本發(fā)明具體涉及一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的教室燈光控制系統(tǒng)，屬于燈光智能控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在21世紀(jì)里，全球各國(guó)都在想方設(shè)法的謀求發(fā)展，在發(fā)展的途徑中，電則是一個(gè)繞不過(guò)去的因素。煤炭、石油和天然氣是發(fā)電的主要原料，這些原料都是不可再生能源，用一點(diǎn)就會(huì)少一點(diǎn)，這樣下去，終有一天這些能源就會(huì)被用完。目前，已經(jīng)有很多國(guó)家在提高能源利用與開(kāi)發(fā)的方面獲得成功。關(guān)于住房空間用電的節(jié)能，丹麥政府一向都很重視，同時(shí)還對(duì)新建房屋的節(jié)能有著一系列嚴(yán)格的要求。每逢到了夜晚，當(dāng)走在英國(guó)街道上，你很難發(fā)現(xiàn)大面積的燈光照明現(xiàn)象，何時(shí)何地，你都不可能發(fā)現(xiàn)“照明工程”，只需要滿足人們的正常需求。每家店在打烊后都會(huì)關(guān)閉燈，你還可以設(shè)置定時(shí)關(guān)燈。在德國(guó)，政府多次鼓勵(lì)能源公司、企業(yè)盡量將發(fā)電所產(chǎn)生的余熱用于供暖。在歐盟各個(gè)國(guó)家中，這些節(jié)能項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)極其珍貴兼且適用性廣泛，代代流傳。從跡象中來(lái)看，表明每個(gè)國(guó)家都在采取各種途徑來(lái)節(jié)約電能。

在各類(lèi)院校中，在宿舍中，光照強(qiáng)度充足的情況下還不知道關(guān)燈，教室中沒(méi)人燈光還亮著現(xiàn)象到處都是，這些隨處可見(jiàn)的現(xiàn)象給國(guó)家造成了極大的損失。鑒于能源問(wèn)題的重要性，我國(guó)采取了各種手段來(lái)解決這個(gè)難題。例如，一些地方政府對(duì)于人們購(gòu)買(mǎi)節(jié)能燈，每只節(jié)能燈可以補(bǔ)貼3元至4元；政府在各種公共場(chǎng)所大量采用節(jié)能燈。

還有很多類(lèi)似的方法，但是這些方法都不能從根本上解決電能浪費(fèi)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明目的旨在提供一種基于無(wú)限傳感網(wǎng)絡(luò)的教室燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完成對(duì)教室燈光控制的智能管理，提高用電效率。

具體的，基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的教室燈光控制系統(tǒng)，包括led燈，還包括電源、單片機(jī)最小系統(tǒng)、光敏電阻、a/d轉(zhuǎn)換器模塊，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)分別連接led燈、電源、a/d轉(zhuǎn)換器模塊，光敏電阻連接a/d轉(zhuǎn)換器模塊。

進(jìn)一步的，所述教室燈光控制系統(tǒng)還包括數(shù)碼管，數(shù)碼管連接單片機(jī)最小系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述教室燈光控制系統(tǒng)還包括紅外遙控模塊，紅外遙控模塊連接單片機(jī)最小系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述a/d轉(zhuǎn)換器模塊為逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器，逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器包括a/d轉(zhuǎn)換器、比較器、控制電路及存儲(chǔ)器。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。

其中，所述單片機(jī)型號(hào)為stc89c51。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的基于dsp28335的室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)與自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，通過(guò)相關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，完成對(duì)燈的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燈的智能控制，同時(shí)，該系統(tǒng)還設(shè)置了紅外遙控手動(dòng)控制。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以手動(dòng)控制關(guān)閉電路，可以檢測(cè)、維修電路，重新使用。本發(fā)明的燈光控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于教室、宿舍等室內(nèi)場(chǎng)所。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的教室燈光控制系統(tǒng)的總體系統(tǒng)框圖。

圖2是逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明：

本實(shí)施例中，基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的教室燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體思路為：

該系統(tǒng)可以對(duì)教室燈光實(shí)現(xiàn)有效的智能控制。其輸入?yún)?shù)主要是光照強(qiáng)度信號(hào)。假設(shè)，當(dāng)光照強(qiáng)度未達(dá)到20時(shí)，6個(gè)燈亮；當(dāng)光照強(qiáng)度高于20，卻又低于40時(shí)，4個(gè)燈亮；當(dāng)光照強(qiáng)度高于40，卻又低于60時(shí)，2個(gè)燈亮；當(dāng)光照強(qiáng)度高于60時(shí)，所有燈都不亮。還可以通過(guò)紅外遙控控制led的亮滅。

如圖1所示，系統(tǒng)的核心是單片機(jī)stc89c51智能控制，通過(guò)光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)a/d轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)，經(jīng)過(guò)軟件后臺(tái)的智能控制將當(dāng)前的光照強(qiáng)度顯示在數(shù)碼管上，根據(jù)當(dāng)前的光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱來(lái)實(shí)現(xiàn)led燈的亮滅。還可以通過(guò)紅外遙控模塊控制led的亮滅。

單片機(jī)最小系統(tǒng)：

該系統(tǒng)也可被叫為最小應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)所組成的元件是最少的，還比影響它能夠進(jìn)行工作。對(duì)它來(lái)說(shuō)，一般包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路和復(fù)位電路。

單片機(jī)的正常工作離不開(kāi)復(fù)位電路，復(fù)位電路還可以使硬件電路的工作可靠性大大提高。在單片機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)或者重置程序時(shí)，可以進(jìn)行按鍵使其強(qiáng)行復(fù)位，謹(jǐn)記，不管是什么情況，復(fù)位是最先進(jìn)行的。

最常見(jiàn)的復(fù)位電路有4種類(lèi)型，分別是微分型；積分型；比較器型；看門(mén)狗型。

晶振電路：晶振也可以稱(chēng)為晶體振蕩器，其有兩個(gè)諧振點(diǎn)，串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。

晶振的重要的參數(shù)是負(fù)載電容值，選擇合適的并聯(lián)電容，經(jīng)過(guò)剖析，計(jì)算，諧振頻率就可以得到了。

晶振振蕩電路：在反相放大器的兩端接入晶振，晶振的兩端分別接兩個(gè)電容，電容的另一端接地，那么，負(fù)載電容值就是由兩個(gè)電容串聯(lián)起來(lái)后得到的。

a/d轉(zhuǎn)換器就是指模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量的器件，n位的逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器，只需要相比n次，轉(zhuǎn)換時(shí)間是由位數(shù)和時(shí)鐘周期決定的，逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度快得不可想象，在實(shí)際中，被大量運(yùn)用。

逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器的組成分為4個(gè)部分，分別是：a/d轉(zhuǎn)換器、比較器、控制電路及存儲(chǔ)器組成^[4]。它的比較方法是：運(yùn)用內(nèi)部的寄存器，讓它從高位到低位按照順序從頭開(kāi)始逐位試探相比。具體如圖2所示。

轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：

當(dāng)轉(zhuǎn)換器運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，寄存器都清零，在轉(zhuǎn)換過(guò)程當(dāng)中，首先將最高位置1，將數(shù)據(jù)送入a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果與輸入的模擬量相比，假設(shè)轉(zhuǎn)換的模擬量比輸入的模擬量小，則1保留，不然1不保留，而后從第二位依次按照順序重上述過(guò)程直至最低位，最后寄存器中的內(nèi)容就是輸入模擬量對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字量。

在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器主要特性：分辨率：8位；轉(zhuǎn)換時(shí)間：128μs；轉(zhuǎn)換精度：0.2％；模擬輸入電壓范圍0-+5v；功耗低，大約15mw。轉(zhuǎn)換器的芯片有28條引腳，該轉(zhuǎn)換器用雙列直插式封裝。

數(shù)碼管模塊：

共陽(yáng)極數(shù)碼管就指將全部陽(yáng)極接到相同的地方構(gòu)成公共陽(yáng)極的數(shù)碼管，在使用數(shù)碼管時(shí)，將公共極接到+5v，當(dāng)陰極為低電平時(shí)，就會(huì)亮，當(dāng)陰極為高電平時(shí)，就不亮。

光敏電阻對(duì)光線極為敏感，在光照強(qiáng)度為0的情況下，光敏電阻的阻值非常大，隨著光照強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)的情況下，光敏電阻的阻值迅速降低。

在本實(shí)施例中，使用keil_c51軟件及protues仿真軟件進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。

keil_c51軟件

該軟件是美國(guó)著名公司生產(chǎn)的at89c51中c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編語(yǔ)言進(jìn)行比較，c語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)極其明顯，具體體現(xiàn)在可讀性、結(jié)構(gòu)性、功能上、可維護(hù)性上，因此，你學(xué)起來(lái)就非常容易了。當(dāng)你先用匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)后，就能體會(huì)到c語(yǔ)言的通俗易懂了。這個(gè)軟件功能非常豐富。更重要的是，只需要閱讀一下匯編代碼，就能明白到這個(gè)軟件所生成的代碼效率極高，理解起來(lái)十分容易。在大型軟件開(kāi)發(fā)中，高級(jí)語(yǔ)言所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)極大。

protues仿真軟件

該軟件是英國(guó)著名公司出版的eda工具軟件，通常，專(zhuān)業(yè)人員利用這個(gè)軟件進(jìn)行實(shí)物仿真，還可以進(jìn)行電路分析，功能非常強(qiáng)大，比如原理圖繪制和分析；軟件調(diào)試等等。當(dāng)我們學(xué)習(xí)protues后，我們便可以在這個(gè)軟件上繪制電路，分析電路，避免在實(shí)驗(yàn)上，工程上不必要的損耗，節(jié)省大量的成本。因此被人們廣泛使用。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

本系統(tǒng)所采用的語(yǔ)言是c語(yǔ)言，在當(dāng)今世界上，人們都習(xí)慣于采用c語(yǔ)言編程。它具有一系列特點(diǎn)，才能使c語(yǔ)言在程序設(shè)計(jì)上應(yīng)用極為廣泛。

(1)語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、用法靈活

9種控制語(yǔ)句，32個(gè)關(guān)鍵字。

(2)運(yùn)算符非常豐富

c語(yǔ)言的運(yùn)算符共有34種。它的括號(hào)、賦值、類(lèi)型轉(zhuǎn)換等都必須運(yùn)用運(yùn)算符去解決。因此，c語(yǔ)言運(yùn)算符極為豐富。

(3)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)極為豐富

在c語(yǔ)言中，被廣泛使用的的的數(shù)據(jù)類(lèi)型有：字符型、整型、數(shù)組類(lèi)型、指針類(lèi)型等，這對(duì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間復(fù)雜的運(yùn)算起著積極的作用。再加上引入了指針這個(gè)概念，讓程序的運(yùn)用變得非常靈活，可讀性大大提高，程序效率也就自然而然地提高了。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。