基于單片機(jī)的節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王廣勝

摘要：節(jié)約能源成為了目前的主流話題，通過利用單片機(jī)對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以有效的節(jié)約用電量，減少能源損耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；照明系統(tǒng)；節(jié)能

在低碳經(jīng)濟(jì)的今天，電力資源的短缺給我們帶來許多問題，而在城鎮(zhèn)中照明系統(tǒng)的電力消耗成為了非常具體的問題。據(jù)最新消息表明，每年在照明系統(tǒng)中的損耗占到了總發(fā)電量的12.7%。所以，必須通過簡單實(shí)用的節(jié)能照明系統(tǒng)來達(dá)到節(jié)能的目的，這樣為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，創(chuàng)建綠色城市帶來了可能。

大多數(shù)情況下，部分照明系統(tǒng)都是手動(dòng)操作，操作人員通過控制開關(guān)的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的管理。但是，大多數(shù)的照明情況是多個(gè)光源長期點(diǎn)亮，就算沒有人員經(jīng)過也會(huì)長明；部分人員在離開相應(yīng)照明地方的時(shí)候會(huì)忘記關(guān)燈；這些現(xiàn)象造成了“長明燈”的現(xiàn)象出現(xiàn)較多。這種情況的發(fā)生也造成了電力的極大浪費(fèi)，

針對(duì)以上的問題，有必要設(shè)計(jì)一種節(jié)能照明系統(tǒng)，以檢測人體紅外及溫度的傳感器為基礎(chǔ)來判斷用電區(qū)域的人員狀況。該系統(tǒng)能夠有效地通過智能控制系統(tǒng)解決照明中的浪費(fèi)問題，節(jié)約了電力資源。

1. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

在本系統(tǒng)中，通過將單片機(jī)置于核心地位從而構(gòu)建控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，人體紅外檢測模塊和光路控制節(jié)點(diǎn)需要成為系統(tǒng)的組成部分之一。下圖是系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖。

在本系統(tǒng)中，光敏電路的功能主要是針對(duì)外界光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測，當(dāng)外界光照強(qiáng)度到達(dá)一定程度的時(shí)候，即使有人處于體感檢測區(qū)域內(nèi)，也不會(huì)開啟照明電路。體感電路主要是針對(duì)人體是否處于照明電路之內(nèi)，當(dāng)有人處于區(qū)域之內(nèi)將會(huì)開啟開關(guān)。照明控制器控制照明設(shè)備的啟動(dòng)。

2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)

2.1光敏電路模塊設(shè)計(jì)

光敏電路主要用于檢測區(qū)域內(nèi)的光線照明強(qiáng)度。在此模塊中，傳感器得到相應(yīng)的光感數(shù)據(jù)之后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中。數(shù)據(jù)模塊將光感強(qiáng)度與系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，從而判定是否需要照明器材工作。

2.2 體感模塊設(shè)計(jì)

在本照明系統(tǒng)中，體感電路判斷是否有人進(jìn)入到需要照明的區(qū)域，通過體感電路GH-718和CC2530來實(shí)現(xiàn)該控制電路。

在該模塊的工作過程中，體感傳感器將以0.5秒的頻率對(duì)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。當(dāng)區(qū)域內(nèi)有人出現(xiàn)的時(shí)候，傳感器將向模塊輸入高電平，反之，將輸入低電平。

2.3數(shù)據(jù)處理模塊

在該模塊中，通過對(duì)光敏電路數(shù)據(jù)和體感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷光照強(qiáng)度和人體信息是否應(yīng)該開燈，并將控制器命令發(fā)送至控制模塊，完成對(duì)照明系統(tǒng)的控制。數(shù)據(jù)處理模塊原理圖2所示。

3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用匯編語言和C語言實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)流程圖如下所示。

軟件部分主要是通過完成光敏系統(tǒng)以及紅外體感系統(tǒng)的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，光照較弱的時(shí)候，紅外體感系統(tǒng)對(duì)人體進(jìn)行檢測，如果有人的時(shí)候則為高電平，系統(tǒng)控制照明設(shè)備點(diǎn)亮并按照相應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行演示，若檢測到室內(nèi)無人的時(shí)候，則照明系統(tǒng)關(guān)閉，并重新對(duì)電路進(jìn)行檢測。

4. 結(jié)語

基于單片機(jī)的節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)光照區(qū)域內(nèi)光線的強(qiáng)度以及人體是否在照明區(qū)域內(nèi)作為系統(tǒng)檢測的對(duì)象，根據(jù)檢測的結(jié)果來判斷是否進(jìn)行照明系統(tǒng)的關(guān)閉和打開。CC2530控制器更加智能化與數(shù)字化，通過簡單的傳感器的設(shè)置，節(jié)約了能源，并且易于實(shí)現(xiàn)。

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