智能照明控製係統用於小型辦公場所的設計
發布時間:2012-11-20 責任編輯:echotang
【導讀】:本(ben)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)是(shi)以(yi)采(cai)集(ji)人(ren)存(cun)在(zai)信(xin)號(hao)和(he)辦(ban)公(gong)場(chang)所(suo)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)光(guang)強(qiang)弱(ruo)信(xin)號(hao)作(zuo)為(wei)輸(shu)入(ru)參(can)數(shu),當(dang)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)光(guang)強(qiang)度(du)達(da)到(dao)一(yi)定(ding)值(zhi)時(shi),無(wu)論(lun)有(you)人(ren)存(cun)在(zai)與(yu)否(fou)都(dou)不(bu)開(kai)燈(deng),當(dang)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)光(guang)強(qiang)度(du)低(di)於(yu)某(mou)一(yi)設(she)定(ding)閥(fa)值(zhi)且(qie)在(zai)有(you)人(ren)存(cun)在(zai)並(bing)超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)範(fan)圍(wei)時(shi)才(cai)允(yun)許(xu)開(kai)燈(deng),直(zhi)到(dao)人(ren)離(li)開(kai)後(hou)再(zai)延(yan)時(shi)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)後(hou)才(cai)關(guan)燈(deng),用(yong)這(zhe)種(zhong)雙(shuang)鑒(jian)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)來(lai)對(dui)辦(ban)公(gong)場(chang)所(suo)照(zhao)明(ming)進(jin)行(xing)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi),可(ke)以(yi)達(da)到(dao)節(jie)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。
隨(sui)著(zhe)社(she)會(hui)經(jing)濟(ji)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu),國(guo)內(nei)外(wai)均(jun)已(yi)在(zai)使(shi)用(yong)智(zhi)能(neng)照(zhao)明(ming)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)。我(wo)國(guo)的(de)智(zhi)能(neng)照(zhao)明(ming)裝(zhuang)置(zhi)普(pu)遍(bian)應(ying)用(yong)在(zai)走(zou)廊(lang)和(he)樓(lou)道(dao)領(ling)域(yu)中(zhong)。經(jing)濟(ji)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)使(shi)辦(ban)公(gong)樓(lou)數(shu)目(mu)增(zeng)加(jia),導(dao)致(zhi)一(yi)些(xie)辦(ban)公(gong)場(chang)所(suo)在(zai)光(guang)線(xian)足(zu)夠(gou)強(qiang)時(shi)依(yi)然(ran)還(hai)開(kai)著(zhe)燈(deng)工(gong)作(zuo)的(de)現(xian)象(xiang)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai),加(jia)之(zhi)一(yi)些(xie)員(yuan)工(gong)節(jie)能(neng)意(yi)識(shi)的(de)淡(dan)薄(bo),造(zao)成(cheng)了(le)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)電(dian)能(neng)浪(lang)費(fei),同(tong)時(shi)也(ye)影(ying)響(xiang)了(le)各(ge)種(zhong)照(zhao)明(ming)燈(deng)具(ju)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。這(zhe)種(zhong)浪(lang)費(fei)現(xian)象(xiang)與(yu)當(dang)今(jin)世(shi)界(jie)提(ti)倡(chang)節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)的(de)理(li)念(nian)是(shi)相(xiang)違(wei)背(bei)的(de)。因(yin)此(ci),基(ji)於(yu)這(zhe)樣(yang)的(de)現(xian)象(xiang),設(she)計(ji)以(yi)單(dan)片(pian)機(ji)為(wei)核(he)心(xin),根(gen)據(ju)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)光(guang)亮(liang)度(du)和(he)人(ren)體(ti)存(cun)在(zai)與(yu)否(fou)來(lai)實(shi)現(xian)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)照(zhao)明(ming)是(shi)具(ju)有(you)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)現(xian)實(shi)意(yi)義(yi)。
1係統總體設計
本係統主要以AT89S52單片機為主控核心,其外圍電路由:供電電源電路、照明燈控製電路、看門狗、時鍾電路、傳感器等組成。
其工作原理是:本(ben)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)是(shi)以(yi)采(cai)集(ji)人(ren)存(cun)在(zai)信(xin)號(hao)和(he)辦(ban)公(gong)場(chang)所(suo)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)光(guang)強(qiang)弱(ruo)信(xin)號(hao)作(zuo)為(wei)輸(shu)入(ru)參(can)數(shu),當(dang)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)光(guang)強(qiang)度(du)達(da)到(dao)一(yi)定(ding)值(zhi)時(shi),無(wu)論(lun)有(you)人(ren)存(cun)在(zai)與(yu)否(fou)都(dou)不(bu)開(kai)燈(deng),當(dang)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)光(guang)強(qiang)度(du)低(di)於(yu)某(mou)一(yi)設(she)定(ding)閥(fa)值(zhi)且(qie)在(zai)有(you)人(ren)存(cun)在(zai)並(bing)超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)範(fan)圍(wei)時(shi)才(cai)允(yun)許(xu)開(kai)燈(deng),直(zhi)到(dao)人(ren)離(li)開(kai)後(hou)再(zai)延(yan)時(shi)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)後(hou)才(cai)關(guan)燈(deng),用(yong)這(zhe)種(zhong)雙(shuang)鑒(jian)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)來(lai)對(dui)辦(ban)公(gong)場(chang)所(suo)照(zhao)明(ming)進(jin)行(xing)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi),可(ke)以(yi)達(da)到(dao)節(jie)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。同時,該係統還可以按上班時間進行控製,當夜晚超過一定時間後,人是否存在都要關閉自動控製器的運行,改由手動控製,以解決因特殊情況下,自動控製器不能人性化工作的原因。
2數據采集電路設計
辦ban公gong場chang所suo室shi內nei環huan境jing光guang強qiang弱ruo信xin號hao和he人ren體ti存cun在zai與yu否fou是shi本ben係xi統tong數shu據ju采cai集ji的de主zhu要yao對dui象xiang,也ye是shi主zhu要yao的de輸shu人ren參can數shu。是shi決jue定ding室shi內nei開kai關guan燈deng的de重zhong要yao條tiao件jian,是shi對dui電dian能neng的de有you效xiao節jie約yue。其qi中zhong對dui光guang信xin號hao敏min感gan的de傳chuan感gan器qi主zhu要yao有you光guang敏min電dian阻zu和he光guang敏min三san極ji管guan,光guang敏min電dian阻zu受shou溫wen度du的de影ying響xiang大da,而er光guang敏min三san極ji管guan受shou光guang照zhao溫wen度du影ying響xiang小xiao,所suo以yi根gen據ju需xu求qiu,選xuan用yong光guang敏min三san極ji管guan作zuo為wei室shi內nei環huan境jing光guang采cai集ji傳chuan感gan器qi,也ye是shi室shi內nei的de探tan測ce器qi。對dui於yu檢jian測ce人ren體ti存cun在zai與yu否fou的de傳chuan感gan器qi則ze需xu要yao求qiu靈ling敏min度du高gao、可靠性強的器件,所以采用AS081型號的人體熱釋紅外傳感器。2.1室內環境光采集電路
室內環境光采集電路如圖2所示。工作原理為當辦公場所室內自然光光照強度高於一定程度時(即設定參數),則光敏三極管D5呈現低阻狀態即小於1kΩ,三極管Q1的基極電壓將增大,使三極管Q1飽和導通,就會使三極管Q1集電極輸出低電平,不參與其工作。當辦公場所室內自然光光照強度小於一定程度時(即設定參數),則光敏三極管D5呈現高阻狀態大於100kΩ,使三極管Q1截止,Q1的集電極輸出高電平,參與其電路工作。其中可變電阻R24是作為調節室內環境光光照強弱靈敏度參數的器件,其阻值的大小,將會是三極管Q1在不同的室內環境光照強度參數下導通,而R3、C1組成的電路是防止外界幹擾而設計的,具有防幹擾的作用。
2.2人體信號采集電路
探測人體是否在辦公場所室內時,探測人體是否存在的熱釋電紅外傳感器要具有靈敏度高、穩定性好、抗幹擾性強、具有延時性好的功能,選取時應根據辦公場所的工作時間等因素而定,通常選用HT-208型號的熱釋電紅外傳感器,根據此芯片的功能特點設計的人體信號采集電路如圖3所示。其中的熱釋電紅外傳感器的1號端引腳外接電源信號,2號端引腳外接采集信號,常要接一個電容量為6800pF的電容器與3號端引腳相連接,而3號端引腳是外接地的,所以熱釋電紅外傳感器是用2號端引腳與單片機AT89S52的P3.3引腳端相連接的,而為了增強信號采集的穩定性即熱釋電紅外傳感器探測的穩定可靠,常在單片機的引腳端口處再接一個100kΩ的上拉電阻。
3看門狗電路
在該電路中有看門狗定時器、自動複位、電壓門限監測的功能,在係統上電、掉電和供電電壓不足時,單片機和總線邏輯狀態是不確定的,會使MAX705芯片的RESET引腳端輸出複位信號給單片機使單片機維持在複位狀態,以避免控製的錯誤。電路如圖4所示。為了使複位更加可靠,在複位輸出端外接一個10k的上拉電阻,並與AT89C52的複位端相連。所以在VCC端的電壓低於複位電壓時,係統就保持在複位狀態。為檢測電源電壓將電源Vin與PFI引腳端相連接,在PFI端的電壓低於1.24V時,就由PFO端輸出示警信號,而WDI端是由內部定時器控製,當WDI為低電平時,為該係統提供保護,才可避免因死機、程序跑飛、死鎖等情況的發生,使係統正常工作。
4係統軟件設計
係xi統tong軟ruan件jian總zong設she計ji分fen為wei主zhu程cheng序xu和he子zi程cheng序xu的de設she計ji,在zai各ge個ge模mo塊kuai中zhong運yun用yong此ci設she計ji思si路lu。即ji在zai主zhu程cheng序xu運yun行xing任ren務wu時shi滿man足zu設she定ding條tiao件jian就jiu調tiao用yong子zi程cheng序xu來lai執zhi行xing,同tong時shi一yi個ge主zhu程cheng序xu可ke以yi調tiao用yong多duo個ge子zi程cheng序xu同tong時shi並bing行xing執zhi行xing,而er對dui於yu單dan片pian機ji內nei的de係xi統tong資zi源yuan是shi有you限xian的de,在zai係xi統tong運yun行xing時shi主zhu程cheng序xu通tong常chang是shi反fan複fu調tiao用yong子zi程cheng序xu來lai執zhi行xing的de過guo程cheng。
erduiyuzichengxuzhuyaoshifenweizhongduanzichengxuhegongnengzichengxu,tamenzhijianshikeyihuxiangqiantaohetiaoyongde,yicilaishixianxitongdexiangyinggongneng,tamenzongshibameigebufenxianglianjieqilaigouchengyigezhouerfushiqieyouxuanzezhixingnenglidexunhuanguocheng。suoyizairuanjianshejideguochengzhong,jinkenengdijianggegemokuaidegongnengshejichengzichengxudexingshi,fangbianzhuchengxuzaizhixingzhongtiaoyongshixiangaimokuaixiangyingdegongneng。suoyixitongshejidezongkuangtuweirutu5所示。
5結束語
本係統是以AT89S52單片機為主控核心,以環境光強弱信號、renticunzaizhuangkuangweizhuyaodeshurucanshu,tongguoxiangguandianludequdong,shixianbangongchangsuozhaomingriguangdengdezhinengkongzhi,tabichuantongrenshiderengongguanlibangongchangsuodedengguanggengjiaheli、更有效地提高了自然光在辦公場所裏的利用,避免了電能源浪費;同時本係統加入了時間控製參數,使辦公場所裏的燈光控製更加符合工作作息時間。
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