一種智能室內(nèi)照明系統(tǒng)的控制方法及裝置研究

魯 濤* 薛龍飛

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽712000）

1 方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)基于云平臺(tái)和arduino 微控制器板去控制的一種應(yīng)用在校園的照明智能控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其適合被應(yīng)用在校園走廊和圖書館等部分校園應(yīng)用的照明系統(tǒng)的控制上，不但能夠使得一定程度上減少電能的損耗同時(shí)還可以提升燈光的使用效率。

合理的使用智能控制算法和云平臺(tái)等當(dāng)前比較領(lǐng)先的技術(shù)，去針對(duì)當(dāng)前的走廊照明進(jìn)行智能管理和控制，因此本控制系統(tǒng)主要設(shè)置了兩個(gè)存在差異的控制通道，其中的一個(gè)是進(jìn)行自動(dòng)控制，主要的作用是在云端的服務(wù)器使用自動(dòng)智能算話，并且運(yùn)用WiFi模塊和控制器，對(duì)當(dāng)前所需要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)完成，傳輸控制器則需要對(duì)電路信息進(jìn)行采集之后，使其能夠快速的被發(fā)送到設(shè)置的云端服務(wù)器中，而云端服務(wù)器在完成了處置信息，接收到命令后可以將其傳輸?shù)娇刂破?，再轉(zhuǎn)到控制器之后，控制器可以把這一命令信號(hào)傳輸?shù)骄唧w的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)，收到相關(guān)的信號(hào)之后，則可以完成進(jìn)一步的執(zhí)行動(dòng)作，還有一種就是手動(dòng)的完成操作，手動(dòng)操作主要是在手機(jī)上可以下載相關(guān)的APP 軟件，然后把這一軟件和云端的服務(wù)器進(jìn)行連接，這樣的一種情況下，假如在遇到了一些惡劣天氣的情況下，則可以通過手機(jī)中設(shè)置的APP 直接對(duì)照明情況進(jìn)行設(shè)置和管理，除了這樣的一種情況還可以使用多種不同的軟件而去對(duì)這一平臺(tái)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)際能夠?qū)σ黄谠O(shè)定的目標(biāo)給予滿足。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

參照目前已經(jīng)設(shè)計(jì)好了設(shè)定方案進(jìn)行分析，當(dāng)前系統(tǒng)使用的是單片機(jī)控制系統(tǒng)，其主要是通過多個(gè)模塊組成，當(dāng)前，校園照明控制系統(tǒng)主要的工作方式就是對(duì)校園中的室內(nèi)光線的強(qiáng)度和具體的使用情況給予監(jiān)測(cè)，通過這樣的方式去完成自動(dòng)的光線調(diào)整和遠(yuǎn)程的貢獻(xiàn)調(diào)整。

2.2 單片機(jī)的選擇

本文選擇的這一控制器板主要是使用ATM EA2560 單片機(jī)，使其作為控制的面板，對(duì)于開源的平臺(tái)，我們可以從中得到針對(duì)知識(shí)共享的一種代碼，通過這一代碼去完成電路設(shè)計(jì)，因此其中并不需要設(shè)置過多的，對(duì)外接的線路，其中可以直接的完成電壓的輸入和USB 供電等多種需求，除此之外，在這一開源共享平臺(tái)中，微控制器對(duì)于環(huán)境給出的要求也十分嚴(yán)格，并且其兼具了較高的兼容度，在使用性能上能夠達(dá)到一種非常好的使用效果，在對(duì)其進(jìn)行一次開放二次開發(fā)過程中所需要付出的成本則相對(duì)較低，因此使用這一位控制器是最為適合當(dāng)前設(shè)計(jì)的選擇。

2.3 傳感器的選擇

2.3.1 人體信號(hào)傳感器的選擇

熱釋紅外感應(yīng)模塊，其中起到的作用是對(duì)于當(dāng)前校園室內(nèi)是不是有人體發(fā)出的紅外線進(jìn)行感知，通過這樣的方式去對(duì)校園中，是不是有人經(jīng)過進(jìn)行判斷，這樣的一種判斷方式不但能夠節(jié)約電源，同時(shí)還能夠完成對(duì)于走廊燈光的自動(dòng)控制，可以說這是數(shù)據(jù)采集過程中不能夠缺少的一個(gè)模塊。

2.3.2 光照強(qiáng)度信號(hào)傳感器的選擇

光線強(qiáng)度感應(yīng)器這一模塊主要是運(yùn)用其中具有的光敏電阻和電壓比，需要芯片兩部分組成的，而其中的光敏電阻經(jīng)常被我們叫做是光導(dǎo)管，其中主要是包含了過敏金屬和金屬化合物，通常其在進(jìn)行制作的時(shí)候，其中包含了硫化金屬這部分材料，能夠在特定的波長(zhǎng)照射下具有電阻值不不斷持續(xù)轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢(shì)，也正是因?yàn)檫@樣騎在接收到光線照明的情況下，能夠使得電子電源朝著鄭集的方向發(fā)展，因此電源負(fù)極就會(huì)產(chǎn)生這樣的一種情況下，可以讓郭敏電阻器本身的電阻值不斷的降低。

除此之外其中還有l(wèi)m393 芯片的使用，它的工作電壓較為廣泛，在電壓為。2～36 維都可以進(jìn)行工作。而在本系統(tǒng)中所使用的電壓是5 微電壓，因此它的作用主要是和定位器以及光敏電阻，共同作用，使得系統(tǒng)在光線照明比較低的情況下可以獲得有效的信號(hào)，從而完成對(duì)燈光的控制。

2.4 WiFi 控制模塊

WiFi 控制模塊主要是通過WiFi 通道區(qū)對(duì)燈光進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，其中主要是使用到了燈光的開關(guān)控制和亮度調(diào)節(jié)以及燈光顏色的不斷變換，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要是在云端燈光控制，因此在娛樂燈光保持在0 的情況下，則其燈光需要關(guān)閉，而燈光控制保持在一的情況下，則需要其伴隨著數(shù)字的提升，不斷的提高燈光的亮度，而使用這樣的一種形式去完成燈光的調(diào)節(jié)，可以說這也是WiFi模塊本身所具備的一種特殊的遠(yuǎn)程控制的功能。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述

對(duì)于當(dāng)前在我國(guó)校園照明系統(tǒng)中的使用主要是針對(duì)信號(hào)采集模塊去完成的，而在子程序中其自身也具備了初始化程序和中斷子函數(shù)的程序和功能程序等它們之間相互聯(lián)系，并且相互鑲嵌，通過這樣一種相互結(jié)合的方式完成最終的調(diào)用，可以說這也是中斷函數(shù)程序，可以完成功能子程序調(diào)用的一種主要功能參照傳感器信號(hào)，使其能夠?qū)ο嚓P(guān)的控制信號(hào)進(jìn)行有效的輸出，通過這樣的一種方式，可以按照當(dāng)前設(shè)定好的不同的子程序模塊去對(duì)其進(jìn)行細(xì)分。在對(duì)其細(xì)分的情況下，一般都是在主程序去進(jìn)入，然后對(duì)其自身需要的命令操作給予執(zhí)行，最后再次的返回到主函數(shù)中，這樣的一種情況下，能夠讓主函數(shù)保持一種持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 環(huán)境光采集模塊的設(shè)計(jì)

使用傳感器把微控制器本身所具備的電源信號(hào)，在環(huán)境中的光照強(qiáng)度去進(jìn)行不同程度的收集和轉(zhuǎn)化，傳感器本身除了能夠使用光敏的二極管把機(jī)所需要的信號(hào)在環(huán)境里去進(jìn)行獲得之外，還可以具有對(duì)其進(jìn)行電信信號(hào)傳輸?shù)墓δ?，在這樣一種情況下可以讓傳輸?shù)男盘?hào)保持穩(wěn)定，同時(shí)更加有利于對(duì)其進(jìn)行后期的采集。

3.3 云端遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)

云端遠(yuǎn)程控制當(dāng)前在進(jìn)行的開發(fā)，目標(biāo)主要是將其使用在手機(jī)中，在手機(jī)中通過APP 去通過該模塊完成所需要的燈光控制，當(dāng)前主要是需要將已經(jīng)準(zhǔn)備好的固件中的WiFi 模塊，安裝到本系統(tǒng)配備的APP 到手機(jī)中，同時(shí)還需要一根tl 線，因?yàn)槠浔旧聿⒉荒軌蛲瓿蒳t 發(fā)出的指令，從而保持運(yùn)行狀態(tài)，因此，SD-ut xd 和t xt-ursd可以不進(jìn)行，結(jié)果只是簡(jiǎn)單的對(duì)其進(jìn)行模塊開機(jī)即可，手機(jī)只需要WiFi 熱點(diǎn)相連接則可以完成操作所有模塊中的g100 這一腳可以不去進(jìn)行鏈接，能夠運(yùn)用手機(jī)去進(jìn)行熱點(diǎn)的搜索，搜索帶有一SP字符的名字，這就是本系統(tǒng)發(fā)出的熱點(diǎn)，通過這樣的一種熱點(diǎn)尋找就可以完成熱點(diǎn)的連接。通過對(duì)熱點(diǎn)名字的點(diǎn)擊，最終進(jìn)入到控制面板。

4 系統(tǒng)的調(diào)試

控制系統(tǒng)當(dāng)前在硬件與軟件部分進(jìn)行完設(shè)計(jì)之后，還要求對(duì)其自身的實(shí)驗(yàn)性進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整這樣的一種情況下，能夠?qū)⒂布浖诰唧w進(jìn)行過程中存在的缺陷，以及針對(duì)硬件電腦故障給予有效的排查，通過這樣的一種方式能夠?qū)τ谙到y(tǒng)本身是不是可以保持安全穩(wěn)定的運(yùn)行進(jìn)行檢驗(yàn)，除此之外，本次控制系統(tǒng)目前在進(jìn)行調(diào)試的過程中，主要被分成兩個(gè)部分，首先的第1 個(gè)部分是，對(duì)于控制器把目前在系統(tǒng)調(diào)試和整體控制上的運(yùn)行進(jìn)行所需要的調(diào)試。

5 結(jié)論

本課題主要是針對(duì)校園智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和研究，通過針對(duì)電路驅(qū)動(dòng)去完成研究，使其能夠?qū)τ诋?dāng)前整個(gè)校園系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)有效的控制，并且使用一個(gè)單獨(dú)的顯示器去對(duì)整體系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行顯示，可以說這是一種非常便捷也是十分有效的控制程序，即不但完成了對(duì)于上面照明的開關(guān)控制，同時(shí)還能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控到校園照明存在的故障問題。