烟雾传感器原理图ADC0832与单片机的接口为4条数据线，分别是CS、CLK、D0、D1由于D0端与D1端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将D0和D1并联在一根数据线上使用并与单片机P2.2口连接。.ADC0832在没有工作的时候，他的CS输入端应该是高电平，这时芯片是被禁用的，由单片机P2.0控制。CLK和D0/D1的电平可以是任意的。要进行A/D转换时，在转换完全结束前必先要把CS使能端放置在低电平而且一直是低电平。转换结束时芯片就会开始转换工作，同一时间，由处理器向芯片时钟

34、输入端CLK输入时钟脉冲，接单片机P2.0接口。D0/D1端则使用D1端输入通道功能选择的数据信号。4.2.5 LCD时间显示模块设计LCD1602原理图如图4.6所示：图4.6 LCD1602原理图液晶显示模块因为它的微功耗、显示内容丰富、超薄轻巧、体积小、等诸多优点，在通讯、仪器仪表、电子设备、家用电器等低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。字符型液晶是一种用5*7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等，最常用的为2行16个字，LCD1602即是一款应用广泛的2行16个字的字符型液晶显示模块。大连东软信息学院毕业设计（论文）第5章软

35、件设计5.1环境配置5.1.1 Keil的配置（1）软件介绍KEILuVISION是众多单片机应用开发软件中最优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片，甚至ARM，它集编辑，编译，仿真等于一体，它的界面和常用的微软VC+的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。本设计使用的是Keil C51 V9.00 即09年发布的最新版本uVision 4汉化版。（2）创建工程单击“工程”菜单下“新建uVision工程”并弹出对话框如图5.1所示。图5.1对话框uVision工程填写文件名并保存，在接下来弹出的窗口中选择微处理器型号，由于所列出的芯片型号中没

36、有公司的，故选择的选择新建源文件，点击文件新建(N),此时的源文件还未进行保存，单击保存按钮，弹出如下对话框，填写文件名并保存。如图5.2所示。图5.2源文件图例在工程目录添加源文件。在工程窗口中右击“源组”如5.3图所示。图5.3添加源文件到工程本设计的工程文件分别包括：main.c、18b20.c、1602.c、beep.c、DHT11.c、delay.c、reg52.h、stdio.h、intrins.h、18b20.h、1602.h、delay.h、beep.h、dht11.h，六个C文件和八个H文件。其中main.c文件是主函数文件，18b20.c是温度传感器的函数文件，1602.c

37、是lcd显示屏的函数文件，delay.c是延时函数文件，beep.c是蜂鸣器的函数文件，DHT11.c是湿度传感器的函数文件。如图5.4所示。图5.4工程文件5.1.2 STC_ISP的配置 一、软件介绍STC-ISP是一款单片机下载编程烧录软件，是针对STC系列单片机而设计的，可下载STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC单片机，使用简便，现已被广泛使用。二、软件功能STC_ISP_V4.80是由STC公司研发，可以向STC89C51、STC89C52等系列单片机内烧写程序。可以设置波特率，串口等参数。同时还可以作为串口调试工具，用于串口收发数据的调试软件。三、软件的

38、烧写配置过程(1)打开STC-ISP，如下图界面，在MCU Type栏目下选中单片机STC89C52RC。(2)根据9针数据线连接情况选中COM4端口。 (3)先要确认硬件连接是否正确，按如图点击“打开文件”并在对话框内找到要下载的HEX文件。(4)点击“Download/下载”。(5)手动按下电源开关便即可把可执行文件HEX写入到单片机内。 5.2功能模块设计图功能模块设计图如图5.5所示。图5.5功能模块设计图5.3功能模块实现5.3.1主流程图图5.6 主流程图用户使用先要进行初始化，然后进行光线的检测，如果检测到光线，则处于光线充足的状态下，那么重新返回光线检测部分；如果没有检测到光线

39、，则说明光线不充足，则满足灯光开启的条件之一，就会进行声音的检测。如果检测不到声音，就表示没有人经过，会重新检测；如果检测到声音，两个开启照明灯的条件就都符合，灯就会亮。同时，系统会一直进行烟雾检测。如果检测到烟雾没有超过设定值，重新检测；如果超过设定值就会进行蜂鸣器报警。如果检测到的温度没有超过设定值，重新检测；如果超过设定值，蜂鸣器就会报警。5.3.2光线检测功能实现光线检测流程图如图5.7所示。图5.7 光线检测流程图用户对光线进行检测，先等待光线，如果有光线进入，那么跳回到等待光线传入，重新检测；如果没有光线进入，那么灯就会自动点亮。5.3.3声音检测功能实现声音检测流程图如图5.8所

40、示。图5.8 声音检测流程图用户对声音进行检测，先等待声音信号，如果有声音信号进入，那么跳回到等待声音信号，重新检测；如果没有声音信号进入，那么灯就会自动点亮。5.3.4烟雾检测功能实现烟雾检测流程图如图5.9所示。图5.9 烟雾检测流程图用户对烟雾浓度进行检测，先等待烟雾信号，如果没有大于额定浓度值的烟雾进入，那么跳回到检测烟雾信号，重新检测；如果有大于额定浓度值的烟雾进入，那么蜂鸣器就会报警。大连东软信息学院毕业设计（论文）第6章系统测试6.1 测试概述智能楼道等系统首先对声音、光线、温度、烟雾等检测，确定模块是否好用，然后测试温度和烟雾的范围，在警报与非警报阶段输出不同的信号，实现蜂鸣器

41、报警。本次测试主要针对声音和光敏传感器模块对于被测环境的检测效果、温度和烟雾的报警情况进行测试，以达到让用户可以正常使用的目的。6.2 模块检测6.2.1 光线检测测试方案：由于光敏传感器模块在检测到光线亮度大于额定值时，会通过D0输出一个低电平。单片机的P00口控制LED（D1）的亮暗，如果P00接低电平，D1就会亮，高电平则不会亮。将光敏传感器模块的VCC、GND接好，输出口接P00，通过检测LED的亮暗来测试此模块是否好用。测试用例：在将光敏模块以方案中叙述的方式连接好以后，用一个纸盒遮住光敏传感器，然后LED灯不亮，光敏模块在无光的情况下输出高电平。用一个手电筒照射光敏传感器，LED灯

42、亮，光敏模块在无光的情况下输出高电平。通过上述测试证明光敏模块是可以正常运行的。表6.1 光敏传感器测试表测试条目预期结果实际结果说明不提供光亮LED灯亮LED灯亮正常提供光亮LED灯不亮LED灯不亮正常6.2.2 声音检测测试方案：由于声音传感器模块在检测到声音响度大于额定值时，会通过D0输出一个低电平。单片机的P00口控制LED（D1）的亮暗，如果P00接低电平，D1就会亮，高电平则不会亮。将声音传感器模块的VCC、GND接好，输出口接P00，通过检测LED的亮暗来测试此模块是否好用。测试用例：在将声音模块以方案中叙述的方式连接好以后，在声音传感器的监测范围内击掌，然后LED灯亮，光敏模块

43、在无光的情况下输出低电平。不发出声音时，LED灯不亮，声音模块在安静的情况下输出高电平。通过上述测试证明声音模块是可以正常运行的。表6.2 声音传感器测试表测试条目预期结果实际结果说明不提供声音LED灯不亮LED灯不亮正常提供声音LED灯亮LED灯亮正常6.2.3 烟雾检测测试方案：由于MQ-2传感器模块在检测到浓度大于警报值的甲烷等可燃性气体时，会通过D0输出一个低电平。单片机的P00口控制LED（D1）的亮暗，如果P00接低电平，D1就会亮，高电平则不会亮。将MQ-2传感器模块的VCC、GND接好，输出口接P00，通过检测LED的亮暗来测试此模块是否好用。测试用例：在将MQ-2模块以方案中

44、叙述的方式连接好以后，使用一个非防风打火机，打火后摇动以熄灭火焰，将打火机放置于传感器模块附近，过一会之后可以看到LED会变亮。因此可知，MQ-2传感器模块能够正常检测，且会输出一个低电平信号。表6.3烟雾传感器测试表测试条目预期结果实际结果说明提供甲烷LED灯亮LED灯亮正常不提供甲烷LED灯不亮LED灯不亮正常大连东软信息学院毕业设计（论文）第7章结论伴随着社会的飞速发展，科技的不断进步，单片机应用技术正在逐渐的普及到人们日常生活中。在此背景下，本文围绕智能楼道灯系统的结构设计和功能模块设计进行了研究工作，提出了一种基于单片机开发的智能楼道灯系统架构，旨在为在楼道中行走人们提供一个安全可靠、低成本、高实用的楼道灯。 本文重点为智能楼道灯系统的功能模块的设计，主要完成以下工作：针对智能楼道灯的应用背景和需求分析，分析目前市场主流的智能楼道灯的优缺点，从而确定了基于单片机的智能楼道灯系统的整体设计方案；主要实现了楼道灯的光线检测功能、声音检测功能、烟雾检测功能、温度检测功能以及蜂鸣器报警的功能，并详细介绍了各个功能模