LED智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計

　　熱紅外傳感器

　　熱紅外傳感器有三個關(guān)鍵性的元件：菲涅爾濾光透鏡，熱釋電紅外傳感器(PIR)，匹配低噪放大器。菲涅爾透鏡一是聚焦作用，即將熱紅外信號折射在PIR(熱釋電紅外傳感器)上，第二個作用是探測警戒區(qū)內(nèi)紅外線能量的變化，并由系統(tǒng)內(nèi)固化軟件對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算加工，由控制系統(tǒng)內(nèi)的控制軟件通過控制邏輯來決定是否發(fā)出開燈信號。熱釋電紅外傳感器(PIR)將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號，即熱電轉(zhuǎn)換。因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動時，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集到伺服系統(tǒng)以后，由軟件對該新采集的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)存中已經(jīng)存在的前期探測數(shù)據(jù)進(jìn)行延時比較，以判斷是否真的有人等紅外線源進(jìn)入警戒區(qū)，還是只是環(huán)境波動，甚至是元件自身內(nèi)部噪聲的影響，以免發(fā)生誤判斷。 匹配低噪放大器的作用是當(dāng)探測器上的環(huán)境溫度上升，尤其是接近人體正常體溫(37℃)時，傳感器的靈敏度下降，經(jīng)由它對放大器的增益進(jìn)行補償，增加其靈敏度。另外由于距離等衰減因素的存在，溫度傳感器和內(nèi)部軟件的初始數(shù)據(jù)并不需要定在37℃這個點上，而是要綜合環(huán)境因素，元件靈敏度、最近線性區(qū)段來定初始值。環(huán)境噪聲探測，主要是通過探測環(huán)境中人類日?；顒铀a(chǎn)生的噪聲，并與紅外線部分的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行或運算，以補償在環(huán)境溫度非常接近人體時紅外探測不敏感而無法判定是否有人進(jìn)入需要照明的區(qū)域。

　　強光傳感器

　　光敏電阻的光譜響應(yīng)峰值比較接近人視覺敏感區(qū)的波長。并且當(dāng)光照強度減弱時，它的響應(yīng)時間相對增加，裝置在光照強度變化時，輸出狀態(tài)保持相對穩(wěn)定。所以在多種光電探測器中選擇了光敏電阻?？紤]到光敏電阻對溫度變化較為敏感，偏置電路中的電阻可以采用與探測元件溫變系數(shù)相近的光敏電阻，以防止工作點漂移。

　　聲控傳感器

　　聲控傳感器部分由聲控傳感器、音頻放大器、選頻電路、延時開啟電路和可控硅電路組成。利用聲音的相對比較，判斷是否啟動控制電路的開啟，使用調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)給定聲控傳感器的初始值，聲控傳感器不斷地把外界聲音的強度與給定強度比較，超過給定的強度時，向主機發(fā)送“有聲音”信號，否則發(fā)送“沒有聲音”的信號。

　　控制單元

　　控制單元采用單片機作為照明系統(tǒng)的控制核心，選用日本NEC公司的μPD78F0034芯片作為主控模塊，該芯片具有8位無符號乘法指令及16位除法指令，給軟件編程帶來了很大的方便。

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)民用建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GBJl33-90)，我們控制室內(nèi)亮度在2001x左右。

　　本控制器設(shè)置了3套傳感系統(tǒng)和嚴(yán)密的軟件控制，其工作方法如下所述。

　　首先通過被動熱釋電紅外探測器和環(huán)境噪聲探測是否有人，并探測環(huán)境亮度。如果沒人，所有LED燈均不開。如果有人，分成兩種情況：

　　·若需要照明的環(huán)境的照度X>200 lx時，LED照明燈具處于關(guān)閉狀態(tài);

　　·若需要照明的環(huán)境的照度X<200 lx時，LED照明燈具處于開啟狀態(tài)，并且隨著環(huán)境照度調(diào)節(jié)LED燈具的照度。

　　根據(jù)聲音的大小判斷是否需要啟動驅(qū)動電路。