教室自动关灯控制系统

PAGEPAGE8作品全称作品分类（A）A．机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）B．信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）C．数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）D．生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等）E．能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标该作品是一个灯光控制器，是针对室内的灯光来设计的对于一个学生来说，去教室自习是意见很平常的事情，但是，不少时候当教室人都走光的时候教室的灯都还开着，这样是很浪费的电的，对这样的现象有两种解决的方案，一个就是让每个人都去自觉的去关灯，另外一个就是让灯会判别教室是否有人，如果发现没人就自动关灯，相对于改变起一个人的习惯来说，后者显得更人性化。创新点：人性化，节省资源。在现在通用的灯光控制系统中，被动式红外线检测系统以其低能耗，高灵敏度和简单实用在该市场占有一席之地，但该系列的系统有一个通病：根据被动式红外线传感器的特性，在其检测范围内的人体必须有一定的移动速度才会被检测到，而教室作为一个特殊的环境，人在其中经常处于相对静止状态（即自习）。对此我们特意将检测系统设置为自身以恒定的速度进行旋转来代替人的移动，解决了这一难题，并通过多次实验得到了验证.技术关键：红外线，单片机主要技术指标：通过红外线来判断室内是否有人，然后用单片机来判断是否关灯，手动开关优先级高于自动开关，在正常状态下手动开关恒定为通路状态，若教室没人，则自动开关关闭，将电灯熄灭，有人进入教室时则自动开关开启，电灯开启。而在特殊情况下，则可以将手动开关关闭，电灯恒关。这样可以照顾到教室需要阴暗环境的特殊要求（例如播放PPT）.作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）在现如今的灯光自动控制系统，无论是作为检测模块的如何变化，其受到的限制都比较大，诸如检测器本身的耗能问题，测量精度问题，以及对检测的个体人的活动的较高的要求。例如在传统被动式红外线传感器的检测模块中，其要求被检测的人体必须在其检测范围有较大的移动现象才能检测到人体的存在，这在很大程度上限制了检测模块在室内常规检测控制灯光尤其是教室这种特殊的环境下的人体检测，而主动式的红外线检测模块其本身就有着较大的电能损耗问题，相比之下也欠缺经济效益。而本项目的成品综合考虑到各种产品的优缺点，改进了人体检测模块，使其在对人体检测方面真正做到灵活而高效，使其使用范围得到很好的推广，正如利用检测模块自身的移动来代替人体的移动，就避免了人体如果没有大动作就无法检测到的棘手问题，这使教室这种人体活动范围有较大的限制性和声控功能又无法使用的特殊环境也可以做到较轻松地控制电灯开关。而本成品的控制模块采用了较简单实用的单片机控制，在很大程度上减低了成本，做到了实用，节省双面结合。系统草图上面的图是用proteus模拟出来的电路图，左边的两个开关模拟红外线输入的信号，当接电源的开关闭合而接地的开关断开的时候表示红外线传感器输入高电平，当接电源的开关断开而接地的开关闭合的时候表示红外线输入的信号是低电平，由上面的模拟图可以看出，当红外线有信号输入的时候，P2_0输出的是高电平5V，当红外线输入低电平的时候输出的是低电平0.02V。（模拟软件将单片机的电源接口和接地给省略掉了，所以图上看不到，实际应用的时候将把单片机的电源跟控制的电灯的总开关连在一起，实现开灯则单片机工作，关灯则单片机停止工作）以下是烧录进单片机的程序：#include<AT89X51.h>voidmain(void){inti;do{ i=0; for(i=0;i<1200;i++); if(P0_0==1) P2_0=1; else P2_0=0;}while(1);}（现在程序实现的只是通过隔一段时间判断红外线是否有有效信号输入来决定单片机的P2_0是否输出高电平，复杂一点的功能暂时还没实现，功能的完善将在作品的进一步完善的时候实现）作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果作品所处阶段（A）A实验室阶段B中试阶段C生产阶段D（自填）技术转让方式作品可展示的形式√□实物、产品√□模型□图纸□磁盘√□现场演示□图片□录像□样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测该产品简单易用。当有人进入室内开启照明系统时，该产品将同时运作，利用人体红外线探头探测人的存在。在探头探测不到人体发出的红外线的情况下，会向控制系统发出信号，使照明系统自动关闭，从而节省能源。该产品方便易用，使用人无需额外做更多麻烦的操作，而且应用在日常生活中可以节约不少能源。该产品可以应用在教室等，容易让人忽略照明系统工作状态，从而造成能源浪费的室内地方。该产品结构简易，成本低廉，且方便易用，使用范围广，符合如今社会倡导的环保理念。该产品在市场上适合大范围推广，且由于其成本低廉，对节约能源帮助较大，故在经济方面能带来相当可观的经济利益。专利申报情况□提出专利申报申报号申报日期年月日□已获专利权批准批准号批准日期年月日√□未提出专利申请科研管理部门签章年月日

C.当前国内外同类课题研究水平概述灯光控制和调整主要体现在两方面：一是亮度，即光强的控制，二是色彩的控制。控制亮度的方法主要有两种：一种是机械加减法，即通过控制点亮灯具的数量，来达到发光总强度的增大或减弱。对于单灯，则可采用遮光板或可变光阑来改变灯具透光量；另一种方法是电气控制法，即使用各种不同的调光器，改变灯具的工作电压或电流，从而调整灯具的发光强度。这两种方法各有特点，第一种方法的优点在于不会影响色温，但调整不够方便。第二种方法则操作简单，且能实现自动和程控操作，其缺点是在改变发光强度的同时，色温和显色性有较大变化。从灯光的电气控制原理来说，可归纳为通断控制和发光强度控制两种，与此相对应的有开关控制和调光控制两种方法。灯光的开关控制设备是指控制照明电路的通断，亦即控制灯具的点燃和熄灭的各种开关设备，包括刀开关、接触器和空气开关等。其中空气开关因具备良好的保护功能，被子广泛用作歌舞厅的大功率灯具的通断控制以及照明总开关等。采用扳动开关（或称般形开关）或空气开关来控制灯光的通断，是最常见的手动（人工）开关控制设备。例如HDL11012型12回路开关板，就是由12组15A的般形开关加保险丝组成，可分别控制12路灯光。它适用于电流小于15A的灯具，如各类旋转灯、频闪灯、紫光灯、激光灯、玻璃球和大多数的镜片动作型灯具。对于大功率聚光灯、泛光、追光灯则适宜选用灭弧能力强的DZ型空气开关或CJ10型接触器。由于歌舞厅需要表现丰富多彩的灯光艺术效果，因此除了使用手动操作的开关设备外，还用到声音控制（声控）、程序控制（程控）甚至电脑控制的多种特殊功能的开关控制设备。灯光设备能使灯光随音乐节拍而闪烁、摆动或旋转。灯光的声控有两种方式：一是灯具上具有声控功能，灯具内部装有话筒、放大器、继电器或可控硅（晶闸管），直接感受外界的声音而控制电动机动作，带动灯具作出扫描、摇摆或旋转等动作。另一种是灯控台本身具有声控功能，其原理是把调音台的声音信号送入灯控台（调光台）的声控电路，用以控制各组灯光的通断。这种方式尤其适于控制大量分组的雨灯动作，使之随着音乐节拍而轮流点燃，造成色彩缤纷的闪烁效果。光控制设备是利用轻触式按钮，通过数字控制电路来触发可控硅的通断，以控制分别编组的各路灯具按一定的程序轮流点燃和熄灭，从而产生一定的艺术效果。它尤其适于需要不断轮流通断，以便达到连续变换颜色、花样和效果的雨灯、聚光灯和边界灯等灯具。2、调光控制调光控制通常是改变通过灯具的电流或电压的大小，以连续调节灯具的发光亮度。按调光方法来分有：变阴器调光、自耦变