1、基于单片机室内照明控制系统设计
1 引言
伴随计算机网络、 通信、 控制等技术发展, 智能控制发展越来越迅猛。现在对灯光智能控制, 已经发展得较为成熟, 不过对教室室内灯光智能控制却是比较缺乏和不完善。因为人自觉性以及自觉节能意识普遍微弱, 在白天光线足够强时也开灯, 人离开后还亮着灯现象普遍存在。教室灯光控制仍然是采取传统式人工管理, 教室极多, 管理人员要挨个管理, 这么就造成了无须要电能浪费和经济损失。再者, 现代自动化程度不停提升, 单片机控制普及, 灯光管理也在朝着自动化、 智能化方向发展。比如楼道灯光、 厕所灯光、 路灯自动控制等等。全部这些使得室内灯光控制也应该朝着智能控制
2、方向发展。
2 系统实现功效及分析
2.1 拟处理关键问题
（1）人数采集, 也就是要检测到人进与出总数。
（2）环境光参数输入采集问题。
（3）出现照明系统被强行关闭自动报警电路设计。
2.2 功效分析
本文所设计控制器以自然光强度和人体存在作为控制器两个关键输入参数。教室或者试验室灯光控制器可实现有效对灯光智能控制, 其输入参数关键是人体存在信号和环境信号等外界原因。能够实现手动和自动控制相兼容。
（1）在自然光较强, 光现足够时, 不管人体是否存在, 都不开灯。
（2）在自然光较弱时, 有些人存在且超出一定时间, 控制器自动打开电灯, 而且能够依据存在人数来决
3、定开启灯光数。当无人在室内时, 不开灯; 当人数少于2人时, 开启两盏灯; 人数少于等于4人时, 开启四盏灯; 人数超出4人时, 开启六盏灯, 也就是全开。
（3）能够实现手动控制全开或者全开功效。
3 总体方案设计
本设计针对室内灯光智能控制方法, 尤其是智能控制方面发展现实状况。提出了一个用利用发射与接收以及光照检测相结合灯光智能控制系统。系统总体框图如图1所表示。本系统控制单元是以单片机主控制模块为关键, 其她外围电路关键包含: 系统供电模块、 硬件时钟模块、 光线亮度采集模块、 人数采集电路、 数码管显示电路、 路灯控制电路等模块。
图1 系统控制单元框图
4、本系统采取两组红外发射与接收装置来检测人流进与出, 以此来计算出室内人数, 进而决定开启相对应灯光数。采取光敏电阻组成电路来检测环境光强度, 设定一个阀值来决定是否开启灯光。经过对人存在以及光信号识别判定, 以完成对室内灯光智能控制。声光报警模块关键是用来通知室内人员系统将关闭照明设备, 使人员立刻离开教室。当教室无人时, 系统将自动关闭照明设备。
3.1 传感器选择
依据本系统设计要求, 该控制系统需要两种传感器, 一个是光信号强度采集传感器, 另外一个是人体信号采集传感器。用于人体信号采集传感器和光信号强度采集传感器有很多, 这里依据设计要求采取以下两种传感器。
（1）光敏电阻
5、式传感器
光敏电阻会感应光照强度改变, 电阻大小会伴随光强度增加而减小, 进而经过电阻上电压改变来反应光照强度改变。传感器输出改变电压信号给控制器, 控制器依据接收到信号改变来决定下一步要实施动作。光敏电阻是一个非常常见光电元件, 它能够十分快捷反应出光照改变, 应用电路也十分简单、 实用。光线亮度采集电路采取光敏电阻组成电路来检测环境光强度, 设定一个阀值来决定是否开启灯光。经过对人存在以及光信号识别判定, 以完成对室内灯光智能控制。
（2）人数检测传感器
因为需要检测室内人数多少, 我们需要统计进出人数。我们选择人数检测传感器类型是红外发射与接收装置。对于本系统, 我们采取一般引脚
6、信号检测方法用两个传感器。一个放在门前（A）, 一个放在门口（B）, 当A先检测到信号,
B后检测到信号, 则说明此人为进入室内。当B先检测到信号, A后检测到信号, 则说明此人为走出教室。以此方法来计算室内人数。人数采集电路如图2所表示:
图2人数采集电路
3.2 人数显示方法
人数显示方法能够选择LCD液晶显示或者LED数码管显示。LCD液晶显示, 关键用来显示大量数据、 文字, 图形, 能够显示位数较多, 显得较为清楚、 多样、 美观, 但液晶显示方法较为复杂。数码管显示也称为LED显示, 是一个主动发光信息显示方法, 它每一个字段由一个发光二极管组成。因为系统只需要显
7、示人数多少, 而且数码管电路设计简单, 故采取数码管显示方法。
3.3 合理调整灯光强度
依据电路基础原理, 设灯上施加电压为U, 灯阻抗设为定值电阻R, 那么它在原电压0U下消耗功率为0P, 合适降低电压1U后, 这时消耗功率1P将随电压平方关系下降。其有功节电率表示为: %100)(21%01×−=UUε依据大量研究资料表明, 电源电压每降低10%时, 荧光灯照度只降低7%左右, 而人眼对光线感觉则是对数关系: 即当光线照度减小10%, 人视觉感觉亮度只减小1%, 所以合理降低灯具输入功率所产生照度微弱改变人眼几乎感觉不到, 智能照明控制系统在延长灯具寿命和降低维护成本上都含有主动义。
4 总结
智能照明控制系统借助多种不一样“智能设置”控制方法和控制元件, 对不一样时间不一样环境光照度进行正确设置和管理来实现最大节能效果。该智能照明控制系统能够利用最少能源确保所要求照度水平。智能照明控制系统也能够用在照明及混合电路中适应性较强。
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