基于单片机的智能照明系统设计.pptVIP

基于单片机 基于单片机的智能照明系统设计 引言 基本构想 工作原理和总体结构 硬件设计 软件设计 结语 引言 引言 随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，为方便生活人们越来越多的在各个场所引入照明设备，照明在能耗中所占的比例日益增加。为了达到方便生活的目的，这些照明设备有时会彻夜开着，从而造成了大量电力能源的浪费。据统计，在楼宇能量消耗中，仅照明就占33%，因此照明节能日显重要。现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、触摸型虽然能自动关闭但不能自动打开、感光型开关在无人期间不能自动关闭……由此研究设计一种既智能又节能的控制系统来替代现有的产品是一件极其有意义的工作。本设计采用红外计数器与热释电传感器双重检验、纠错的方法，通过单片机对采集数据的判断、控制实现智能高效照明。提高了智能照明系统的工作效率，克服了单一采用热释电传感器判断有误的不足，实现室内照明有效的智能调节，从而达到节能的目的。 基本构想 为了能够在满足室内工作人员在光照需求的前提下实现节约能源的最大化，我们有如下构想：当光敏器件检测到自然光充足时，热释电信号处理芯片屏蔽人体感应信号，不产生相应中断，照明设备不启动；当光敏器件检测自然光不充足时，若某位置产生人体感应信号，则产生相应中断，控制照明设备的单片机使该位置的照明设备点亮；当该位置检测不到人体感应信号时，便关闭该位置的照明设备。 由于通常用于检测人体信号的红外热释电传感器只能检测到运动的人体，当人体静止时，传感器不产生有效信号，为了防止照明设备关闭，本设计又加入了红外对射管计数器进行双重检测，用人数条件来判断人是否真的从室内离开了，采用此种双重检验的方法，可以纠正单一器件产生的误差。 系统工作原理及总体结构 其原理为：1、单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭。2、单片机通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测，如果亮度满足生活需要则保持照明设备的关闭状态；如果亮度不够则由单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号。3、如果芯片BIS0001检测到人体信号，单片机立刻控制照明设备打开；如果该芯片没有检测到人体信号，单片机控制照明设备继续保持关闭状态。4、照明设备打开时，如果某一时刻单片机检测不到人体信号则延时一段时间后关闭，延时期间如果又检测到人体信号则结束延时。 硬件设计 本系统模拟在一个15m*12m的教室环境进行硬件布置和软件控制，如图2所示。教室有两个入口，平均分布着16个照明设备（日光灯）。分别在前后入口安放两组红外对射管，用于区分与记录室内人数增减。将16盏灯分为4组，每组日光灯在控制时看作一个单元，分别对应于四个热释传感器。 系统用单片机作为中心控制部件，由于单片机要接收8组中断源，中断源数较多，因此采用中断查询法可以解决中断数量较多的问题，中心控制电路如图3所示 BISS0001是一款具有较高性能的热释电信号处理集成电路，它主要由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成。由BISS0001构成的信号处理电路如图4 软件设计 软件的主要任务是对红外计数器与热释电传感器进行双重检测，互相纠正对方产生的误差，另外还需完成延时，主程序的流程图如图5所示 主程序流程图 在一个热释点传感器检测周期内，如果相应位置没有人体感应信号，则不能确定该处是否无人，另外由于认为红外对射管计数器也会产生一定误差（设误差为一人），所以当人数大于一时，才确定有人，则可确定有人，则可返回主程序继续检测。而人数为1人时，则要继续检测一周期。热释电传感检测周期结束后子程序流程图如图6所示 子程序流程图 当主程序检测到人数增加时，记录所有用电设备此时的输出状态（以备人走过后还原），等待20秒（默认的人从进门时到坐到座位上的时间）延时结束后，从最后一个热释电传感器中断来判断人在何处，然后开启或保持开启此处的照明设备，并保持其它照明设备的状态不变。如图7 人数变动处理程序 由于本程序设计将模拟教室的16盏日光灯分为四组，所以当人数小于5时才有必要开启关闭照明设备的子程序（适合绝大部分情况）。当这几个人分别处于不同的热释电传感器监测范围并且检测到人数减少时，才能证明确实有人离开并且将他离开处的照明设备关闭。而人离开时会使路径上所有热释电传感器产生感应中断，记录每个中断产生的时间，并比较大小。从而判断何处先产生中断感应，即得到人离开的位置， 继而关闭该处的照明设备即可。如图8 照明设备控制程序 结语 该系统在越大面积的公共学习及工作场合，如大型图书馆阅览室、大型工人车间、大型写字楼办公室等，就越能显性其智能化与节能效益，具有很好的使用价值。 感想 目前，小组的各位成员很是积极参与，配合，在先关知识