高校教室燈光節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　4. 1. 1 各模式的控制方式和實(shí)現(xiàn)

　　4. 1. 1. 1 強(qiáng)制模式

　　管理員將自動(dòng)/ 強(qiáng)制開關(guān)置為低電平，使系統(tǒng)進(jìn)入強(qiáng)制模式。在強(qiáng)制模下，通過按鍵設(shè)置開關(guān)任意區(qū)域的燈，不再受工作時(shí)間、照度和人員分布的限制。

　　4. 1. 1. 2 自動(dòng)模式

　　管理員將自動(dòng)/ 強(qiáng)制開關(guān)置于高電平，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)模式運(yùn)行。

　　4. 1. 1. 2. 1 自習(xí)模式

　　當(dāng)無任何模式信號(hào)輸入時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入自習(xí)模式。

　　在該模式運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)先檢測(cè)教室內(nèi)是否有區(qū)域亮燈，然后檢測(cè)光照度是否達(dá)到國(guó)家規(guī)定的300 lx。

　　若是光照度大于此標(biāo)準(zhǔn)，不管區(qū)域有沒有人都不開燈; 若是小于則探測(cè)區(qū)域是否有人，有人則根據(jù)情況開燈，無人則不開燈。具體開關(guān)燈控制規(guī)則如下:

　　1. 開燈

　　當(dāng)照度不足時(shí)有人進(jìn)入教室，如果教室內(nèi)沒有區(qū)域亮燈則打開人所在區(qū)域的燈，若是再有人進(jìn)入，則檢測(cè)第一個(gè)開燈區(qū)域的人數(shù)是否大于Y0，若不大于則不再打開其他區(qū)域的燈，若大于則采集各有人區(qū)域內(nèi)的人數(shù)，并將人數(shù)進(jìn)行比較，打開未亮燈區(qū)域中人數(shù)最多的區(qū)域的燈， 依此循環(huán)打開第三區(qū)，第四區(qū)……的燈。如果教室里有已亮燈區(qū)域，則分別記錄這些區(qū)域的人數(shù)，如果有區(qū)域的人數(shù)少于標(biāo)準(zhǔn)值Y0， 不再打開其他區(qū)域的燈; 如果都大于該值，則打開未亮燈區(qū)域中人數(shù)最多的區(qū)域的燈。

　　2. 關(guān)燈

　　開燈后，在自然光照不足( 照度小于X0 ) 的情況下，教室中只允許有一個(gè)亮燈區(qū)域的人數(shù)小于Y0，如有多個(gè)區(qū)域人數(shù)小于Y0，則保持這些區(qū)域中人數(shù)最多的區(qū)域的燈打開，關(guān)閉其他。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)連續(xù)檢測(cè)不到人體存在信號(hào)則關(guān)閉該區(qū)域的燈，當(dāng)教室無人則關(guān)閉所有的燈。若自然光照充足，則關(guān)閉該區(qū)域的燈。程序流程如圖5。

圖5 自習(xí)模式流程圖

　　4. 1. 1. 2. 2 板書模式

　　板書模式和自習(xí)模式的不同在于講臺(tái)上是否亮燈。要板書講課， 老師必然出現(xiàn)在講臺(tái)上， 所以，板書模式的輸入信號(hào)就轉(zhuǎn)換成了通過安裝在講臺(tái)上方的從機(jī)板探測(cè)人體存在信號(hào)。當(dāng)講臺(tái)上t時(shí)間內(nèi)一直有人才認(rèn)為講臺(tái)有人。當(dāng)講臺(tái)上有人且無投影信號(hào)輸入則進(jìn)入此模式; 該模式下對(duì)座位區(qū)依然采用自習(xí)模式的控制規(guī)則。特別說明，講臺(tái)區(qū)域與別的區(qū)域是相互獨(dú)立的， 即不受別的區(qū)域內(nèi)人數(shù)多少與燈亮與否的影響， 又影響不到別的區(qū)域， 開關(guān)該區(qū)域的燈還加入了照度的判斷。

　　4. 1. 1. 2. 3 多媒體模式

　　多媒體模式則是通過安裝在投影機(jī)電源導(dǎo)線上的光電耦合器來判斷導(dǎo)線中是否有電流通過，若有則認(rèn)為投影機(jī)在工作狀態(tài)，則自動(dòng)切換到投影模式。

　　進(jìn)入該模式則關(guān)閉前面區(qū)域的燈具，對(duì)教室后面區(qū)域依然采用自習(xí)模式的控制規(guī)則。

　　4. 2 液晶顯示界面

　　液晶顯示界面流程如圖6。該流程的實(shí)現(xiàn)由可視界面和按鍵共同完成。系統(tǒng)在初始化之后，可通過由一個(gè)外部中斷擴(kuò)展的四個(gè)按鍵進(jìn)行界面轉(zhuǎn)換和參數(shù)設(shè)置。在不同界面，按鍵的作用不同，用戶可根據(jù)界面提示輕松完成一系列設(shè)置。

圖6 液晶顯示界面

　　4. 3 通信子程序

　　為了避免發(fā)生多從機(jī)同時(shí)占用數(shù)據(jù)線的情況，RS485 通信采用主機(jī)廣播，從機(jī)*的模式。當(dāng)主機(jī)發(fā)送地址幀時(shí)，只有與呼叫地址相符的從機(jī)做出回應(yīng)，其他從機(jī)仍保持*狀態(tài)。地址相符的從機(jī)隨后根據(jù)主機(jī)發(fā)來的命令幀做出相應(yīng)的反應(yīng)。

　　5 結(jié)論

　　綜上，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)證明，本設(shè)計(jì)性能穩(wěn)定可靠，達(dá)到了較好的節(jié)能效果。設(shè)備采用光頻轉(zhuǎn)換器TSL230 克服了以往設(shè)計(jì)中不能準(zhǔn)確測(cè)量照度的問題; 加入模糊人數(shù)閾值判斷標(biāo)準(zhǔn)解決了人員分布過于分散時(shí)打開過多燈的問題; 另外，多模式控制的自動(dòng)探測(cè)轉(zhuǎn)換使系統(tǒng)運(yùn)行更加智能便捷。在節(jié)能觀念深入人心的今天，人們很容易接受這樣低成本、高性能、操作簡(jiǎn)便的節(jié)能產(chǎn)品。