基于PIC單片機的教室照明系統節能控制器設計

摘要：教學(xué)樓教室的照明由學(xué)生自行控制開(kāi)啟與關(guān)閉，因此，在白天自然光很強的情況下，教室內的長(cháng)明燈仍到處可見(jiàn)?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/PIC單片機">PIC單片機的教室照明系統節能控制器系統，在白天光線(xiàn)達到一定照度時(shí)，教室照明燈自動(dòng)關(guān)閉，當教室內光線(xiàn)的照度下降到一定程度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟照明燈，另外該控制器還能根據進(jìn)入教室學(xué)生的多少來(lái)控制照明燈開(kāi)啟的數量，達到節能的目的。
關(guān)鍵詞：PIC單片機；教室照明；節能控制

0 引言
教學(xué)樓照明用電的管理一般有三種模式：一是無(wú)專(zhuān)人管理，由學(xué)生自行控制開(kāi)啟與關(guān)閉；二是利用定時(shí)開(kāi)關(guān)，根據作息時(shí)間開(kāi)啟和關(guān)閉整個(gè)教學(xué)樓的照明電源；三是由專(zhuān)人負責，即管理人員根據作息時(shí)間和天氣情況分層送電。但在大多數高校，照明用電管理采用的是第一種模式，由于大多數人的節能意識淡薄，并且強光下人的眼睛對弱光不敏感，在自然光照大于燈具光照的情況下，難以覺(jué)察到燈光的存在，因此，在白天自然光很強的情況下，教室內的長(cháng)明燈仍到處可見(jiàn)。根據不完全統計：80％的教學(xué)樓存在著(zhù)在白天光照良好以上的情況下和在
午休時(shí)間出現長(cháng)明燈的現象。一個(gè)教室的長(cháng)明燈，看起來(lái)耗能不大，但是從整個(gè)學(xué)校來(lái)看，卻是一個(gè)不小的數字，這是一種極大的浪費。造成電能浪費的現象除了節能意識薄弱外，另一個(gè)重要的原因就是節能的硬件設施跟不上。
為此，根據學(xué)校的實(shí)際情況，設計與實(shí)施教室照明節能控制系統，在白天光線(xiàn)達到一定照度時(shí)，教室照明燈自動(dòng)關(guān)閉，當教室內光線(xiàn)的照度下降到一定程度時(shí)照明燈自動(dòng)開(kāi)啟，在充分保證教室照度的前提下，達到節能的目的。
本項目研究的內容：使用PIC16F877單片機為主控芯片，采用信息(進(jìn)入教室人數的多少，教室內從門(mén)口到窗戶(hù)的自然光照度的強弱)融合技術(shù)，來(lái)自動(dòng)判定教室內開(kāi)燈的多少；控制器具有時(shí)鐘功能，能夠在竣定的時(shí)間段內進(jìn)入低功耗模式，基本不消耗電能；控制器具有RS485數據傳輸功能，能夠與其它控制器進(jìn)行組網(wǎng)實(shí)現大規模的網(wǎng)絡(luò )化管理。

1 系統基本組成及硬件設計
系統結構圖如圖1所示。本系統為教室照明系統節能控制系統，是專(zhuān)門(mén)為高校教學(xué)樓照明用電的管理而設計的產(chǎn)品，系統主要由時(shí)鐘模塊、光照強度檢測模塊、人數采集模塊、顯示模塊、繼電器控制模塊、通信模塊六部分組成。

本系統的光照強度檢測電路由光敏電阻及處理電路實(shí)現，人數采集模塊由兩組激光對管實(shí)現，時(shí)鐘信號由ds1302時(shí)鐘芯片提供，用數碼管來(lái)顯示教室人數和時(shí)間情況。通信模塊通過(guò)RS485來(lái)管理。工作時(shí)，光照檢測電路、激光對管及處理電路和ds1302時(shí)鐘芯片分別采集光照強弱、教室人數、時(shí)間等信息送到單片機，單片機根據這些信息通過(guò)控制電路對照明設備進(jìn)行操作，從而實(shí)現本系統要求的功能。
系統控制單元選用PIC16F877A單片機，該型號單片機具有指令系統精簡(jiǎn)、硬件系統設計簡(jiǎn)潔與高集成度的特點(diǎn)，且單片機功耗較低，價(jià)格合理性?xún)r(jià)比較高。