引言

对一些照明时间较长、照明设备较多的场所（比如学校教室、商场等），其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火辉煌。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊

人的。据测算，这种现象的耗电占本单位所有耗电的4 0%左右[1]。因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。

1系统结构和工作原理

2系统硬件设计

按图1构成的系统硬件电路如图2所示。为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间[3]。由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不作详细介绍。

2.1中心控制模块

目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能需求及成本考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是拥有2个外部中断、2个1 6位定时器、2个可编程串行UART的单片机。中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制[4]。

2.2光照检测电路

如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A点电平较高，将此电平送到单片机，结合热释电红外传感器PIR检测到的信号由程序控制是否实现照明。

2.3热释电传感器及处理电路

2.3.1热释电红外线传感器

热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可移动安装等特点[5]。实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距

离及范围。实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到10m以上。由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小（小于1mV），不能直接作为照明系统的控制信号，因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适合于单片机处理的数字信号。根据以上要求，人体热释电检测电路组成框图如图3所示。

2.3.2信号处理电路

本设计采用BIS0001来完成对热释电传感器输出信号的处理。BIS0001是一款具有较高性能的热释电传感器信号处理集成电路，它主要由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成。由BIS0001构成的信号处理电路如图4所示。

图4中，热释电传感器S极输出信号送入BIS0001的14脚，经内部第一级运算放大器放大后，由BIS0001的16脚输出经C3耦合从12脚输入至内部第二级运算放大器放大，再经电压比较器构成的鉴幅器处理后，检出有效触发信号去启动延迟时间定时器，最后从2脚输出信号（Vo）送入单片机进行照明控制。实验所得，当传感器检测室内的有人时，Vo≈4V；无人时Vo≈0.4。BIS0001的1脚接高电平，使芯片处于可重复触发工作方式。输出Vo（高电平）的延迟时间TX由外部R8和C7的大小调整；触发封锁时间Ti由外部R9和C6的大小调整。

2．4控制电路

2.4.1延时时间选择电路

系统在AT89C52的P1口中设置了延时时间选择电路，其目的是在环境光照较弱时，照明设备延时一段时间后自动熄灭。电路通过P1.0～P1.3设置4个延时时间，当P1.0～P3.0无开关闭合时，系统按初始值进行延时；当P1.0～P1.3有开关闭合时，程序从P1.3到P1.0进行检测，若检测到某一端口为低电平时，则系统按当前端口设置的值进行延时。设置时间关系值如表1。

2.4.2输出控制电路

单片机对光照检测电路和传感器处理电路输出的信号进行检测，输出控制信号由单片机的P2.0输出。在室内环境光照较强或光较弱但室内又无人时，P 2.0输出高电平，此时三极管V1截止，继电器J1不工作，则接在220V上的照明设备不亮。在室内光照较弱且传感器检测室内有人时，则P2.0输出低电平，此时三极管V1导通，继电器J1工作，则220V交流电通过继电器加到照明设备上，照明设备正常点亮。

3系统软件设计

软件部分的主要任务是完成对光照检测电路和对热释电传感器信号处理电路的输出信号进行处理。在光照较强时，系统继续对光照检测电路的输出状态进行检测。光照较弱时，系统对信号处理电路的输出状态VO进行检测。若室内有人时VO为高电平，系统控制照明设备点亮并按设定的时间进行延时。在延时时间内再一次检测到有人时，则系统又按设定的时间进行延时；若在延时时间内检测到室内无人时，则系统控制照明设备熄灭并重新对信号处理电路的输出状态VO进行检测。基于上述分析，系统软件设计流程如图5所示。

通过G P R S网络打包传输到监控中心，同时接收监控中心发回的控制命令。本系统选用的G P R S模块是由索尼爱立信公司推出的GR47模块，该模块的主要特点是内置TCP/TP协议栈。它允许一个TCP/UDP传输机制以最小的前期配置和操作来被使用。其内嵌控制器方便集成客户的应用，减少外部控制器的需求。GR47支持双频GSM宽带900MHz/1800MHz，可通过SMS短消息服务、CSD、HSCSD或GPRS来发送或接收资料，并可处理语音及传真。其TCP/IP协议栈也可通过AT命令或嵌入式应用进行访问。由于GR47模块内嵌了TCP/IP协议栈，所以可以直接用AT命令对其进行控制，使用起来非常方便。

2车载导航定位系统的软件设计

车载导航定位系统的软件设计主要包括两部分内容，一部分是导航定位系统软件开发平台的搭建，另一部分是车载导航定位系统的应用程序模块设计。

嵌入式系统的特点是硬件系统和软件系统尽量的裁剪，因此嵌入式系统很难象通用计算机系统那样为用户提供可以进行软件开发的环境。因此，嵌入式系统的开发一般采用交叉开发方法，即就是在通用计算机的硬件平台上、开发环境中编写好嵌入式系统所用的程序，并将程序调试运行成功后，再通过交叉编译生成嵌入式硬件平台上可以运行的二进制代码格式，最后烧制在嵌入式硬件的存储模块中进行运行。本系统软件开发平台的搭建主要是为嵌入式软件开发搭建嵌入式交叉编译环境。主要包括四步：建立交叉编译环境，移植引导程序，编译内核，生成根文件系统。本系统选用了Redhat Linux9.0作为宿主机的操作系统，同时在宿主机上采用使用虚拟机的手段来实现在Windows平台下进行嵌入式Linux的开发。由于本系统开发采用宿主机和虚拟机、虚拟机和ARM开发板相互通信的方式，所以首先需要对Redhat Linux9.0进行Samba服务配置以及NFS共享配置，而后需要设置一个串口通信软件与开发板互动，本系统选择了X P操作系统下的超级终端，通过超级终端实现对ARM目标板的操作。

在系统交叉开发平台建立之后，Linux操作系统仅提供了底层的操作，为了实现用户方便的进行地理数据的显示和导航，就需要在操作系统上设计车载导航定位系统的应用程序模块。开发Linux应用程序一般分为以下几个步骤：（1）编写程序编写（2）Makefile文件编译程序（3）运

行程序（4）将生成的可执行文件加入文件系统。如果应用程序的运行需要某些驱动程序，先将驱动程序挂接到文件系统中。

本系统利用选择了M i n i G U I程序来开发应用程序，MiniGUI是一种在嵌入式系统中提供图形及图形用户界面支持的中间技术，是面向嵌入式系统的轻量级图形用户界面支持系统，和其它针对嵌入式产品的图形系统相比，MiniGUI具有如下几大技术优势:（1）占用资源少（2）高性能、高可靠性（3）可定制配置（4）跨操作系统支持。本系统应用程序依靠响应不同窗口或者控件发出的事件，来实现各种功能。主窗口建立后，将会创建许多子窗口，包括用于显示经纬度信息、时间的静态框，用于实现快速便捷操作的工具栏、用于实现GPS功能关闭和地图数据加载的菜单栏等等。

3总结

嵌入式车载GPS定位系统经过测试可初步满足个人移动导航信息系统的需求。用户通过点击触摸屏幕、方便的使用软件。实现了地图的显示和拖动、卫星数量的显示、地图路径的更改的功能。系统界面友好、功耗比较低、操作简易。具有一定的实用价值。本系统的特点是选用了带有内存管理功能的S3C2410芯片作为处理器，并围绕它进行电路设计，所以可以移植Linux操作系统，该操作系统自带的资源十分丰富，使得应用程序的功能更加强大，同时也增加了软件的扩展性。试验测试结果表明本系统具有良好的稳定性、强大的可扩展性以及较高的性价比,能满足现代车辆信息化的功能需求。