智能化室內燈光控制系統的設計與實現

張文靜 沈陽工學院

智能化室內燈光控制系統的設計與實現

張文靜 沈陽工學院

本研究以STC89C52單片機為主要操作核心，采用了對射光電傳感器用來檢測室內有無人進出；再根據本控制系統對應到人數與實到人數進行智能判斷，以完成對室內照明回路智能控制，從而以達到合理節約利用電能的目的。本研究主要以結構模塊化設計為結構，具有簡潔、體積小等很多優點，用來滿足本研究達到室內燈光控制系統的要求。

智能樓宇 STC89C52 LCD液晶

在實際生活生產中，為了能減少能耗，很多情況下有必要對室內燈光進行無人、實時控制管理。例如在會議室或多人辦公場所，由于使用時間不固定，往往在用完后忽略關燈的現象普遍存在，造成了不必要的能源浪費與經濟損失。這種情況其它許多公共場所也普遍存在，為了解決這個問題，本文對基于單片機的室內燈光進行實時控制系統進行了設計研究，利用光電傳感器與可編程技術設計出一個能夠對室內燈光進行實時控制的電路系統，實現對室內燈光的實時控制與在場人數的統計，達到既方便控制又節約能源的雙重目的。

1 硬件結構設計

智能化室內燈光控制系統主要由最小系統、蜂鳴器驅動電路、對射光傳感器、LCD1602顯示與光敏傳感器構成。硬件系統結構圖如圖1所示。

圖1 系統總結構框圖

智能化室內燈光控制系統是通過STC89C52RC來接收兩個對射光傳感器模塊和光敏傳感器模塊傳來的信號，來實現人數統計與燈光控制這一功能的。通過單片機來接收兩個對射光傳感器感應到的人員個數，如果對射光傳感器感應到有人通過該門，那么就會在LCD1602上面顯示此刻室內的實到人數，如果此刻有人走出該門，顯示屏上此刻的實到人數就會減少，室內往外面走出了幾人，顯示屏上的實到人數就會減少幾個。相反如果此刻有人走進該門，顯示屏上此刻的實到人數就會增加，走進室內幾個人，顯示屏上的實到人數就會增加幾個。

該系統不單單可以實現人數統計，還可以實現某一時刻的考勤報警功能。可以在系統上設置某一時刻應到人數是多少，某一時刻時間的設置與該時刻應到人數的設計都是通過電路板上的按鍵來設置的（K1、K2、K3，K1為加鍵，K2為減鍵，K3時間設置鍵）。

設置完成應到人數與時間之后，MCU通過比較此刻的應到人數與實到人數的大小，如果實到人數小于應到人數，那么說明此刻有人員缺勤，單片機此刻就會收到一個低電平0給蜂鳴器，蜂鳴器就會開始報警，如果此刻實到人數大于等于應到人數，在LCD1602上面會顯示實到人數與應到人數個數，蜂鳴器收到的是一個高電平1，蜂鳴器就不會響。

該系統還要求實現實時的燈光控制功能。這個功能主要是通過光敏傳感器來實現的。在電路板上安裝了三排小燈。在平時為了節約用電，一般表現都是在光線比較暗的條件下才會開燈，并且室內人數比較多的時候就會把燈開的多一些，以便有更加充足的光線供大家使用。該系統也遵循了這個自然規律，提倡節約用電的良好習慣。當光線暗的條件下，并且室內人數少于等于十個人的時間，第一排小燈會全部亮；當光線暗的條件下，且室內人數大于十個小于等于二十個時兩排小燈就會全部點亮；當光線暗的條件下，且室內人數大于二十個人時，三排小燈就會全部點亮。該系統小燈點亮的條件是，當給小燈輸入高電平1時，小燈點亮，此處小燈是共陰極接法，三排小燈并聯接入電路。

2 軟件程序設計

在本設計中，當給予系統供電時，LCD1602就會進行初始化，各個變量也就相對的進行初始化。為了保證上一次的測試結果不對本次系統造成影響，最好在系統執行任務之前，按一下單片機的復位鍵，系統將進入一個嶄新的環境進行工作。LCD1602上顯示的初始值應到人數與實到人數都是零。應到人數需要按鍵進行設置。在設置應到人數時，也要對考勤報警的時間進行設置，時間設置先按下時間設置鍵K3，再按K1、K2對時間進行精確設置，這樣才能確保那個時間進行人數考勤，如果有缺勤人數，報警裝置就會報警。如果此刻光敏傳感器感應到外界的光線強度低于其設定的閥值，光敏傳感器就會觸發，介入工作，從而觸發LED小燈點亮。

3 結論

經過實驗驗證，本系統能夠正常運行，并且具有低功耗，成本低，數據處理速度快的特點，可以大量推廣到實際工程中。

[1]高金蘭．大學教材全解數字電子技術基礎[M]．現代教育出版社,2014,32-40

[2]劉祖剛．模擬電子電路原理與設計基礎[M]．機械工業出版社,2012,50-61