單片機(jī)下的智能校園照明設(shè)計(jì)

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【摘要】本文是基于AT89C52單片機(jī)的智能校園照明設(shè)計(jì)。用兩個(gè)熱釋電紅外傳感器分別放在教室前后門來感應(yīng)學(xué)生進(jìn)來和出去的數(shù)量來以此來實(shí)現(xiàn)照明的智能化，并根據(jù)環(huán)境光通過照度傳感器調(diào)節(jié)室內(nèi)燈的照明亮度，為學(xué)生提供一個(gè)舒適的學(xué)習(xí)光照環(huán)境。該系統(tǒng)用于校園內(nèi)各種教室，在一定程度上也節(jié)約電力資源的消耗，且較傳統(tǒng)照明控制可節(jié)電20%以上。

【關(guān)鍵詞】AT89C52;熱釋電紅外傳感器;照度傳感器

隨著時(shí)代的日益發(fā)展，能源的消耗越來越嚴(yán)重，對(duì)節(jié)能的要求也越來越高。校園內(nèi)用電更是能源消耗巨大，人們對(duì)照明系統(tǒng)的節(jié)能和智能管理都有了更高的要求［1］。白天自然光充足，處在教室內(nèi)的學(xué)生很難注意無意間打開的電燈，以至于下課后不能做到第一時(shí)間的關(guān)閉燈源，而管理員也只能等到巡視時(shí)才能關(guān)閉電源，從而造成電力的浪費(fèi)［2］;對(duì)于學(xué)生來說，一個(gè)舒適的光度更能使他們?nèi)硇耐度雽W(xué)習(xí)。為此，設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的智能照明系統(tǒng)能夠很大程度上節(jié)約學(xué)校能源的消耗。在系統(tǒng)工作期間，采用熱釋電紅外傳感器來感應(yīng)學(xué)生的進(jìn)出數(shù)量;利用紅外線原理自動(dòng)識(shí)別教室內(nèi)是否有人以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制開關(guān)燈的功能;檢測周圍環(huán)境光的強(qiáng)弱利用照度傳感器將接收到的信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)以此來自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)光照強(qiáng)度，給室內(nèi)的人提供一個(gè)學(xué)習(xí)光舒適的環(huán)境;并且該系統(tǒng)也可手動(dòng)控制。

一、硬件設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的智能校園照明設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)其中主要由以下7個(gè)模塊組成:熱釋電紅外傳感器、照度傳感器、動(dòng)態(tài)傳感器、電話通訊裝置、可編程開關(guān)、照明控制器、電源模塊和單片機(jī)主控模塊。結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

(一)熱釋電紅外傳感器。熱釋電紅外傳感器是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器，能以非接觸的形式檢測到人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)及時(shí)作出反應(yīng)打開或關(guān)閉燈的控制裝置;且熱釋電紅外傳感器本身不發(fā)任何類型的輻射、器件功耗很小、隱蔽性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)［3］。在教室前后可以通過熱釋電傳感器和動(dòng)態(tài)傳感器來檢測教室內(nèi)進(jìn)出人數(shù)，從而做到人來燈滅、人走燈滅，大大降低耗電情況。

(二)照度傳感器。根據(jù)照度傳感器檢測到的環(huán)境光的變化，將檢測到的可見光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接收后從而實(shí)現(xiàn)智能化的控制，保證了學(xué)生周圍光照的舒適度。當(dāng)學(xué)生周圍的的照度高于預(yù)設(shè)的照度值，關(guān)閉或調(diào)暗采光系統(tǒng);當(dāng)學(xué)生周圍的照度低于預(yù)設(shè)的照度值，開啟或調(diào)亮所在學(xué)生的照度。如圖2所示智能照明監(jiān)控系統(tǒng)。

二、軟件設(shè)計(jì)

圖3所示為系統(tǒng)軟件的流程圖，單片機(jī)通電后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行初始化，之后判斷是否為自動(dòng)模式還是手動(dòng)模式;如果是手動(dòng)模式則根據(jù)室內(nèi)人為設(shè)定;如果是自動(dòng)模式，則根據(jù)傳感器傳輸?shù)男畔?，根?jù)室內(nèi)人數(shù)進(jìn)出的判定來自動(dòng)開啟燈的控制裝置，根據(jù)周圍環(huán)境光的強(qiáng)弱來判定學(xué)生周圍的照度強(qiáng)弱從而來增強(qiáng)或減弱當(dāng)前學(xué)生位置的照度強(qiáng)弱。

三、結(jié)語

基于AT89C52單片機(jī)的智能照明設(shè)計(jì)，可以通過熱釋電紅外傳感器、照度傳感器等多個(gè)傳感器來檢測室內(nèi)人數(shù)，從而向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)使教室做到“人來燈亮，人走燈滅”;還可以由計(jì)算機(jī)整體的監(jiān)測環(huán)境光以便時(shí)時(shí)為學(xué)生提供一個(gè)智能化的舒適的照度環(huán)境，減少了額外的耗電，大大節(jié)約了能耗。

【參考文獻(xiàn)】

［1］韓江洪．智能家居系統(tǒng)與技術(shù)［J］．合肥工業(yè)大學(xué)出版，2005，6

［2］馬小軍．智能照明控制系統(tǒng)［M］．南京:東南大學(xué)出版社，2009

［3］熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用前景［J］．傳感器之家．2012－11－23

作者：武潔雅 沈靜靜 闞港輝 陳慧敏 單位：安徽新華學(xué)院