教室照明自適應控制系統(tǒng)

教室照明自適應控制系統(tǒng)

作品摘要創(chuàng)新點

使室內(nèi)照明情況能夠根據(jù)光強情況和是否有人而實現(xiàn)自動控制。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，來實現(xiàn)燈光設(shè)備的合理開停和亮度調(diào)節(jié)。技術(shù)指標1.改變教室燈光無法實現(xiàn)對自然光自適應控制的現(xiàn)狀。2.各個智能節(jié)點的硬件電路結(jié)構(gòu)。3.控制器對自然光和對人自適應控制的算法。作品的科學性和先進性自適應照明控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境光照和人員情況實現(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，無污染作品推廣應用的可行性分析目前，智能照明控制系統(tǒng)的研究與應用已經(jīng)取得了一定的進展，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)應用到學校，目前還比較少見，發(fā)展前景巨大。對于本課題所研究內(nèi)容，現(xiàn)在已經(jīng)在其它系統(tǒng)上有了初步的應用。根據(jù)本系統(tǒng)的特點，上述理論與分析方法應用在本系統(tǒng)中，執(zhí)行起來是完全可行的。

教室照明自適應控制設(shè)計1.研制背景及意義

2.設(shè)計方案3系統(tǒng)應用與展望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、耐振動等鮮明特點。在全球能源短缺的情況下，白光LED在照明市場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單片機的照明控制系統(tǒng)，構(gòu)成全分散式微機燈光控制系統(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，成本低，能起到節(jié)能減排，方便管理的效果，達到良好的經(jīng)濟效益。2作品設(shè)計方案2.1硬件設(shè)計：1.紅外傳感器2.光亮照度傳感器3.

控制單元4.人機接口5.

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

構(gòu)成電路的主要元器件為HC-SR501人體紅外感應模塊、NPN8050三極管和二極管等。當有人進入感應范圍則輸出高電平約3.3V，人離開感應范圍則自動延時并關(guān)閉高電平。當確定有人后，輸出的高電平送NPN8050三極管的基極，然后三極管導通，起反向器的作用，送單片機P2.0管口低電平并且指示燈亮。2.1硬件設(shè)計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，從而對光的強度進行實時的檢測。經(jīng)過反復的測試，將阻值分為幾個不同的區(qū)域，這些阻值區(qū)域?qū)鄳碾妷悍秶?，電壓?jīng)ADC0809后成為數(shù)字量送單片機P1口。2.1硬件設(shè)計3.LED燈信號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。由于單片機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)動線圈閉合，由于繼電器的線圈是感性負載，為保護三極管我們要在其兩端反并聯(lián)一個IN4007作為蓄流作用。當控制照明LED的端口P2.3，P2.4，P2.5有指令輸出時（高電平），NPN8050導通，線圈閉合。2.1硬件設(shè)計3.LED燈的驅(qū)動電路

LED燈的驅(qū)動有恒壓與恒流兩種驅(qū)動方式。LED特性是隨著電壓波動電流變化大，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很高，從而控制流過LED的平均電流，以到達控制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3.LED燈PWM調(diào)節(jié)電路

2.2軟件設(shè)計系統(tǒng)流程圖

3應用與展望應用該系統(tǒng)主要使用在教室能室內(nèi)場所，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)量情況而實現(xiàn)自適應控制，以達到節(jié)約電能的目的。3應用與展望展望ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、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)建一個基于ZigBee的無線通信技術(shù)的微機照明控制系統(tǒng)，并可通過串口通信將室