《傳感器原理及應用》實踐報告姓名專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程考期考籍號身份證號碼設計題目：基于紅外傳感器的教室節(jié)能照明控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)所用硬件設備：STC89C52單片機，光敏傳感器，紅外熱釋電傳感器實驗目的要求：熟悉傳感器原理；掌握使用單片機獲取傳感器數(shù)據(jù)的流程、方法。實驗內(nèi)容與實驗心得1．設計簡介本系統(tǒng)是一種基于智能照明監(jiān)測和控制的系統(tǒng),不僅使用者可以直接通過光電監(jiān)視和檢測模塊的方式來檢測整個教室內(nèi)的光照和溫度，并且使用者也可以直接通過紅外線和傳感器的監(jiān)視和溫度來檢測室內(nèi)的環(huán)境是否存在或者有人,從而從根本上達到了了燈照和環(huán)境控制的智能化。2．傳感器原理及其說明本設計主要利用紅外感應和光敏效應，利用熱釋傳感器與光敏傳感器并結合單片機開發(fā)技術進行教室智能節(jié)能。紅外傳感技術：紅外傳感技術的原理是運用紅外成像，以紅外線為物理基礎的技術為紅外成像技術。泛指在光子或者電磁波中產(chǎn)生的波長0.78-1000um的一種波段通常被稱作紅外線,有時候還叫做"紅外輻射"。紅外熱釋電傳感器是基于熱電效應原理，內(nèi)部的熱電元是由能夠產(chǎn)生高熱電系數(shù)的鐵、鈦、酸、鉛、汞、陶瓷、和鉭、酸、鋰、硫酸三甘鐵等元素結合濾光鏡鏡片的窗口組成，其極化是隨著內(nèi)部溫度的增加而發(fā)生移動。圖2.1紅外熱釋電功能圖圖2.2紅外熱釋電實物圖3．所選用的單片機系統(tǒng)結構、特點描述，及與傳感器的電路連接單片機系統(tǒng)開發(fā)的軟件技術:一塊具有單片的主機本身就是一塊主機芯片,單片機的軟件開發(fā)技術一般是在一塊具有單片的主機開發(fā)芯片的技術基礎上通過擴展其他外圍控制電路或外圍控制芯片所得而組成的一種可能具有一定技術應用與控制功能的通用計算機軟件系統(tǒng)。單片機的產(chǎn)品類型雖然有很多個,但在世界我國目前已經(jīng)使用較為廣泛的一種就是美國因特爾公司自主生產(chǎn)的MCS-51單片機產(chǎn)品系列。這里我們的設計主要采用了51單片機系列的STC89C52單片機來進行片上的開發(fā),芯片采用的是PCF8591芯片，圖3.1STC89C52單片機實物圖圖3.2STC89C52管腳圖PCF8591芯片是一個單片集成、單獨供電、低功耗、8-bitCMOS數(shù)據(jù)器件。具有四個模擬輸入、一個讀入輸出和一個可以穿越12總線的輸入接口。PCF8591的3個硬件地址點的陰角分別為I2a0、a1和I2a2,它們分別可以被廣泛應用于對多個硬件設備地址的串行編程,允許在具有同個地址I2c1的總線上同時介入8個新的PCF8591器件,而不必再需要使用額外的硬件設備。在此IPCF8591旗艦上所有主機輸入的數(shù)據(jù)地址、控制及其他數(shù)據(jù)信號接口均是由兩根或多條串口線路通過進行雙線式的連接I2c串口總線直接采用模擬串行接口形式連接來完成傳輸。光敏電阻通常要與轉換模塊搭配來放在AD轉換電路中。圖3.3光強測量電路圖3.4LED燈控制電路4．數(shù)據(jù)讀取功能的詳細實現(xiàn)本實驗主要的程序分為以下幾大部分，當系統(tǒng)有有電時，先對系統(tǒng)進行初始化，然后去判斷光信息采集的情況，并對LED燈泡光進行控制，從而達到節(jié)能的目的。在這之后通過紅外熱釋電傳感器所收集的信息來進行判斷教室是否有人，若有人并且天較暗則保持燈泡亮度。若沒有人并且天較亮則直接關閉LED燈泡。若沒有人天亮則關閉燈泡。若有人天較亮則關閉LED燈泡，則延遲兩分鐘再關閉LED燈泡，在這期間通過紅外熱釋電傳感器進行檢測是否有人，再重復進行上一步的操作。程序的流程圖如圖4.1所示：圖4.1程序的流程圖5．總結本人設計的智能照明系統(tǒng)在經(jīng)由紅外熱釋電傳感器和光敏電阻以及單片機開發(fā)技術基本完成實現(xiàn)工作后,得到熱釋電紅外傳感器以及光敏電阻的數(shù)字輸出來明確了學校教室教室內(nèi)部是否存在人和教室的燈照強度,接下來就根據(jù)檢測的結果對繼電器模塊發(fā)出指令對燈輸出的工作狀態(tài)進行控制,從而實現(xiàn)根據(jù)教室內(nèi)環(huán)境變化情況和人員流動的情況對教室環(huán)境光線強度進行