一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统

1.本实用新型涉及楼道灯电路控制领域，具体而言，涉及一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统。


背景技术：

2.随着国家城镇化建设的推进，住进小区的人越来越多，而小区的安全性和便利性也成为了人们日益关注的一个话题。生活中传统的楼道门禁系统大多采用机械式开门、刷卡开门、密码验证开门等方式，但钥匙、门卡等信息介质携带麻烦，容易丢失，密码也容易忘记，还存在被盗用的隐患。另一方面，楼道的门禁系统和楼道灯的控制是分离的，楼道灯的控制大多采用的是声控系统或红外线感应控制系统。其中，声控系统的抗干扰能力较差，比如某住户的开关门声、雷雨声等均可能使楼道灯误动作，导致电能浪费，并且在制造声响激活楼道灯照明时，可能会打扰到邻近的住户，影响用户的居住体验；红外线感应控制系统也经常会因为日常的一些小动物而误动作，导致电能浪费。


技术实现要素：

3.为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型实施例提供一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统，可结合指纹识别技术精准的对楼道灯进行控制，避免误操作引起楼道灯运作，进而节约电能。
4.本实用新型的实施例是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统，其包括用于采集并输出用户信息的指纹识别模块、将指纹识别模块输出的用户信息与原存储信息进行匹配的单片机控制模块和根据单片机控制模块的输出信号依次进行照明的照明模块。
6.本系统工作原理如下：通过指纹识别模块、单片机控制模块以及照明模块相配合，首先通过指纹识别模块采集用户信息，并将采集到的用户信息发送给单片机控制模块进行信息匹配检索，若单片机控制模块在其原存储数据库(单片机中事先存储的用户的指纹、楼层、门号等相关信息)中检索到了该指纹信息，说明该用户是此小区住户，指纹匹配成功，然后单片机控制模块就会给照明模块一个触发信号，控制楼道灯按照设置的方式和时间依次进行照明，实现对楼道灯的精准控制，避免由一些外力因素引起楼道灯误动作的情况发生，以节约电能，提高居民生活的便利性。
7.在本实用新型的一些实施例中，上述照明模块包括多个按照设置的时间接连进行照明的灯光电路，每层楼道至少安装一个所述灯光电路，且每个灯光电路都与单片机控制模块连接。
8.在本实用新型的一些实施例中，上述灯光电路包括串联的led灯和限流电阻,所述led灯的一端通过限流电阻连接到电源,另一端连接到单片机控制模块的信号输出端。
9.在本实用新型的一些实施例中，一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统，还包括安装于每层楼道的感应计时模块，上述感应计时模块的信号输出端与单片机控制模块
的信号输入端连接。
10.在本实用新型的一些实施例中，上述指纹识别模块采用as608芯片。
11.在本实用新型的一些实施例中，上述单片机控制模块采用stc89c51芯片。
12.在本实用新型的一些实施例中，上述指纹识别芯片as608的vi引脚与 stc89c51的p35引脚连接，as608的tx引脚与stc89c51的p34引脚连接， as608的rx引脚与stc89c51的p33引脚连接，as608的wak引脚与stc89c51 的p32引脚连接，as608的vt引脚与stc89c51的p31引脚连接，as608的 u 引脚与stc89c51的p32引脚连接，as608的u-引脚与stc89c51的p30 引脚连接。
13.在本实用新型的一些实施例中，一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统，还包括液晶显示模块，上述液晶显示模块的信号输入端与所述单片机控制模块的信号输出端连接。
14.在本实用新型的一些实施例中，上述液晶显示模块采用lcd1602芯片。
15.在本实用新型的一些实施例中，上述lcd1602芯片的rs引脚连接 stc89c51的p05引脚，lcd1602的r/w引脚连接stc89c51的p06引脚， lcd1602的e引脚连接stc89c51的p07引脚，lcd1602的d0至d7引脚分别连接stc89c51的p20至p27引脚。
16.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：本实用新型提供了一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统，其通过指纹识别模块采集用户信息，并由单片机控制模块进行信息匹配判断，指纹匹配成功后，该小区楼道门禁打开(利用指纹锁开门属于现有技术，此处不再赘述)；同时，根据单片机控制模块匹配检索出的该用户的楼层、门号等信息，从一楼至该用户所住楼层的楼道灯将按照设置的方式依次进行照明，实现楼道门禁和楼道灯的同步控制，避免由一些外力因素引起楼道灯误动作的情况发生，以节约电能，提高居民生活的安全性和便利性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本实用新型一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统的原理框图；
19.图2为本实用新型一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统中单片机控制模块和照明模块的电路原理图；
20.图3为本实用新型一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统中指纹识别模块的电路原理图；
21.图4为本实用新型一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统中液晶显示模块的电路原理图。
22.图标：100、指纹识别模块；200、单片机控制模块；300、照明模块； 400、感应计时模块；500、液晶显示模块。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
28.在本实用新型实施例的描述中，若出现“多个”则代表至少2个。
29.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.实施例
31.请参照图1-图4，本实用新型实施例提供一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统，其包括用于采集并输出用户信息的指纹识别模块100、将指纹识别模块100输出的用户信息与原存储信息进行匹配的单片机控制模块200以及根据单片机控制模块200的输出信号依次进行照明的照明模块 300。
32.本实用新型实施例的工作原理如下：通过指纹识别模块100、单片机控制模块200以及照明模块300相配合，首先通过指纹识别模块100采集用户信息，并将采集到的用户信息发送给单片机控制模块200进行信息匹配检索，若单片机控制模块200在其原存储数据库(单片机中事先存储的用户的指纹、楼层、门号等相关信息)中检索到了该指纹信息，说明该用户是此小区住户，指纹匹配成功，楼道门禁随之打开，然后单片机控制模块 200就会根据检索出的相关用户信息(楼层、门号等)给照明模块300一个触发信号，控制从一楼至该用户所住楼层的楼道灯按照设置的方式和时间依次进行照明，实现楼道门禁和楼道灯的同步控制，避免由一些外力因素引起楼道灯误动作的情况发生，以节约电能，提高居民生活的安全
性和便利性。
33.在本实施例中，当指纹识别模块100采集指纹信息并发送给单片机控制模块200，单片机控制模块200检索到该指纹信息，指纹验证成功后，将驱动楼道门门禁打开。这个过程属于现有技术，不涉及计算机程序的改进，此处不再赘述。另外，单片机控制模块200要达到信息匹配检索的功能，需要事先采集该小区所有用户的相关信息(包括指纹、楼层、门号等)，并将原始信息进行存储。当原始信息数据量较小时，可以直接将信息存储在单片机中；若原始信息数据量较大则需要做扩展，此时可以考虑在其外部设置单独的硬件存储器，或者利用软件进行存储。此外，照明模块的照明时长是可以设置和改变的。
34.请参照图2，在本实用新型的一些实施例中，上述照明模块300包括多个按照设置的时间接连进行照明的灯光电路，每层楼道至少安装一个灯光电路，且每个灯光电路都与单片机控制模块200连接，具体的，灯光电路包括串联的led灯和限流电阻,led灯的一端通过限流电阻连接到电源,另一端连接到单片机控制模块200的信号输出端。
35.在本实施例中，灯光电路可以设置六个，每层楼一个。当指纹验证成功，门禁打开的同时，从一楼至该用户所住楼层的楼道灯将依次亮起，并维持一定时间再熄灭，由此避免一些因外力因素引起楼道灯误动作的情况发生。楼道灯的初始照明时长需要在单片机控制模块中预先进行设置，根据相关统计发现18-30岁的成年人正常爬一层楼梯大概需要12秒左右，所以楼道灯的照明时间可以初始设置为12秒到15秒之间，并且相邻两楼道灯之间可以有2-4秒的时间重叠，这样能尽可能地保证用户在到达该楼层时灯就已经亮了，而不会出现等待亮灯的情况。
36.请参照图1，在本实用新型的一些实施例中，一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统还包括安装于每层楼道的感应计时模块400，所述感应计时模块400的信号输出端与所述单片机控制模块200的信号输入端连接。
37.在本实施例中，考虑到生活中每个小区居住的群体可能不同,比如有些小区老年人偏多,平均上楼速度要慢一些,所花时间就要长一点，而有些小区可能基本上都是年轻人,平均上楼速度就要快一点,所花时间要短一些，所以为了得到更符合实际的楼道灯照明时长,在上述一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统的基础上增设感应计时模块400。该感应计时模块 400可以采用红外线感应技术，对用户的上下楼时间进行记录，并将统计的时间数据发送给单片机控制模块200进行存储，然后由单片机控制模块200 每隔24小时对来自感应计时模块400的时间数据进行取平均值处理，并把该平均值作为新一轮照明模块300的工作时长，接着将该平均值数据输出到照明模块300，使照明模块300按照新的预设时长进行照明。通过根据实际检测到的用户平均爬楼梯的时间，对照明模块300的照明时间进行定时刷新的这样一种方式，使得本实用新型一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统更具有实用性。
38.请参照图3，在本实用新型的一些实施例中，上述指纹识别模块100采用as608芯片。
39.指纹识别模块100采用as608芯片，该芯片内嵌了多种加解密算法，支持des、aes、rsa、ecc以及多种hash算法，并且采用模数混合技术设计，内部集成多种功能的模拟模块，减少外围电路设计，有效降低板级系统的成本。同时，as608芯片还具有接口简单、可靠性高、识别速度魁岸、干事手指适应性好、指纹搜索速度快的优点。该芯片供电电压dc为3.3v，
供电电流/工作电流小于60ma，峰值电流小于60ma，指纹图像录入时间小于1.0秒，使用广泛。
40.请参照图2和图3，在本实用新型的一些实施例中，上述单片机控制模块200采用stc89c51芯片，所述指纹识别模块100as608的vi引脚与 stc89c51的p35引脚连接，as608的tx引脚与stc89c51的p34引脚连接， as608的rx引脚与stc89c51的p33引脚连接，as608的wak引脚与stc89c51 的p32引脚连接，as608的vt引脚与stc89c51的p31引脚连接，as608的 u 引脚与stc89c51的p32引脚连接，as608的u-引脚与stc89c51的p30 引脚连接。
41.在本实施例中，单片机控制模块200采用stc89c51芯片，该种芯片内集成了通用8位中央处理器和isp flash存储单元，具有在系统可编程(isp) 特性，配合pc端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器的过程，而且速度更快。当指纹识别模块100采集到用户信息后，会将采集到的用户信息发送给单片机控制模块200，由单片机控制模块200进行信息匹配检索，指纹匹配成功后，楼道门禁和楼道灯随之开启。
42.请参照图2和图4，在本实用新型的一些实施例中，一种基于单片机的居民楼道灯智能控制系统还包括液晶显示模块500，液晶显示模块500的信号输入端与所述单片机控制模块200的信号输出端连接，且液晶显示模块 500采用lcd1602芯片，lcd1602的rs引脚连接stc89c51的p05引脚， lcd1602的r/w引脚连接stc89c51的p06引脚，lcd1602的e引脚连接 stc89c51的p07引脚，lcd1602的d0至d7引脚分别连接stc89c51的p20 至p27引脚。
43.在本实施例中，液晶显示模块500采用lcd1602芯片，该芯片控制简单，稳定性高，且功耗低、体积较小不占面积、重量轻、成本较低，使用广泛。当指纹识别模块100采集用户信息，并将采集到的用户信息发送给单片机控制模块200后，由单片机控制模块200进行信息匹配检索，若单片机控制模块200在其原存储数据库(单片机中事先存储的用户的指纹、楼层、门号等相关信息)中检索到了该指纹信息，说明该用户是此小区住户，指纹匹配成功，楼道门禁和楼道灯随之开启，同时，此用户的楼层、门号等信息，也会通过数据传输的方式发送给lcd1602芯片进行处理，然后在液晶显示屏上进行显示。为了更加智能化，还可以增加一个语音模块，当指纹信息匹配成功后，发出“欢迎回家”的语音提示，增强用户体验感。
44.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
45.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。