基于PIC單片機(jī)的教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)

摘要：教學(xué)樓教室的照明由學(xué)生自行控制開啟與關(guān)閉，因此，在白天自然光很強(qiáng)的情況下，教室內(nèi)的長(zhǎng)明燈仍到處可見?；?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/PIC單片機(jī)">PIC單片機(jī)的教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器系統(tǒng)，在白天光線達(dá)到一定照度時(shí)，教室照明燈自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)教室內(nèi)光線的照度下降到一定程度時(shí)自動(dòng)開啟照明燈，另外該控制器還能根據(jù)進(jìn)入教室學(xué)生的多少來控制照明燈開啟的數(shù)量，達(dá)到節(jié)能的目的。
關(guān)鍵詞：PIC單片機(jī)；教室照明；節(jié)能控制

0 引言
教學(xué)樓照明用電的管理一般有三種模式：一是無專人管理，由學(xué)生自行控制開啟與關(guān)閉；二是利用定時(shí)開關(guān)，根據(jù)作息時(shí)間開啟和關(guān)閉整個(gè)教學(xué)樓的照明電源；三是由專人負(fù)責(zé)，即管理人員根據(jù)作息時(shí)間和天氣情況分層送電。但在大多數(shù)高校，照明用電管理采用的是第一種模式，由于大多數(shù)人的節(jié)能意識(shí)淡薄，并且強(qiáng)光下人的眼睛對(duì)弱光不敏感，在自然光照大于燈具光照的情況下，難以覺察到燈光的存在，因此，在白天自然光很強(qiáng)的情況下，教室內(nèi)的長(zhǎng)明燈仍到處可見。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：80％的教學(xué)樓存在著在白天光照良好以上的情況下和在
午休時(shí)間出現(xiàn)長(zhǎng)明燈的現(xiàn)象。一個(gè)教室的長(zhǎng)明燈，看起來耗能不大，但是從整個(gè)學(xué)校來看，卻是一個(gè)不小的數(shù)字，這是一種極大的浪費(fèi)。造成電能浪費(fèi)的現(xiàn)象除了節(jié)能意識(shí)薄弱外，另一個(gè)重要的原因就是節(jié)能的硬件設(shè)施跟不上。
為此，根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)與實(shí)施教室照明節(jié)能控制系統(tǒng)，在白天光線達(dá)到一定照度時(shí)，教室照明燈自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)教室內(nèi)光線的照度下降到一定程度時(shí)照明燈自動(dòng)開啟，在充分保證教室照度的前提下，達(dá)到節(jié)能的目的。
本項(xiàng)目研究的內(nèi)容：使用PIC16F877單片機(jī)為主控芯片，采用信息(進(jìn)入教室人數(shù)的多少，教室內(nèi)從門口到窗戶的自然光照度的強(qiáng)弱)融合技術(shù)，來自動(dòng)判定教室內(nèi)開燈的多少；控制器具有時(shí)鐘功能，能夠在竣定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入低功耗模式，基本不消耗電能；控制器具有RS485數(shù)據(jù)傳輸功能，能夠與其它控制器進(jìn)行組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)化管理。

1 系統(tǒng)基本組成及硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。本系統(tǒng)為教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制系統(tǒng)，是專門為高校教學(xué)樓照明用電的管理而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，系統(tǒng)主要由時(shí)鐘模塊、光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊、人數(shù)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(tǒng)的光照強(qiáng)度檢測(cè)電路由光敏電阻及處理電路實(shí)現(xiàn)，人數(shù)采集模塊由兩組激光對(duì)管實(shí)現(xiàn)，時(shí)鐘信號(hào)由ds1302時(shí)鐘芯片提供，用數(shù)碼管來顯示教室人數(shù)和時(shí)間情況。通信模塊通過RS485來管理。工作時(shí)，光照檢測(cè)電路、激光對(duì)管及處理電路和ds1302時(shí)鐘芯片分別采集光照強(qiáng)弱、教室人數(shù)、時(shí)間等信息送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)這些信息通過控制電路對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)要求的功能。
系統(tǒng)控制單元選用PIC16F877A單片機(jī)，該型號(hào)單片機(jī)具有指令系統(tǒng)精簡(jiǎn)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔與高集成度的特點(diǎn)，且單片機(jī)功耗較低，價(jià)格合理性價(jià)比較高。