基于單片機(jī)的教室燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)的詳細(xì)資料說(shuō)明

　　本研究針對(duì)教室燈光的控制現(xiàn)狀及用電大量浪費(fèi)的現(xiàn)象，分析了教室燈光智能控制的原理和實(shí)現(xiàn)方法，提出了基于單片機(jī)的教室燈光智能控制的設(shè)計(jì)思路。該系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)作為控制裝置的智能部件，采用熱釋紅外傳感器檢測(cè)人體的存在，采用光敏三極管構(gòu)成的電路檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度；根據(jù)教室合理開(kāi)燈的條件，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)人體的存在信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)的識(shí)別和智能判斷，完成對(duì)教室照明回路的智能控制，避免了教室用電的大量浪費(fèi)。該系統(tǒng)具有體積小，控制方便，可靠性高，專用性強(qiáng)，性價(jià)比合理等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各類大、中專院校教室燈光控制的要求，很大程度的達(dá)到節(jié)能目的。

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會(huì)的進(jìn)步越來(lái)越依賴于資源的開(kāi)發(fā)與利用，然而與日俱增的能源需求和有限的資源數(shù)量形成了巨大的矛盾，能源短缺問(wèn)題日益突出，成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”。在尋找替代品、提高能源利用率和節(jié)約能源等幾種緩解能源危機(jī)的途徑中，節(jié)能無(wú)疑是符合可持續(xù)發(fā)展要求。英國(guó)城市大型徹夜燈光照明現(xiàn)象很少見(jiàn)，無(wú)論公司和政府部門(mén)，都沒(méi)有虛浮華麗的所謂“照明工程”［14］。夜晚漫步在倫敦街頭，看不到大面積光華淌瀉與樓體通明的景觀，所有照明都基本以不影響人們的正常生活節(jié)奏為準(zhǔn)。許多店鋪櫥窗的燈光在打烊后會(huì)全部關(guān)閉，有些店鋪還采用定時(shí)關(guān)燈裝置。在政府住宅樓和公寓樓內(nèi)，樓道里的公用燈也大多采用自動(dòng)斷電裝置。作為提高能源使用效率最重要的途徑之一，德國(guó)政府努力推動(dòng)能源公司實(shí)施“供熱供電結(jié)合”，鼓勵(lì)能源公司將發(fā)電的余熱盡可能用于供暖。2002年，德國(guó)頒布了促進(jìn)“供熱供電結(jié)合”的法規(guī)，根據(jù)這一法規(guī)，政府向?qū)嵤┰摯胧┑哪茉垂?，尤其是小型能源公司提供補(bǔ)助，幫助他們置辦相應(yīng)設(shè)備。中國(guó)城市每年用于公共照明的能源支出高達(dá)280多億，節(jié)能空間巨大。其中路燈照明能耗占30%以上。發(fā)展城市道路照明的同時(shí)，路燈以供街道照明以外，還大力興建了不少景觀照明工程，美化城市的夜景，但同時(shí)也帶來(lái)了能耗的極大浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年，我國(guó)全社會(huì)的總用電量約為24000 億kW·h，照明用電量約為3000 億kW·h，且每年以13% ～ 14%的速度遞增，預(yù)計(jì)到2010 年，照明用電量將超過(guò)5000 億kW·h，新增照明用電2000 億kW·h［1］。對(duì)高等院校，據(jù)測(cè)算，其照明耗電占本單位所有耗電的40% 左右，可見(jiàn)在保證照明質(zhì)量的前提下，對(duì)教室燈光進(jìn)行自動(dòng)控制，其節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益都是相當(dāng)可觀的［10］。目前對(duì)燈光的智能控制，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始采用，但針對(duì)教室燈光的控制智能系統(tǒng)還不是很完善，依然是人工管理占主導(dǎo)地位?，F(xiàn)在伴隨各類大、中專院校的擴(kuò)招，教學(xué)樓不斷擴(kuò)建，教室用電負(fù)荷不斷加大，教室用電系統(tǒng)管理不善，造成學(xué)校資源的浪費(fèi)與經(jīng)濟(jì)損失，這種做法顯然與當(dāng)今節(jié)約能源的理念相違背。

　　當(dāng)今許多教室采用比較傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)：在主電源經(jīng)過(guò)一個(gè)配電箱分出多個(gè)支路，這些支路再分別向燈具供電，然后再通過(guò)串接在照明中的單雙極開(kāi)關(guān)來(lái)通斷供電線路［9］，所以該控制系統(tǒng)只能通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)控制燈具，無(wú)法實(shí)現(xiàn)比較人性化、多功能化的系統(tǒng)管理。如在國(guó)內(nèi)外有些燈光控制系統(tǒng)采用聲控形式但是其沒(méi)有經(jīng)過(guò)單片機(jī)等芯片的處理使用仍是將采集信號(hào)處理后傳遞給邏輯電路來(lái)進(jìn)行燈光控制，假使外界條件惡劣如有噪聲等仍會(huì)造成電能的浪費(fèi)，而且邏輯電路只能實(shí)現(xiàn)較少功能，綜合而言，整個(gè)系統(tǒng)雖然簡(jiǎn)單但是功能不全，而且無(wú)法人性化控制。現(xiàn)代自動(dòng)化程度不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷普及應(yīng)用，教室燈光系統(tǒng)也應(yīng)朝著更人性化智能化得方向發(fā)展。本系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器和光敏三極管來(lái)感知人體信息和外部光照環(huán)境改變，并通過(guò)單片機(jī)及軟件編程的技術(shù)實(shí)現(xiàn)燈光系統(tǒng)的控制，達(dá)到了部分智能化的控制。

　　課題研究的目的和主要內(nèi)容：

　　主要研究目的

　　基于AT89C52單片機(jī)的教室燈光智能設(shè)計(jì)

　　加強(qiáng)燈光控制智能化理念

　　主要研究?jī)?nèi)容

　?。?）燈光控制方案的研究；

　?。?）燈光檢測(cè)方案的研究；

　?。?）教室內(nèi)人數(shù)檢測(cè)方案的研究；

　?。?）熱釋電紅外傳感器的信息處理；

　?。?）人體與光照環(huán)境信號(hào)采集與處理；

　?。?）開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)；

　?。?）實(shí)驗(yàn)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析。

　　該系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)［8］作為控制裝置的智能部件，采用熱釋紅外人體傳感器檢測(cè)人體的存在，采用光敏三極管構(gòu)成的電路檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度；根據(jù)教室合理開(kāi)燈的條件，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)人體的存在信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)的識(shí)別和智能判斷，完成對(duì)教室照明回路的智能控制。整體系統(tǒng)由人體傳感器感應(yīng)信號(hào)，再送入單片機(jī)進(jìn)行處理，再由單片機(jī)控制控制教室燈光。同時(shí)將環(huán)境亮度檢測(cè)、人工控制、報(bào)警控制等功能加入到系統(tǒng)中。