PAGE
PAGEI
基于单片机的楼层智能节电照明系统设计
摘要
随着现在市场经济不断蓬勃发展，人们对于可控制开关的需求越来越高，市面上的开关种类也各式各样，越来越齐全。但这些新型的智能电子开关仍存在着不足，满足不了人们的要求，针对我国市场各类电子开关存在的现状和问题，毕业设计选题为楼层智能节电照明系统电位感应开关。
本文设计了楼层智能节电照明系统电位感应开关，主要是由单片机来进行对电路的控制，超声波传感器负责采集电路、人体触摸控制电路、开关指示电路、LED灯控制电路共同组成。当人体触摸开关后，单片机接受按键信息读取按键值，随后驱动LED照明，启动内部计时器发送超声波脉冲阀，此时将检测是否有脉冲返回，当检测有脉冲返回时，将会把测距值通过LCD显示屏显示，此时为实时距离，当实时距离超过设定的距离2米时，系统控制LED进入30秒的延时功能。在经过观察不同年龄段的人用不同的速度经过一层楼梯所需要的时间为13秒左右，而在经过转弯处到达下一阶梯时需要5秒左右，但是现在的“低头一族”体量不断增大，故他们在经过转弯处时需要增加2-5秒。在不同的场合环境里一层的楼道总长不超过15米，所以在设定超声波探测距离时通设定了探测距离值为2米，并且延时30秒可保证路人能在有照明的情况下到达下一楼层。通过在控制人的高度变量情况下，我在宿舍楼道，教学楼楼道地方进行上下楼多次实验后发现本设计在触摸开关LED开始照明后进行工作，远离指定探测范围2米后，开关进入延时30秒LED关闭的倒计时。
关键词：单片机；超声波测距；触摸开关；传感器；
目录
TOC\o1-2\h\u25752第一章前言 2
236461.1研究背景和意义 2
88111.2国内外发展现状 3
57791.3课题设计 4
15331第二章系统整体设计 6
21882.1系统组成部分 6
263582.2传感器部分电路设计 9
204722.3控制电路设计部分 11
214772.4显示模块 11
266782.5单片机系统电路原理 12
297372.6安装位置 12
14860第三章系统的软件原理 14
76463.1单片机主程序设计 14
148273.2触摸模块软件设计 14
59923.3超声波模块软件设计 15
44703.4LCD显示模块软件设计 15
13673第四章系统的安装与调试 16
302514.1系统的安装 16
177304.2楼层智能节电照明系统电位感应开关的实验测试与结果 17
7769第五章总结 19
4271参考文献 20
3788附录 22
第一章前言
1.1研究背景和意义
如今，人类社会的发展已经进入了一个高度文明的阶段，人类思想的进步和科技的创新使得各种新事物不断涌现。与此同时，加快了社会发展的进步速度。从某种意义上来说，人类社会的发展离不开能源的发现和使用。但是目前，人类使用的大部分都是化石能源，无论是在开采过程中，还是在使用过程中，都会对环境造成破坏。而且化石能源市不可再生的，过度的依赖可能会造成资源的紧缺。另外，对于化石能源无节制的开采和利用，终有一天化石能源会被耗尽，到那时候人类将面临能源危机。再者，现在社会的科技水平对于新能源的利用与技术掌握还不够成熟，核物理能源的安全性也不能得到保证。核能是一种唯一被公认的可替代常规能源的现代能源，它的能量密度大，成本低，而且不会造成空气污染，也不会加重温室效应。但其放射性材料的使用，一旦泄漏将对人体产生严重的危害，甚至产生灾难性的后果。切尔诺贝利核电站和福岛核电站的核泄事件说明了核能具有潜在的不安全性，并不能完全替代常规能源。新能源技术是高新技术的支柱，它包含了核能技术、太阳能技术、流体发电技术以及地热能、海能技术等[1]。其中核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志，核能、太阳能的开发利用打破了以石油和煤炭为主体的传统能源观念，开创了新时代。前者在目前的研究现状来说技术还不成熟，后者需要大面积的设备和很大的投资及由于地球的自转，使得太阳能具有间歇性，这两个对于照明节能，环保方面仍存在缺陷,容易形成无用价值照明。根据国家能源局发布的全社会用电量的数据来看：全国全社会用电量累计27759亿KW?h，同比增长2.7％[2]。其中，在楼道照明里，有实用价值的照明用电约占总耗电电量的60％，无用价值约占40％，这与当前的节能、环保的国策不相适应[3]。而且随着经济社会的发展和人民生活水平的提高，照明用电量占的比例不断增大[4]，其中在楼道照明这一方面就耗费了大量电能。楼道照明和人们的日常生活息息相关，例如生活小区，写字楼多