基于STC89C51的教室照明節(jié)能控制系統(tǒng)

摘要：在能源日益緊張的今天，節(jié)能減排已經(jīng)凸顯得尤為重要了。為了倡導(dǎo)這一理念而設(shè)計(jì)了一款教室照明控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以STC89C51單片機(jī)為控制核心，采用熱釋電紅外傳感器、光強(qiáng)檢測(cè)模塊、計(jì)數(shù)模塊作為前端信號(hào)采集單元。單片機(jī)會(huì)根據(jù)輸入的紅外信號(hào)、光強(qiáng)信號(hào)和人數(shù)信號(hào)綜合控制教室中日光燈的亮暗，以達(dá)到節(jié)能減排的目的。

　　大家在生活中或許見到過各種各樣的節(jié)能產(chǎn)品，比如節(jié)能燈、變頻空調(diào)、太陽能路燈、低耗電的液晶電視等。但是對(duì)于學(xué)生來說，校園中的節(jié)能應(yīng)用似乎很少。再加上粗放式的用電管理模式，電能的浪費(fèi)現(xiàn)象就處處可見了。教室照明用電占據(jù)了校園用電的多半部分，因此考慮如何將教室照明用電降至最低，就是要考慮如何實(shí)現(xiàn)教室照明的節(jié)能控制。

　　單片機(jī)以其低廉的價(jià)格和可靠的運(yùn)行，取代計(jì)算機(jī)而成為了新一代的自動(dòng)控制核心。該系統(tǒng)就是以單片機(jī)作為主控核心，應(yīng)用熱釋電紅外傳感器、光電檢測(cè)模塊和計(jì)數(shù)模塊作為前端信號(hào)采集，經(jīng)過單片機(jī)的邏輯判斷進(jìn)而輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)日光燈的控制。

　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)由7個(gè)部分組成。光強(qiáng)檢測(cè)模塊、熱釋電紅外傳感器和人數(shù)檢測(cè)模塊作為前端信號(hào)采集單元，將信號(hào)輸入到單片機(jī)內(nèi)部，經(jīng)過單片機(jī)的邏輯判斷輸出信號(hào)控制繼電器，進(jìn)而控制日光燈的亮暗。如果在緊急的情況下，需要將所有的燈都熄滅或者是點(diǎn)亮，可以按下強(qiáng)制按鈕令所有燈全亮或者全滅。并且該強(qiáng)制按鈕不會(huì)影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總框圖

　　1.1 光強(qiáng)檢測(cè)電路

　　光敏電阻是一種隨著外部光照強(qiáng)度的改變其阻值也發(fā)生相應(yīng)變化的一種元器件。光照增強(qiáng)，阻值減小，反之將會(huì)增大。光強(qiáng)檢測(cè)電路就是利用光敏電阻的這一特性設(shè)計(jì)而成。光照亮?xí)r，三極管導(dǎo)通，輸出低電平，反之輸出高電平。光照檢測(cè)電路如圖2所示。

圖2 光照檢測(cè)電路原理圖

　　1. 2 紅外信號(hào)檢測(cè)電路

　　熱釋電紅外傳感器作為該系統(tǒng)的人員位置信號(hào)檢測(cè)器，采用了熱釋電紅外處理芯片BISS0001.該芯片具有較高性能的傳感信號(hào)集成處理能力。配以熱釋電紅外傳感器和少量元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外測(cè)模塊。加上菲涅爾透鏡后，能夠探測(cè)150 度的圓錐范圍，直線探測(cè)距離是5 米左右。

　　1. 3 計(jì)數(shù)電路

　　為了判斷學(xué)生是進(jìn)入教室還是走出教室，該計(jì)數(shù)電路采用了兩套信號(hào)模塊。一個(gè)裝在門外墻壁上，一個(gè)安裝在門內(nèi)墻壁上。安裝方向和墻面平行。這樣只要檢測(cè)哪一個(gè)傳感器先發(fā)出信號(hào)