高校教室節能照明系統

摘要：本系統綜合教室人數及自然光照度等因素，以達到對教室節能照明的控制。將光照強度采集模塊、紅外信號檢測和計數模塊作為系統的信號檢測，對89S52單片機程序編程使其輸出信號驅動(dòng)繼電器，從而實(shí)現對照明燈的節能控制?，F如今學(xué)校對用電的管理模式不夠科學(xué)規范，這種浪費現象就數見(jiàn)不鮮了。所以，我們考慮有必要在以保證用電質(zhì)量為前提，最大幅度地降低用電的浪費，從而使電能得到充分的利用。

在生活中我們見(jiàn)到過(guò)各種各樣的節能照明產(chǎn)品，比如節能燈、太陽(yáng)能路燈、聲控燈等。雖然節能產(chǎn)品日益增多，但是能廣泛應用于學(xué)校的卻是寥寥無(wú)幾。每當學(xué)校的晚自習結束后，教室的燈還是一直亮著(zhù)的，有些教室只有少數人或者根本沒(méi)有人在自習。夏天在光線(xiàn)較強的環(huán)境能正常學(xué)習時(shí)，教室的燈也都是亮著(zhù)的。這樣長(cháng)年累月下來(lái)浪費掉的電能是非常巨大的。很多學(xué)校對用電的管理模式不夠科學(xué)規范，這種浪費現象就數見(jiàn)不鮮了。所以，我們考慮有必要在以保證用電質(zhì)量為前提，最大幅度地降低用電的浪費，從而使電能得到充分的利用。

目前國內大多數學(xué)校教室的照明燈具控制一般都采用普通開(kāi)關(guān)，需要專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行照明管理，這樣檢查和控制的時(shí)間及工作量很大，而且要額外支付聘請費用?，F有的聲

控燈的控制需要一定分貝的聲音來(lái)觸發(fā)燈的控制部分使燈點(diǎn)亮，這樣產(chǎn)生的噪聲會(huì )影響室內學(xué)生的正常學(xué)習。

1 系統設計方案

1.1 AT89S52單片機簡(jiǎn)介

AT89S52是一種高性?xún)r(jià)比的單片機，它具有8KB的片內ROM和256字節RAM使其應用靈活有效。

它的指令可以兼容80C51單片機的大部分產(chǎn)品。其片內程序存儲器在線(xiàn)編程較靈活且可以重復編程，其功能相當于高效的微型計算機且使用范圍廣，性?xún)r(jià)比高。

1.2 光照強度信號采集部分

不同的地方對光強的要求有不同的標準：

客房、臥室、走廊等簡(jiǎn)單視覺(jué)工作場(chǎng)所需要的照度為30LX～75LX;辦公室、教室、商場(chǎng)等連續視覺(jué)工作場(chǎng)所需要的照度為200LX～500LX;營(yíng)業(yè)廳、閱覽室、繪圖室等需集中注意力的視覺(jué)工作場(chǎng)所需300LX～750LX。(附：是指單位面積上所照射的光通量，照度單位為lux，符號為lx。)

光敏電阻是利用光電導效應制作的元件，其工作原理是內光電效應。當光照強度變強，其電阻值就變小。光敏電阻是沒(méi)有極性的純電阻器件，在兩端施加電壓后，會(huì )由于自然光強度的變化，電阻兩端的電流也隨之變化，繼而實(shí)現光電轉換?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)本系統選用光敏電阻實(shí)現對教室光照強度的采集和處理。

1.3 紅外信號檢測部分

紅外信號檢測部分主要由傳感器及檢測模塊組成。系統采用光電傳感器。其原理是將光信號轉換成為電信號，再將檢測到的變化量轉換成電信號的變化量，以便于使用電子技術(shù)實(shí)現控制和檢測。其工作原理是：直射式光電傳感器是將傳感器的發(fā)射源與接收端部位對直，如果接收端應接收的紅外信號被人進(jìn)門(mén)途中擋住，即削減了光通量，繼而將相應的脈沖信號施加給外電路，最后通過(guò)放大器放大使計數器記下削減的次數。

2 系統電路圖

3 軟件設計

3.1 光照強度采集模塊設計

該模塊主要在于通過(guò)光敏電阻對教室內的自然光照度進(jìn)行采集，進(jìn)而運用采集電路動(dòng)態(tài)分析，傳送信號至單片機進(jìn)行處理。其步驟如圖4所示。

3.2 人數檢測模塊軟件設計

采用光電傳感器測量教室內的實(shí)時(shí)學(xué)生學(xué)習人數，不僅具有成本低、電路結構清晰簡(jiǎn)單等特點(diǎn);光電傳感器價(jià)格低廉，采用非接觸式測量，穩定性較強，壽命相對較長(cháng)。將檢測電路與單片機相連，在門(mén)的里外兩邊各安裝一個(gè)光電傳感器，在兩個(gè)傳感器發(fā)射出紅外光被遮擋的先后順序中，如果是進(jìn)入教室則門(mén)里面的傳感器先發(fā)出脈沖信號，顯示人數-1，反之人數顯示+1。光通量變化被檢測到后再通過(guò)單片機的加減運算得到教室里的總人數。

3.3 人數檢測及光照強度采集模塊軟件設計

將計數電路部分與紅外信號檢測部分配合使用，其具體軟件流程如圖5所示。

4 結論

本設計對教室照明的控制部分進(jìn)行了研究。以自然光照度、人數等外界條件為控制器的輸入參數，比傳統的人工管理更方便，并且節約了電能，降低了教室燈光的資源浪費，同時(shí)還加入了人數檢測技術(shù)，使教師能更快捷方便地了解出勤人數。該系統設計對于各類(lèi)學(xué)校的教室照明控制具有重要的意義，便于推廣應用。