基于單片機(jī)的教室智能照明系統(tǒng)

趙禹臣 翟娟

摘? 要： 本文主要介紹了一種AT89S52單片機(jī)為核心的教室燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)，針對(duì)學(xué)校商場(chǎng)等室內(nèi)燈光的控制現(xiàn)狀以及大量浪費(fèi)能源浪費(fèi)問題詳述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)思路。重點(diǎn)研究了熱釋紅外傳感器如何檢測(cè)人體的存在和光敏三極管構(gòu)成的電路如何檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度。根據(jù)教室里的自然條件，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)對(duì)人體信號(hào)的檢測(cè)和光照強(qiáng)度的信號(hào)識(shí)別自動(dòng)加以判斷，構(gòu)成對(duì)教室照明回路的智能控制。該系統(tǒng)控制方便可靠，節(jié)約成本性價(jià)比高，適用于各種教室商場(chǎng)等室內(nèi)燈光控制?？梢詷O大程度上節(jié)約電力資源的消耗，低碳環(huán)保。

關(guān)鍵詞： AT89C52;燈光自動(dòng)控制;熱釋紅外傳感器;光敏電阻

【Abstract】： This study mainly introduces a kind of AT89S52 single chip microcomputer as the core of the classroom light automatic control system， according to current situation of school shopping malls and other indoor lighting control and waste a lot of energy waste problem described the hardware design and software design of the system. Pyroelectric infrared sensor is mainly studied how to detect the existence of the human and the photosensitive triode circuit how to detect the strength of the ambient light. According to the natural conditions in the classroom， the system can through the human body signal detection and light intensity signal automatic recognition of judgments， constitute the intelligent control of the classroom lighting circuit. High performance/price ratio， and the system is convenient and reliable control， cost saving， suitable for all kinds of shopping malls and other indoor lighting control of the classroom. Can largely save the consumption of power resources， low carbon environmental protection

【Key words】： AT89C52; Automatic light control; Heat release infrared sensor; Photoresistance

0? 引言

在如今的社會(huì)，人們更多地倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)，所以電力資源的合理使用越來(lái)越受到人們的關(guān)注。隨著我國(guó)不斷的發(fā)展，現(xiàn)代化進(jìn)程加快，我國(guó)照明所使用的電量逐年上升，共約占總發(fā)電量的10%。所以設(shè)計(jì)出更加方便且節(jié)約的智能化照明系統(tǒng)迫在眉睫[1-2]。目前，許多學(xué)校商場(chǎng)等室內(nèi)照明都是需要開關(guān)人工開啟。但是在目前存在著在室內(nèi)人數(shù)較少時(shí)，仍然開啟多個(gè)電燈造成的能源浪費(fèi)問題，或者在室內(nèi)無(wú)人時(shí)并沒有關(guān)燈導(dǎo)致用電浪費(fèi)問題。另外，還存在著明明室內(nèi)自然照明條件良好卻也亂開燈的問題，甚至在公共區(qū)域，24小時(shí)亮燈的現(xiàn)象隨處可見，十分浪費(fèi)資源。針對(duì)這些實(shí)際的問題，設(shè)計(jì)智能照明系統(tǒng)既可以為人們帶來(lái)方便，又可以節(jié)約能源，無(wú)論是節(jié)能效益還是經(jīng)濟(jì)效益都是十分可觀的[3]。

本文研究的目的是在智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用單片機(jī)作為主控制器[4-5]，通過(guò)溫度傳感模塊來(lái)檢測(cè)室內(nèi)是否有人，再通過(guò)光敏傳感電路模塊來(lái)完成對(duì)教室當(dāng)前光線明暗程度的判定，決定是否開燈。另外，還可以自由切換自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，從而達(dá)到智能控制和節(jié)能減排的目標(biāo)。

1? 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

本系統(tǒng)包括中央總控制電路模塊、系統(tǒng)電源供電電路、教室可見光檢測(cè)模塊、熱釋紅外探測(cè)傳感器組件模塊和按鍵控制電路模塊等[6]。熱釋紅外人體傳感器組件模塊用來(lái)感應(yīng)人體信號(hào)，教室可見光檢測(cè)模塊主要通過(guò)光敏三極管構(gòu)成，以此來(lái)分別檢測(cè)人體的存在和環(huán)境光的強(qiáng)度，并把這些外界因素作為主要的輸入?yún)?shù)，最后完成對(duì)教室照明回路的智能控制。

本著方便和節(jié)能的想法，本電路可以自由切換兩種控制方式：一種是可以通過(guò)程序自身判斷是否開燈的自動(dòng)控制狀態(tài)和只能經(jīng)過(guò)人工操作的強(qiáng)制執(zhí)行狀態(tài)。另外本電路還具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、鑒定和分析的功能，并且能夠通過(guò)反饋的信息對(duì)教室的照明情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。

自動(dòng)控制狀態(tài)：系統(tǒng)上電復(fù)位的時(shí)候，會(huì)首先處與自動(dòng)控制狀態(tài)，如果教室目前光照的強(qiáng)度大于人工設(shè)定的光照強(qiáng)度閾值時(shí)，燈將一直處于關(guān)閉狀態(tài);反之，如果教室目前光照的強(qiáng)度小于人工設(shè)定的光照強(qiáng)度閾值時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)判斷教室里人的數(shù)量來(lái)確定開燈的數(shù)量。在自動(dòng)控制狀態(tài)下如果有人進(jìn)入教室，紅外傳感器會(huì)在感應(yīng)到人體后將感應(yīng)信號(hào)通過(guò)隔離緩沖送到處理器（CPU）且顯示器上人數(shù)自動(dòng)加1，若有人離開教室時(shí)則顯示器上數(shù)字自動(dòng)減1。

強(qiáng)制執(zhí)行狀態(tài)：當(dāng)按下強(qiáng)制控制按鍵時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入強(qiáng)制執(zhí)行狀態(tài)，此時(shí)可以對(duì)教室燈光進(jìn)行強(qiáng)制控制，再次按下該按鍵則恢復(fù)到自動(dòng)控制狀態(tài)。