基于CAN总线的教室灯光智能控制系统研究

摘要

电子技术的迅猛发展,正改变着人们的生产和生活,“绿色.智能”已经成为各行各业的共识。从“智能家居、智能建筑、智能交通到智慧城市”，利用现代电子技术实现智能化管理是未来发展的必然趋势。
　　学校教学大楼的智能化管理也是十分重要的一个应用场景，中国人口众多，教学大楼的能源浪费现象比较普遍，利用现代电子技术实现教室电器的远程集中管理，可以大大节约能源的消耗，因此设计一套满足学校教室电器远程集中管理的控制系统具有很好的社会意义和工程价值。
　　本文以远程集中控制教室内电器为目标，以分层组网技术为手段，以多信息采集为依据，通过智能采集、CAN传输、集中控制和智能控制相结合，最终实现教室电器的集中控制，有效提高节能效率。本文主要研究工作如下：
　　（1）根据系统需求，设计CAN总线通信线路上两种类型的节点硬件电路，即教室节点和管理室节点。二者除都包括CAN总线通信模块之外，前者还包括人员检测模块、光检测模块、温湿度检测模块、电器控制模块等，后者包括显示模块、人数检测模块、RS232通信模块等。
　　（2）在硬件设计的基础上，设计软件流程。教室节点的软件设计包括主流程、中断服务程序、温湿度检测流程等，管理室节点的软件设计包括LCD1602的显示流程、人数检测流程、串口通信流程等。为方便操作和显示，还利用VC++设计了微控制器与上位机进行通信的教学楼管理软件。为进一步实现节能目的，针对实际使用情况设计出教学楼层自适应控制算法。
　　（3）为顺利实现系统功能，利用Proteus软件对各模块进行仿真测试，包括人员检测模块、LCD1602显示模块、温湿度检测模块、光检测模块等，利用Matlab软件模拟自适应控制算法效果图。利用实物制作系统，并进行模块测试和整体测试。结果表明：本文构建的教室电器远程集中控制系统可行的，为后续的工程应用奠定了基础。

目录

一、绪 论

1.1研究背景

1.2研究目的及意义

1.3国内外研究现状

1.4本文的研究架构

1.5本章小结

二、总体设计

2.1 系统需求分析

2.2 系统总体设计

2.3 CAN总线通信设计

2.4本章小结

三、硬件设计

3.1 微控制器选型

3.2 CAN通信模块设计

3.3人员检测模块设计

3.4光检测模块设计

3.5温湿度检测模块设计

3.6 显示模块设计

3.7 人数检测模块

3.8 RS232通信模块设计

3.9电器控制模块

3.10系统总电路图

3.11本章小结

四、软件设计

4.1 系统总体流程

4.2 CAN总线通信模块流程

4.3显示模块流程

4.4 温湿度检测模块流程

4.5串口通信模块流程,

4.6上位机软件编写

4.7本章小结

五、仿真与测试

5.1 资源需求

5.2模块仿真

5.3实物测试

六、结论与展望

参考文献

致谢