教室照明自適應(yīng)控制系統(tǒng)

作品摘要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

使室內(nèi)照明情況能夠根據(jù)光強(qiáng)情況和是否有人而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。技術(shù)關(guān)鍵根據(jù)紅外傳感器和光照度傳感器來采集信息，并采用合適的控制算法，來實(shí)現(xiàn)燈光設(shè)備的合理開停和亮度調(diào)節(jié)。技術(shù)指標(biāo)1.改變教室燈光無法實(shí)現(xiàn)對(duì)自然光自適應(yīng)控制的現(xiàn)狀。2.各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)的硬件電路結(jié)構(gòu)。3.控制器對(duì)自然光和對(duì)人自適應(yīng)控制的算法。作品的科學(xué)性和先進(jìn)性自適應(yīng)照明控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境光照和人員情況實(shí)現(xiàn)教室照明符合人眼最佳視覺效果節(jié)能減排，環(huán)境友好使用方便，降低成本

采用白色LED燈作為光源，使用壽命長，功耗低，無污染作品推廣應(yīng)用的可行性分析目前，智能照明控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，也有很多好的產(chǎn)品出現(xiàn)，從技術(shù)到硬件相比以前有了很大的提高，工業(yè)生產(chǎn)中已有一些成熟的產(chǎn)品已投入使用。而智能照明控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到學(xué)校，目前還比較少見，發(fā)展前景巨大。對(duì)于本課題所研究內(nèi)容，現(xiàn)在已經(jīng)在其它系統(tǒng)上有了初步的應(yīng)用。根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)，上述理論與分析方法應(yīng)用在本系統(tǒng)中，執(zhí)行起來是完全可行的。

教室照明自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)1.研制背景及意義

2.設(shè)計(jì)方案3系統(tǒng)應(yīng)用與展望1研制背景及意義研制背景

白光LED的發(fā)光效率正在逐步提高，商品化的器件已經(jīng)達(dá)到白熾燈的水平，且白色LED還具有低功耗、無污染、長壽命、耐振動(dòng)等鮮明特點(diǎn)。在全球能源短缺的情況下，白光LED在照明市場(chǎng)的前景備受全球矚目，必將發(fā)展為第四代電光源。

1研制背景及意義研制意義

本系統(tǒng)是基于AT89S52單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)，構(gòu)成全分散式微機(jī)燈光控制系統(tǒng)，有效地解決了一些照明控制系統(tǒng)的不足。該系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，成本低，能起到節(jié)能減排，方便管理的效果，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益。2作品設(shè)計(jì)方案2.1硬件設(shè)計(jì)：1.紅外傳感器2.光亮照度傳感器3.

控制單元4.人機(jī)接口5.

驅(qū)動(dòng)電路6.開關(guān)電路設(shè)計(jì)方案2.2軟件設(shè)計(jì)：1.判斷人員有無模塊2.控制算法模塊3.PWM調(diào)光模塊4.人機(jī)接口程序2.1硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖2.1硬件設(shè)計(jì)1.紅外檢測(cè)人部分

構(gòu)成電路的主要元器件為HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊、NPN8050三極管和二極管等。當(dāng)有人進(jìn)入感應(yīng)范圍則輸出高電平約3.3V，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)并關(guān)閉高電平。當(dāng)確定有人后，輸出的高電平送NPN8050三極管的基極，然后三極管導(dǎo)通，起反向器的作用，送單片機(jī)P2.0管口低電平并且指示燈亮。2.1硬件設(shè)計(jì)1.光采集電路

光采電路主要構(gòu)成的元件器是光敏電阻5537和ADC0804等。光敏電阻隨著光照的不同而阻值不同，其分壓也就不同，從而對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)。經(jīng)過反復(fù)的測(cè)試，將阻值分為幾個(gè)不同的區(qū)域，這些阻值區(qū)域?qū)?yīng)相應(yīng)的電壓范圍，電壓經(jīng)ADC0809后成為數(shù)字量送單片機(jī)P1口。2.1硬件設(shè)計(jì)3.LED燈信號(hào)控制電路我們采用電磁式繼電器控制LED燈亮與不亮的信號(hào)。由于單片機(jī)端口輸出的電流無法使電磁式繼電器的線圈閉合，經(jīng)過測(cè)試電磁式繼電器線圈閉合的電流大約為60-70mA，我們采用NPN8050三極管作為放大器以驅(qū)動(dòng)線圈閉合，由于繼電器的線圈是感性負(fù)載，為保護(hù)三極管我們要在其兩端反并聯(lián)一個(gè)IN4007作為蓄流作用。當(dāng)控制照明LED的端口P2.3，P2.4，P2.5有指令輸出時(shí)（高電平），NPN8050導(dǎo)通，線圈閉合。2.1硬件設(shè)計(jì)3.LED燈的驅(qū)動(dòng)電路

LED燈的驅(qū)動(dòng)有恒壓與恒流兩種驅(qū)動(dòng)方式。LED特性是隨著電壓波動(dòng)電流變化大，這樣很容易燒壞LED。因此我們采用的是恒流驅(qū)動(dòng)方式。經(jīng)過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓后得到+12V的電壓。然后采用恒流芯片LM317得到300mA的恒流源。2.1硬件設(shè)計(jì)3.LED燈PWM調(diào)節(jié)電路

我們采用脈沖寬度調(diào)制方式（PWM）來調(diào)節(jié)LED燈的亮度，根據(jù)采光的值來調(diào)整占空比（周期不變），使電子開關(guān)不斷的閉合與斷開，其開斷頻率可以到達(dá)很高，從而控制流過LED的平均電流，以到達(dá)控制LED亮度。硬件上采用三極管作為電子開關(guān)。2.1硬件設(shè)計(jì)3.LED燈PWM調(diào)節(jié)電路

2.2軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖

3應(yīng)用與展望應(yīng)用該系統(tǒng)主要使用在教室能室內(nèi)場(chǎng)所，使室內(nèi)照明情況能夠根據(jù)天氣情況和室內(nèi)人員數(shù)量情況而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制，以達(dá)到節(jié)約電能的目的。3應(yīng)用與展望展望ZigBee是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)數(shù)率、低成本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完全能滿足智能照明控制系統(tǒng)的性能和容量的需要。

接下來，我們將構(gòu)建一個(gè)基于ZigBee的無線通信技術(shù)的微機(jī)照明控制系統(tǒng)，并可通過串口通信將室