樓道中的智能化照明系統設計

隨著(zhù)能源問(wèn)題的日益嚴重，通過(guò)各種科技手段進(jìn)行節能已變的十分重要。照明設施作為最廣泛的耗能設施，如果能夠進(jìn)行更為合理的節能，那么其所帶來(lái)的環(huán)境保護效益和經(jīng)濟效益是顯著(zhù)的。
文中采用熱釋紅外傳感器及相關(guān)電路控制實(shí)現“人來(lái)燈亮，人走燈滅，不走不滅”的設想。通過(guò)3 W或5 W大功率LED技術(shù)和大功率射燈進(jìn)行有機的結合，從而組合出新的照明模式。采用電力線(xiàn)載波技術(shù)，主機自動(dòng)檢測每個(gè)燈的工作情況，如有損壞自動(dòng)通知主機進(jìn)行維修，從而減少維護工作量。采用400 V直流總線(xiàn)集中供電方式，減少每個(gè)燈的整流濾波環(huán)節，從而降低成本，節省能量。

1 系統總體框圖
本系統采用模塊化設計，由主機系統和分機系統組成。主機系統，即終端監視控制系統，主要由顯示部分、控制部分、通信部分、電源部分構成。分機系統，即各個(gè)照明單元，主要由燈具自檢部分，人體檢測部分，亮度控制部分，電源部分及燈組件構成。整體框圖如圖1和圖2所示。

2 主機部分設計
2．1 主機整體電路及工作原理
采用直流400 V母線(xiàn)的供電方式，即輸入的220 V交流電壓先進(jìn)入APFC方式整流濾波電路輸出直流電，再通過(guò)直流母線(xiàn)連到各個(gè)照明單元中的DC／DC電子降壓器，最后輸出滿(mǎn)足驅動(dòng)大功率射燈及LED燈組需要的直流電壓。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是利用一臺高效率的APFC電路對交流220 V電壓進(jìn)行整流后獲得約400 V直流電壓，因此，在N個(gè)照明單元組成的照明系統中只存在1個(gè)APFC電路工作頻率，減少了電磁干擾。由于母線(xiàn)上傳輸的是直流電流，因此線(xiàn)路上只存在電阻損耗，克服了線(xiàn)路電感上的壓降，可長(cháng)距離傳送電能。通過(guò)電力線(xiàn)載波模塊作為通信模塊完成主機對整個(gè)系統各照明單元的啟動(dòng)、停止、亮度調節，自動(dòng)開(kāi)關(guān)等控制。本設計采用LM1893構建的模塊，LM1893可以在半雙工方式通信，主機和分機均采用I2C的方式進(jìn)行數據的收發(fā)。
控制部分單片機C51及相關(guān)外圍電路構成。16字×2行的HD44780LCD作為顯示器與51相連，實(shí)時(shí)顯示系統狀態(tài)。當某照明單元出現故障時(shí)，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出警報，提示工作人員。DS1302及相關(guān)外圍電路構成外部定時(shí)電路，優(yōu)點(diǎn)是DS1302有兩個(gè)供電方式，當使用環(huán)境中有電時(shí)，通過(guò)系統電源獲得電能。設施停電時(shí)，則通過(guò)1 000μF的低壓大電容供電，且該芯片功耗低，足以滿(mǎn)足該芯片正常工作約72 h，這樣就保證了系統不用在每次停電來(lái)電后都要重置時(shí)間。主機整體電路如圖3所示。