教室论文范文

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第1篇

声音是教学信息最重要的组成部分,演示型多媒体教室音响系统担负着重现和还原各种教学课件声音信息的重任。音响系统包括了音响器材和声学环境两个部分,要求扩声后的语言清晰、声音圆润，对音效重现的保真度也有一定要求。多媒体教室、会议室音响系统不但用于语言扩声，还兼顾教学课件的音效重放,系统的频响范围应达到80Hz-15000Hz才能满足要求。因此在建设多媒体教室、会议室时,除了对器材(功放、音箱)的指标及性能有一定要求外,还必须考虑环境因素的影响。（一）集中式声场的多媒体教室、会议室的音响设计当声源来自一个方向，集中在一个地方产生的声场称为集中式声场。集中式声场具有声像统一、声源少、声音纯净清晰的优点。如果多媒体教室、会议室的面积在100平方米以内，其音响就用集中式声场的音响。这种声场的音响设计较为简单，音响设备造价相对较低。设计方法：多媒体计算机将视频信号传送到投影仪，经投影仪内部电路对视频信号处理后，功率放大器将音频信号放大，传到左右声道的音箱。这时，音箱内的扬声器中的电磁铁因音频电流的大小而产生一个相应变化的磁场，从而引起镶嵌之中的音圈振动产生声波，发出声音。安装过程中，左右声道音箱相对于多媒体计算机必须作对称安装，音箱的位置安装在与投影屏幕同一个平面的墙面的两端，而且扬声器的方向与墙面的夹角为60°。测试声场时，听音者位于投影屏幕墙面的顶端连线的中线上，和左右声道的音箱构成一个等边三角形。音箱安装在墙的顶角，让音箱和听音者成一定的角度，音箱发出的声音使听音觉得舒适就行。同时，功率放大器的输出功率调至其峰值功率的三分之二，避免音频信号失真。多媒体教室、会议室的集中式声场的音响的音频输出幅度，可以通过上课用的多媒体计算机来控制，将其作为一个小调音台，能调制出优美的音色和良好的音质。为了保持集中式声场的多媒体教室、会议室的声音清晰、纯净，一般情况下应将“PC扬声器”设置成“静音”模式，其它选项我们可以根据现场情况来作调节。根据笔者的经验，使用“麦克风”选项时，调节音量滑动变阻器即可，不要使用“高级控制”。（二）分散式声场的多媒体教室、会议室音响设计当声源来自于不同的方向时，它所产生的声场就称之为分散式声场。分散式声场具有音频信号分布均匀，声压级强的特点。当多媒体教室、会议室的面积大于100平方米时，使用集中式声场的音响设计时，就会产生声场的均匀度小，靠近音源的听众感觉到声压级强，离音源较远的听众会觉得声压级弱，给教学工作尤其是外语教学工作带来一定的因难。此时，就必须使用分散式声场的音响设计，根据其面积大小，常用以下两类设计：1.面积在100—300平方米之间的分散式声场的多媒体教室、会议室音响设计从经济实惠的角度出发，采用5.1声道和AC—3系统可以有效地解决这些问题。在音响技术中，5.1声道是目前比较流行的分散式声场之一。这种技术可以将音频信号分为主音左声道、主音右声道、中置声道、环绕左声道、环绕右声道和超低音声道。AC—3系统采用数码压缩技术，把多声道系统中的许多信息压缩到双声道中去，它采用的是一种音频编码方式。图分散式声场多媒体教室音响设计图如图所示：多媒体计算机产生的视频信号（Video）同样输出至投影仪，通过投影仪处理视频。多媒体计算机产生的立体声音频信号（StereoAudio）以左右声道的形式输出。将左右声道信号利用合路器合二为一，合成单声道音频信号（MonoAudio），经过射频调制器调制到相应的频道后，运用一个分配器将其均分为两路，随之配接两个三分配器，把单声道合成信号平均分为六路送入功率放大器，功率放大器放大音频信号送至相应的声道即可。布置声场时，左右声道安装于投影屏幕一面墙的两角，环绕左右声道安装于投影屏幕的投影对面墙中间，减少超重低音声道绕射性。音箱安装的高度同集中式声场一样。调节各声道输出电平时，超重低音调至20—30dB，以免声反馈的产生，其余声道的输出功率电平调至45—55dB,产生的音质较好。2.面积在300平方米以上的分散式声场的多媒体教室、会议室音响设计当我们使用的多媒体教室、会议室在300平方米以上时，应使用定压式功率放大器来推动扬场器，形成均匀的分散式声场，所用的定压式功率放大器应大于扬声器的总功率，使扬声器能产生相应的输出功率。音频信号经声反馈抑制器有效控制声反馈之后，通过定压式功率放大器放大，以220V的交流电压形式输出。在接扬声器时，按扬声器输出功率运用线间变压器，把电压降至9V或12V交流电压。音频信号的强弱所产生的交流电压大小不同，从而推动扬声器发出声音。扬声器的安装，一般位于听众头顶，距听众头顶约2.5米，各扬声器间隔距离为3米，在听众的头顶上方形成一个声墙。此设计造价较高，但产生的声场均匀度很大，声压级合理，能给听众以舒适的享受。

二、多媒体教室、会议室声缺陷的调校

刚建成的多媒体教室、会议室往往会留下一些这样那样的问题,特别是一些关键的音响指标达不到要求时,易出现啸叫、回声、共振等情况,称之为声缺陷，这类声缺陷如果不排除,将对日后的使用带来诸多问题。在使用验收新建的多媒体教室、会议室时,应对几项重要声学指标作一次检查测试,对某些声缺陷应采取必要的补救措施。（一）声反馈自激传声增益特性差是忽略音响技术指标或设计不良的多媒体教室、会议室的通病，功放的话筒音量不能调大,稍微提升就产生啸叫,这种现象叫声反馈自激。声反馈自激的存在对扩声系统损害极大,不仅破坏了音质，限制了话筒声音的扩声音量，使现场授课不能良好扩音,严重时还会损坏功放及音箱。解决方法:1.让音箱远离话筒，重新调整音箱与话筒的相对位置。设备讲台（或主席台）一般位于投影幕的正前2米左右的地方,音箱可改移到讲台两侧差不多靠墙的位置处,尽量使音箱的强声区远离话筒。2.利用音箱和话筒的指向性。话筒拾音均具有特定的灵敏区域,配置话筒时应选用指向性强的品牌和型号。使用话筒时使拾音的灵敏区域避开音箱的声辐射区域,使话筒吸收不到或尽量少地吸收到音箱的声音。当使用无线话筒时,教师（会议发言人）应避免走到音箱声辐射区内。（二）共振主要指机械共振，声音开得稍大时教室的门窗玻璃、桌面上较轻的刚性物品(如玻璃器皿、茶杯等)均极易产生机械共振。机械共振一般容易发生在低频段,因为声音的低频成分占整个声音能量的绝大部分，特别是当播放影视资料片,低频成分较多时尤为突出。解决方法:一是对容易产生共振的部位(比如门、窗以及松动的玻璃等)进行加固处理;二是给桌面上容易产生共振的物品增加一个软垫。（三）回声直达声与某一个或多个较强的反射声到达同一位置的时间相差超过50ms以上时(主要从四壁反射引起),使听者感觉到同一句话有几个不同声压级的声音相继传来,这种现象称为回声。解决方法:轻度的回声可将轻盈的窗帘布料改为较重的厚绒面料,并适当加大窗帘面积来改本论文由整理提供

善。而当回声较严重时,就需要进行一些必要的工程改造来进行调校，目的是加强漫反射,进行强吸声处理。

参考文献：

[1]翁泰来“.音质”和“音色”[J].电声技术，2004（6）.

[2]王建林.声频系统的噪声分析及排除[J].电声技术，2004（6）.

第2篇

1.2.2合适的混响时间人们对音质的主观评价“清晰”、“平衡”、“丰满”、“有力度”、“柔和”等术语与混响时间有密切的关系.混响时间的长短对音质的影响很大,混响时间长,音质“空”,含糊不清;混响时间短,音质“干”,单调枯燥;只有合适的混响时间,音质才能丰满、有力度.多媒体教室以语言声为主,混响时间的设计应主要考虑语言声的要求,因此要根据教室的容积,选择合适的混响时间(见表1),才能实现较高语言清晰度[3].表1语言类房间最佳混响时间与房间容积表容积/m350～6060～8585～127127～170170～245245～339339～424混响时间/s0.20.3～0.350.35～0.40.4～0.450.45～0.50.5～0.550.55～0.6

1.2.3避免声缺陷声缺陷主要是声波经由内表面反射后分布而干扰正常听闻的现象.多媒体教室的声缺陷主要包括回声、颤动回声以及声染色等,产生这些现象的主要原因是:一是房间的吸声量不够;二是房间大多是矩形房间,六个面互相平行,容易产生“简并”现象,形成声染色.对于多媒体教室而言,要避免上述声缺陷.

&nbs本论文由整理提供p;1.2.4声场分布均匀理想的多媒体教室室内声场应该充分扩散,分布均匀,而且有足够的声压级.室内声音的充分扩散,可以保证各个座位上的学本论文由整理提供生都应能听到响度相差不大的声音,也保证了室内空间各点的声压级相等,对多媒体教室而言,学生座位区的语言扩声声压级要达到70～75dB之间,音乐扩声声压级要达到80～85dB之间,背景音乐声压级要达到60～70dB之间,声场的不均匀度应控制在±4dB之内,使音质得以改善,声音变得柔和、具有亲近感和空间感.

1.2.5室内音质多媒体教室的声学设计其实就是室内音质的设计.而室内音质的最终评价是听众的主观感受,人们根据室内声学原理并借助经验,提出了混响时间、扩散程度、反射声、噪声级等若干与主观感受相对应的物理量或声学量.多媒体教室内的主要声信号为语音信号,对清晰度的要求很高.这主要取决于房间的混响时间、设备的功率等.

多媒体教室建设和改造中存在的主要声学现在大多数学校的多媒体教室是通过旧教室改造而成的,没有进行相应的声学处理,即使新建的多媒体教室也没有进行声学处理,而且面积和容积的差别很大,大的面积达到几千平米,小的才40～50m2,层高从3m左右到10m,平面形状矩形的占大多数.因此多媒体教室建设和改造中存在的主要声学问题有:一是建筑声学方面,选址不当,外界干扰较强;房间设计不科学,造成回声、颤动回声、声染色;装修吸声材料使用不妥,造成背景噪声较大、混响时间偏长;配电影响音频传输,出现干扰.二是扩声系统方面,设备档次低,交流噪音高;音响系统位置分布不合理,造成声场不均匀,产生啸叫;音响系统设备参数调在最不本论文由整理提供佳的位置等.使学生上课听不清,影响教学质量[4].

多媒体教室声学环境的优化设计针对上述多媒体教室声学环境存在的问题及声学环境的基本要求,多媒体教室的声学环境的设计主要从建筑声学和电声学两个方面进行.建筑声学设计由于每个房间都有本身的声学特性,做好建筑声学环境的处理对以后获得良好声音效果奠定比较坚实的基础.如果建筑声学环境处理不好则会出现混响过强、驻波、回声、声聚焦和共振等声第3期李兆义:多媒体教室的声学环境分析及设计69音缺陷.

2.1.1控制噪声,提高教室的声信噪比在多媒体教室运用扩声系统进行教学时,往往扩声系统会影响隔壁班级的正常上课秩序,会出现啸叫声,室外本论文由整理提供噪音等问题困扰着广大的师生[5].

这就要求多媒体教室的噪声标准必须达到相应的国家规范要求,但是多媒体教室又有其特殊性,控制噪声可以采取以下方式进行:

(1)远离噪声源在总体规划设计中让多媒体教室使远离马路、市场、运动场等噪声源,即避开强环境噪声源.对多媒体教室干扰声场(外界传入室内的噪声声场)大小的计算可以采用下面的公式来进行:Lp=Lp0-101g1τ-101gAF+6.式中Lp为室外噪声声压级,F为透声墙立面的面积,A=Sa-为室内总吸声量,τ为声能透射率,对于多媒体教室而言,噪声来源除了墙壁之外,更多的是从窗户、门等进入的,声能透射率可取平均值:τ=ΣFτiiiF,计算出的干扰声场的声压级应小于38dB.

(2)振动干扰预防如果上述办法有困难,可以实行被动式处理,即增加墙壁隔声量;安装消声窗;让多媒体教室置于教学大楼的顶层或同层本论文由整理提供中靠近楼体边缘的位置;使用时间和出现噪声的高峰期错开;同时禁止学生在教室内大声喧哗、吵闹;学生椅子采用航空椅,布面为亚麻布,防止学生之间语言的相互干扰;选用设备的本地噪声要足够低等.

2.1.2选择合适的房间尺寸及三维结构,提高房间的声扩散性能多媒体教室房间尺寸及三维结构选择的目的是让房间的固有频率分布均匀,防止声染色及语言或音乐的失真.若房间为矩形,其长、宽、高分别为,Lx,Ly,Lz则房间的简正振动频率为[1]:fn=c2(nxLx)2+(nyLy)2+(nzLz)2.式中,nx,ny,nz是不同时为0的任意自然数,c为空气中的声速.由此式可以看出,随着nx,ny,nz取数的越多,简正方式的数也就越多,简正频率也有无穷多个,若房间的比例不当,会出现“简并”现象,将导致声场中某些频率的成分得以加强,出现声染色,音质将大大下降.因此对于多媒体教室而言,房间的长、宽、高的比例选择非常重要,最佳的房间形状是传统的长方形,长、宽、高的比例尽量避免1∶1、1∶2的简单比例关系,通常选取人们所谓的“聆听空间黄金比例”,即满足1.618∶1∶0.618或2∶32∶1,也可以选用其他比例方法,但三遍之比应取无理数,绝不可取整数倍.为保证较多的简正方式,既要考虑良好的房间尺寸比例,又要得到较大的房间容积.通常多媒体教室的最本论文由整理提供小容积应遵循:Vmin≥4λ3max.式中Vmin为房间最起码容积;λmax为下限频率对应的波长.由于现在本论文由整理提供

的教室大多为矩形,一般都有平行墙面,为了避免产生驻波现象,应在平行墙面上布置扩散体,有利于声场均匀.如果室内有凹弧形墙面,一定要采用扩散体来发散声能,防止声聚焦.对于面积较大的多媒体教室,除了改善房间的结构(如可以采用矩形切角、扇形、正方形对角线配置以及多边形等)外,还可以在顶棚悬挂反射板(前次反射声相对直达声的延时时间如果大于50ms),这样既可以得到较多的侧向前次反射声,还可以加强听众区域的反射声功率[6].

2.1.3选择合适的吸声材料,使房间的混响时间达到最佳合理使用和布置各种吸声材料是获得理想混响、声扩散、消除声缺陷的重要条件.对于人耳来说,能够听到的频率范围大约为20～20000Hz之间,一般人的讲话声主要能量分布在100～5000Hz之间,对于以传递语言信息为主的多媒体教室,声音评价主要为语言的清晰度兼顾丰满度,要想满足此条件,多媒体教室内的混响时间可定为T60=0.4～0.7s.混响时间的长短与房间容积、房间表面积、装修后的吸声系数等许多不定因素有关,在吸声材料的选用和布局上应对室内的混响时间进行综合估算,具体的计算公式采用著名的赛宾公式进行工程估算:T60=0.161VSα.式中V为室容积;S为声室的内界面总面积;α为声室内界面平均吸声系数,α=ΣSiαi/ΣSi,Si为各种不同材料的面积,αi为室内表面各种不同材料的吸声系数,通过查阅常用材料的吸声系数便可知道,多媒体教室的吸声处理包括墙面、顶面和门窗等.要设计一个理想的混响时间,吸声材料的选择一定要与房间的容积和室内总表面积、教室内各种器材、设备(如:银幕、电视监视器、学生课桌、音箱、照明灯具、空调设备)等方面综合考虑,同时还要符合人们的美学观点.

因此在室内装饰装修上可采用木质龙骨吊顶,墙体做复合吸声结构,挂上柔软的布窗帘等方法,当然也要根据实际情况控制吸音和反射的合适比例;避免房间内凹面或弧型面反射的形成,防止出现声聚焦问题,使局部声音过强而产生反馈出现啸叫现象;对容易产生共振的物体进行加固处理,避免出现声音共振现象[7].当然运用混响时间公式计算出的结果只是一个参考值,与实际情况相比都会出现偏差,因此,要想让多媒体教室的混响时间达到最佳,必本论文由整理提供需要经过反复设计、评价、修改,才能达到理想的声环境.电声学设计建筑声学设计为多媒体教室音质的改善创造了很好的条件,但多媒体教室扩声系统如果没有合理的整体设计和正确连接,也难以达到理想的听音效果.

2.2.1多媒体教室的扩声系统设计多媒体教室扩声系统设计时要根据财力情况进行合理的安排,如果财力许可,设备的选型应采用专业品牌,系统性能要基本一致,避免设备档次配置不齐,有的偏高,有的偏底.多媒体教室的扩声系统主要由传声器、功率放大器、调音台、扬声器四大块组成.

(1)传声器:传声器是多媒体教室实现声音输入到语音处理系统的设备,它的质量优劣、选用的合适与否、使用的方法都直接或间接地影响教师把语音清晰的传递给学习者.常见的有动圈式和电容式两大系列.在多媒体教室的教学中一般选用灵敏度高、动态范围宽、频响平直、瞬态响应好、音质柔和方向性强的电容式传声器,使声音能够清晰、亮丽、细腻的重现,但由于电容式传声器具有灵敏度高和耐声压性小的特性,在摆放位置上要注意和音箱和其它音源的位置关系,以及根据音源大小、传声器和音源的距离,消除噪音,得到纯净的语音信号.

(2)调音台:调音台实际上是一个音频信号混合控制台,它可以对多路不同阻抗、不同电平的输入声源信号进行放大及处理,按照不同的音量对信号进行混合、重新分配或编组,产生一路或多路输出.因此,调音台的主要作用是对音频信号进行放大、音色修饰、抑制噪声、控制音量和信号混合.对多媒体教室的音源而言,主要是教师的讲解声和CD、DVD、VCD等高电平音源,用调音台要控制好输入电平,在保证声音信号清晰度的基础上,尽量满足丰满度要求.这就要求对高电平音源要按下定值衰减键PAD,降低输入电平,才能保证信号电平不超过输入电平的动态范围,使声音不失真.一般情况下不可用增益旋钮GAIN来调节改变音量,它会使信号信噪比下降.

(3)功率放大器:是把调音台、信号处理器等前端设备送来的比较弱的信号进行不失真的放大,并输出一定的功率,推动扬声器发出优美而洪亮的声音.而多媒体教室以语音的清晰度、可懂度为主,因此功率放大器作为系统的核心要有足够的功率输出,以本论文由整理提供保证室内的平均语言声压级达到70～80dB,有较宽而平直的频率响应范围,建议将功率放大器的输出功率与扬声器的额定功率配比定在1.5倍左右,这样能保证获得足够的力量感.

(4)音箱:音箱的作用是把音频电信号转换为声音信号,它对重放的声音效果起着决定性的作用,音箱技术配置、位置摆放等直接影响声音的还原效果.对多媒体教室而言要求声场均匀,做到“近听不吵,远听不小”,保证各区域内听到的响度基本一致.选择音箱时,除要考虑音箱的功率符合多媒体教室的声场要求外,还要考虑音箱的另外两个重要特性,即频响特性和指向特性.

2.2.2多媒体教室扩声系统的正确匹配在扩声系统的布置中,音箱布局的好坏直接影响整个扩声系统的效果,是电声系统设计的重要步骤,音箱要根据多媒体教室的大小和形状来选择数量和摆放方式.一般来说,用一对音箱把它安装在教室前墙的两侧的上方,音箱轴线对准学生座位的主要听音区域,就能得到理想的直达声;对于比较大的多媒体教室,如有两层,这时用一对音箱可能不满足室内声学要求,应再增加一对音箱,这两对音箱应位于同一垂直平面上,且让上面一对音箱的主轴线对准上层听众,下面一对音箱的主轴线对准下层听众,同时在摆放音箱本论文由论文由整理提供

tp:///">整理提供时,音箱的主轴线不宜交叉,或交叉角度不宜过大;如果是改建的多媒体教室,长、宽、高比例不一定很理想,对于过长,而宽度较小的教室,宜采用分散式布局,可将音箱线性均匀排列于房间顶部,使在房间前后的听众第3期李兆义:多媒体教室的声学环境分析及设计71均能听到较强的直达声,但要注意直达声须同时到达听众,因此对较前的音箱需加延时器,这样一来就会增加成本;对较宽的教室,宜采用两侧布局的分散式布局方式,原理与顶部布局完全一样;如果多媒体教室较大,则采用混合布局方式.不管采用哪种布局方式,音箱并非越多越好.音箱布局应以多媒体教室的音质要求为原则,切忌铺张浪费,同时音箱的布局还应避免声反馈,如果音箱的布局不合理,容易形成声反馈,影响教学效果,严重时还会损坏电声设备[7].

扩声系统的正确连接还要注意阻抗匹配、电平匹配、功率匹配等问题[8].多媒体教室声学改造完成后,听音评价受到人的主观因素的影响较大,只要室内混响时间和扩声系统达到了设计标准,声音传递平坦、混响适度、畸变小、瞬态好,使教学的声音信息准确无误地传递给每一位受教育者,也就基本上达到了多媒体教室的声学设计要求.

参考文献:

[1]曹揆申.教育电声系统[M].北京:高等教育出版社,1996.

[2]蔡丽霞.多媒体教室声学环境的分析及营造[J].中国现代教育装备,2008,63(5):36237.

[3]彭小云.多媒体教室的声、光环境[J].工业建筑,2006(36卷增):1012103.

[4]李耀麟,陈健本论文由整理提供祥.多媒体教室扩声系统优化的研究[J].井冈山学院学报,2008,29(10):43245.

[5]宁伟.多媒体综合教室视听环境建设的优化[J].中国现代教育装备,2008,66(8):59260.

第3篇

系统设计主要包括硬件和软件两大部分。系统的结构主要由三部分构成。上位机系统、下位机系统、通信系统。其中主控制器（主机）与分控制器（从机）进行信息交换，利用分控制器采集信息数据进行判断，去控制灯具的照明灯开关状态。每个教室分控制器是以单片机AT89C51为核心的数据采集和处理装置，它直接与各种I/O设备（如光敏传感器、继电器）红外传感器、温度传感器、蜂鸣器等）相连，通过这些I/O接口，MCU实时采集它们发送的数据，经计算并保存在内部存储器；主控制器具有RS485接口，它读取各个教室分控制器中所采集的教室的信息进行处理判断，并通过RS485接口对教室分控制器发出指令，以控制教室照明设备的开或关。

1.通信系统。此通信系统是多机通信，采用RS485半双工主从式。从机用中断的方式接收主机发来的命令或数据并做出响应，其任务是负责对分布的照明灯具进行开关控制；主机发送命令或数据到从机。

2.上位机系统。上位机系统由主控制器、串行总线、显示及控制软件等组成。其控制命令或数据由总线发送给分控制器。可将信息进行数码显示、看门狗电路对运行程序进行监视、实时时钟电路对照明灯具进行定时开关控制。

3.下位机系统。下位机系统是以单片机为核心部件及电路组成，在单片机的控制之下，进行数据通信、显示，利用执行电路控制照明灯具开关状态。教室内灯光控制根据自然光的变化、有无人活动、作息时间等实际情况进行自动模糊控制。做到光线暗时开灯、光线亮时关灯、有人时开灯、无人时关灯、工作时间开灯、休息时间关灯合理的工作状态，达到节约用电。

二、硬件电路系统设计

硬件电路系统以单片机为核心器件以及各种接口电路组成，它的特点是：功能强大、运算速度快、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛。主要由单片机（AT89C51）、信息采集电路（人体信号、光信号）、时钟电路（DS12887）、执行驱动电路、定时显示电路构成。如图2所示。

单片机作为主控制器芯片，通过串口与从机通信。从机进行信息采集、传送接收主控制器指令，驱动执行机构。1.主控制器的核心器件是单片机，电路由键盘电路、看门狗电路、通信接口电路、数码显示电路及驱动电路等组成。如图3所示。单片机采用AT89C51，是一种高效微控制器，在嵌入式控制系统中应用较多的一种灵活性高且经济的控制器。2.从机系统由单片机、光信号采样、人体探测器、通信接口和驱动电路组成。单片机采用低档型的AT89C2051单片机作为处理器，利用驱动电路去控制电源开启和照明灯具开关状态。如图4所示。AT89C2051是AT89C51它的一种精简版本，是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。在集散控制系统中，用单片机作为从机，主机控制整个系统的运行。由于主控制器与从机制器构成的现场数据采集通信距离较远，为了保证下位机的数据高速、安全的传到上位机，采用总线RS485串行通信比较合理。主机和从机之间可点对点通信，也可点对多通信。但从机之间不能直接通信，只能通过主机传递数据。如图5所示。光信号采样电路由光信号采集电路和A/D转换电路组成。利用光敏电阻完成光信号采集，再经A/D转换电路、调理电路、单片机处理后，作为控制信号。

根据现场光信号测量精度确定A/D转换电路的位，以保证设计精度要求。如图6所示。设计中采用TLC1549，该芯片是美国德州仪器公司生产的10位串行控制A/D转换芯片。它具有内在的取样和保持电路以及片内系统时钟，输入阻抗高，有较强的抗干扰性。人体信号采集电路采用的核心器件是人体红外传感器，红外传感器前级配有菲涅尔透镜，后级采用带通放大器和电压比较器。红外传感器配上菲涅尔透镜后会增大探测距离和探测半径。带通放大器的中心频率取1Hz。比较电路由双运算放大器组成。

三、系统软件设计

系统软件部分由主控制程序、子控制程序和中断程序组成。由软件来定义灯具开关、亮度调节、定时控制、人机交换及串行通信等硬件功能。应用结构化方法设计。如图7所示。

1.照明启停程序设计启停教室的照明控制过程是由主控制器向分控制器发出启停指令，通过串行通信或无线通信来传输相应启停指令，可完成全部启停和单独启停控制。全部启停控制程序，通过主控制器上设计的开关按钮来完成照明灯具全部启停，通过串行通信传输全部启停指令，由P3、P7口输出高低电平控制全部灯具的启停。单独启停控制程序，启停某一单独教室的照明灯具，是由主控制器向某分控制器发出启停指令，实现单独启停照明。主控制器先向分控制器发送地址信息，被叫分控制器回送本控制地址信息，主控制器得到响应后再向被叫分控制器发送数据，执行相应命令。

2.照明定时控制程序设计照明控制系统中的时钟芯片是DS12887，主机和从机之间采用串口的通信方式进行时钟设定，从机按设定的时间控制照明灯具的启停。全部定时控制程序。全部定时控制是由主控制器向所有分控制器发送地址信息，分控制器接收时间数据并写入存储器中，再由分控制器发出设定时间命令，控制电路执行定时启停照明灯具。单独定时控制程序，单独定时控制是由主控制器发送某一分控制器地址，被叫分控制器响应主控制器，接收主控制器发送来的时间数据并写入存储器，由被叫分控制器发出设定时间命令，驱动电路执行开关照明灯具。

四、结束语