完整版基于单片机的智能节能台灯的毕业设计论文.docx
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完整版基于单片机的智能节能台灯的毕业设计论文
天津职业技术师范大学
TianjinUniversityofTechnologyandEducation
毕业设计
专业:
电气技术教育
班级学号:
电气
学生姓名:
周长稳
指导教师:
路海龙讲师
二〇一一年六月
天津职业技术师范大学本科生毕业设计
基于单片机的智能节能台灯设计
ThedesignofIntelligentEnergySavingTableLampBasedonMicrocomputer
专业班级:
电气0611
学生姓名:
周长稳
指导教师:
路海龙讲师
学院:
自动化与电气工程学院
2011年6月
摘要
单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹,台灯已是千家万户的必需生活用品,当夜晚来临时,人们摸黑去开灯,非常不方便,而当离开时,人们又经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费。
本文设计制作了一种智能台灯,主要是以红外热释电处理芯片BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路。
其原理是:
以人体红外辐射(波长为9.5um)为传感信号,当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时,自动感应开灯,省去黑夜摸灯的麻烦;当人离开台灯传感器检测范围,自动感应关灯。
另外当人身体太靠近桌面时,台灯自动感应,蜂鸣器发出警报,警告纠正坐姿,同时灯光控制电路控制灯光变暗,若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭,当纠正好坐姿则消除警报,灯光变亮。
其特点是自动开关灯,节约能源;且能纠正坐姿,防止近视。
本文首先介绍结合了单片机的智能化电器的普遍推广推动了家用小电器台灯的智能化。
然后介绍设计中用到的单片机的功能以及传感器的选择。
最后进行台灯的硬件设计和软件设计。
关键词:
Atmega16单片机;热释电红外传感器;智能台灯;节能
ABSTRACT
Single-chipmicrocomputerpenetratedintoallareasofourlives,itisverydifficulttofindtheareaofalmostnotracesofsingle-chip.Lampisnecessaryforthousandsofinthedark,thepeopleisveryinconvenienttoturnonthelights,andtheyoftenforgertoturnedoffthelightswhentheyleft,itisresultinginathispaper,anintelligentdesigntablelamp,MainlypyroelectricinfraredBISS0001chipandsingle-chipprocessorconsistingofinfraredsensorcontrolcircuit.Theprincipleisthatinfraredradiationinthebodyforthesensorcircuit,automaticsensorsturnonthelightswhenthebodyofthescopeofthelampandtheenvironmentwhenaweaklight.Inanotherway,turnoffthelightsbyautomaticsensorwhenpeopleleavethelampsensordetectionrange.Inaddition,whenthebodyistooclosetothedesktop.Thebuzzeralarmtowarningtocorrectposturebythelampautomaticsensor.Inthesametime,lightingcontrolcircuittocontrollightsdimmed.ifwithinacertainperiodoftimenottoleavethedesktopthelightsautomaticallyextinguished,Thelightsbrightenandremovethealarmwhenthecorrectgoodposture.Itisfeaturesisautomaticlightswitch,energyconservation;cancorrectpostureandpreventmyopia.
ThispaperfirstintroducestheintelligentcombinationofSCMappliancestopromotethegeneralpromotionofthesmallusedtointroducesingle-chipdesignfeaturesaswellasthesensorofchoice.Thefinaltableoftheandsoftwaredesign.
KeyWords:
Atmega16Microcomputer;PIR;IntelligentTablelamp;EnergySaving
1引言
1.1研究背景
社会在不断进步,人类在不断追求,市场在不断变化,高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景,智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。
随着电子产品的快速发展,家用电器也越来越偏向智能化,已经应用于实际中的有智能洗衣机,智能电饭锅,智能电磁炉等,而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点,都是利用单片机作为中央控制单元。
结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比,功能上更强,使用更方便,安全可靠性也更高,最重要的是更节省电能,提高了家用电器的品质。
随着智能控制理论和人工智能研究的深入,各种更加逼真地模拟人类智能的家用电器会更多地出现,而单片机和智能理论的结合,将来不但更多地改进现行家用电器,而且将会产生全新的家用电器。
家用电器因为单片机的加入而走向智能化,并且随着人们生活水平的提高日益走向平民化,我们的生活也随着家用用电器的发展越来越方便、舒适。
随着家用电器的发展,作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化。
虽然按键式的台灯还是台灯市场的主体。
但是,随着现代电子技术的发展和人们的需求变化,传统的台灯已经感受到产品更新换代的威胁。
与其他的智能化家用电器一样,智能化台灯有许多普通按键台灯所无法比及的优势,智能化台灯一方面可以更节省电能,有利于环保,另一方面可以纠正使用者的坐姿,预防脊椎变形和眼睛近视。
同时,智能台灯在黑暗的时候自动开关灯的功能也让使用者使用起来更方便,省去黑暗摸灯的麻烦。
智能型电器产品由于它们的巨大优势将渐渐进入人们的生活中。
台灯不仅在功能上日趋向智能化,同时在外观上已逐步向组合化、装饰化、情趣化方向发展。
组合化是随着人们生活节奏的加快,一些方便实用、新颖、美观的组合台灯正在市场上兴起,有闹钟与台灯组合的,有小型取暖器与台灯组合的,有微型电讯与台灯组合的,还有把笔架、文具盒、像片框与台灯组合的等等,使台灯更具有实用性。
装饰化,装饰化台灯注重装饰效果,体现鲜明的艺术特色,使台灯成为一件具有实用性的艺术品。
由于这些台灯不但具有现代工艺性,而且式样多变,工艺精湛,造型也别具匠心。
质料上不再是单一塑料制品,还采用不锈钢、铜、玻璃等材料制成,风格各异。
有乳白、橘黄、草绿、玫瑰红、湖绿等颜色,消费者可按房间装饰风格及家具风格来选购不同款式、质料的台灯,使台灯与室内布置形成一个完善的艺术整体。
情趣化,情趣化台灯往往以小巧玲珑、想象丰富等特点而颇受青少年青睐。
基于以上背景,我们提出了基于单片机的智能岩体声发射监测仪的设计。
1.2研究的意义
1.2.1在节约电能方面的意义
我国政府非常重视节能和节约。
1997年11月1日我国颁布了《中华人民共和国节约能源法》,节能已经是法律上的规定,是我国重要国策之一。
北京2008年奥运场馆建设,在“科技奥运,人文奥运,绿色奥运”三大理念的基础上,又提出“勤俭办奥运”的方针,充分体现政府节能,节约的决心!
国家发改委提出了“电机系统节能工程”、“建筑节能工程”、“绿色照明工程”等十大重点节能工程,通过这十大工程,“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的目标。
2006年1月将实行国家建设部颁布的“民用建筑节能管理规定”,2005年7月1日开始实施的“公共建筑节能设计标准”GB50189—2005要求全年的总能耗(采暖,通风,空气调节和照明)减少50%。
广大电气技术工作者只有认认真真研究节约电能的理论和技术,开发出优良的节电产品并应用于实际,才能从根本上贯彻国家规定的各项节能法规,造福于社会。
照明节能意义重大,我国照明耗电大体占全国总发电量10%~12%,2003年我国总发电量为18500亿度,按12%计,照明耗电达2220亿度。
据资料报道,目前城市照明(指景观照明和功能照明的统称),年用电量约占全国总发电量的4%~5%。
照明节能主要从三个方面入手:
选用高效节能的电光源和灯具;选用高品质电子镇流器或节能型电感镇流器;配置适宜,先进照明控制装置。
目前我国城市公共照明每年开支达数百亿元。
应积极推广采用国际上流行的全数字智能路灯节能控制技术:
即智能光源降压——稳压——调光技术。
它的技术思想为:
在繁忙时段,控制路灯保持较强的照度,午夜时分,自动调光;后半夜车稀人少时,控制路灯保持较低的照度的照明。
在美国、德国此类技术得到了政府大力扶持和推广,节电率高于30%。
我国已有独立自主知识产权的这方面技术产品如哈工大楼宇自动化研究所研制的“金卤灯调压调光系统”,在城市道路照明应用中运行效果优良。
今后尚需政府的行政支持。
智能节能台灯最大的优点就是省电和方便。
方便不用多说了,来之则亮去之则暗,不用动手。
省电是比较重要的,现在全世界都缺少电能。
2003年,美国和加拿大大面积停电。
我国也是,每到夏天就有很多省市拉闸限电。
如果用上我们的智能台灯,那么假设一天我们可以节省10min的开灯时间,灯上装的是10W的节能灯泡(一个10W的节能灯泡相当于40W的白炽灯泡)。
节省的电能为10Wx600s=6000J,一个月(30天)就能节省180000J,一年就能节省J的电能,相当于0.6千瓦时。
不要小看这个0.6千瓦时的电能。
如果全国人都能每年节省0.6千瓦时的电能,那么每年全国会省下7.8亿千瓦时的电能,这7.8亿千瓦时的电能相当节省接近4亿人民币,4亿人民币可以建造多少所希望小学,可以救助多少无家可归的孤儿,可以圆多少贫穷的孩子无法圆的上学梦啊!
更重要作用的是环境保护。
大家都知道我国有70%的电能来自火力发电厂,而火力发电厂少发一度电(就是1千瓦时)会减少1千克的CO2排放。
那么节省3.9亿度的电能就等于少向大气排放39万吨的CO2,而CO2是温室效应的罪魁祸首。
就是因为全球向大气排入过多的CO2,导致了温室效应的加剧,海平面上升,大片的土地被淹没,气候变暖,降水和土壤湿度进一步减少,气候逐渐干旱,土地沙漠化和草原退化将变的更加严重。
智能节能台灯在节约电能的同时也保护了自然环境,一举两得。
1.2.2对使用者的眼睛保护及坐姿的调整
近年来,我国青少年近视发病率节节上升,发病人数居全球首位,达到历史空前水平。
全国政协委员、沈阳何氏眼科医院院长何伟呼吁,关注我国青少年视力健康,切实加强中小学生近视眼的防治工作
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