基于SCADA的教室照明控制系統(tǒng)設(shè)計

改造者：李艷蘋 高 輝 宋起超 吳東艷 張凌志

基于SCADA的教室照明控制系統(tǒng)設(shè)計

改造者：李艷蘋 高 輝 宋起超 吳東艷 張凌志

隨著各種能源的緊缺，人們對節(jié)約能源也越來越重視，但節(jié)能的同時又不能影響人們的生活、工作和學(xué)習(xí)。照明，我們每天都在用，無論家里、單位還是其他公共場所，然而，有時候你會發(fā)現(xiàn)來自太陽的光線已經(jīng)足夠滿足我們的需求了，我們還在開著燈，這實際上就是一種能源浪費。因而，設(shè)計一個照明控制系統(tǒng)是很有必要的。本文使用STC89C52單片機為控制器設(shè)計了一個教室照明控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)光照度以及室內(nèi)人員情況控制室內(nèi)照明，具有一定的智能性，既不影響學(xué)生和老師的正常上課和學(xué)習(xí)，又最大限度地節(jié)省能源。同時，使用組態(tài)軟件完成上位機程序編寫，實現(xiàn)在監(jiān)控室監(jiān)控教室照明設(shè)備的狀態(tài)。

學(xué)校教室主要的能源消耗就是照明，目前，大多數(shù)的學(xué)校教室仍然采用傳統(tǒng)的照明方式，即一個開關(guān)控制幾個燈，這種方式操作簡單，但是，不具有智能性，一旦開了就有可能不用的時候也在開著，這就形成了資源浪費。

本文設(shè)計的教室照明控制系統(tǒng)，以STC89C52單片機為控制核心，結(jié)合光照度和教室內(nèi)人員情況對教室內(nèi)照明進行控制，具有一定的智能性，相對于傳統(tǒng)照明方式，本文設(shè)計的照明控制系統(tǒng)很大程度上節(jié)約了能源。

教室照明控制系統(tǒng)的總體方案

硬件設(shè)計包括室內(nèi)人體感應(yīng)模塊、光照度采集模塊、電燈控制模塊、串口電路等。系統(tǒng)整體方案框圖如圖1所示。

教室照明控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

微處理器最小系統(tǒng)

微處理器最小系統(tǒng)如圖2所示。

串口通信模塊

局域控制器與上位機之間通過RS232進行通信，MAX232轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。

圖1 系統(tǒng)整體方案框圖

圖2 微處理器最小系統(tǒng)

圖3 MAX232轉(zhuǎn)換電路

圖4 熱釋人體紅外電路圖

圖5 光度采集電路圖

圖6 下位機主程序流程圖

熱釋電紅外探測模塊

熱釋人體紅外模塊電路如圖4所示。

光度采集電路如圖5所示，圖中主要由接近人眼反應(yīng)的光敏二極管，集成運算放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換獲取 16 位數(shù)字數(shù)據(jù)電路組成，其中集成運算放大器是電路的核心。信號經(jīng)過集成運算放大器：將 PD 電流轉(zhuǎn)換為 PD 電壓，送入A/D轉(zhuǎn)換電路，通過單片機處理后，最終作為系統(tǒng)應(yīng)用程序進行開關(guān)總電源判斷的依據(jù)。

圖7 上位機主程序流程圖

照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

下位機主程序流程圖如圖6所示。

上位機主程序流程圖如圖7所示。

結(jié)束語

本設(shè)計采用的是以STC89C52微處理器為核心的基于SCADA的教室照明控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)主要由微處理器、室內(nèi)人體感應(yīng)模塊、光度采集模塊、電燈控制模塊、RS232接口電路組成。該系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)的光線和是否有人來控制燈管的照明，能夠達到智能控制和節(jié)能以及環(huán)保的目的。

李艷蘋 高 輝 宋起超 吳東艷 張凌志

黑龍江工程學(xué)院

1.黑龍江工程學(xué)院博士基金，基金號2012BJ21，項目名稱：基于SCADA的動力和能源監(jiān)控系統(tǒng)；2.黑龍江省自然科學(xué)基金，基金號E201326，項目名稱：基于智能計算的高速鐵路路基沉降組合預(yù)測模型研究

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.035