智能感應測光照明節能控制技術研究

魯濤 薛龍飛

摘 要

隨著我國現代化的不斷發展，人工照明用電量越來越多，占總發電量的10%。因此，為了更好地節約電能和實現照明智能化，需要設計一種相應的照明系統。本文中，主要提出了智能感應測光照明是以紅外感應（人體感應）為基礎，融入節能技術而形成的一種組合照明控制技術。

關鍵詞

節能;智能控制;照明系統

中圖分類號： TM923.34 ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.049

Abstract

With the continuous development of China's modernization，the power consumption of artificial lighting is more and more，accounting for 10% of the total power generation.Therefore，in order to save electric energy and realize intelligent lighting，it is necessary to design a corresponding lighting system.In this paper，the intelligent induction metering lighting is a combined lighting control technology based on infrared induction（human body induction） and energy-saving technology.

Key Words

Energy saving;Intelligent control;Lighting system

社會在不斷發展進步，人們的生活有了很大的改善，他們希望自己的生活更加智能化，這就促進了未來家電智能化的發展。目前，智能照明的控制技術包括遙控照明、感應照明、觸控照明等幾種。現在智能感應測光照明節能控制技術深受人們青睞，它更加智能和節能，主要通過探測身體向外界散發紅外光線來啟動照明，其是一個集成化智能控制系統。下文側重對智能感應測光照明節能控制技術予以介紹。

1 概述

傳統的照明控制系統一般是人們通過開關進行照明控制，人們必須到安裝開關的地方才能控制開關，非常不方便，而且也有安全隱患。科學技術在不斷發展進步，電子技術也有了突飛猛進的發展，照明系統出現了更多的控制方式，比如聲控、光控等。這些新型控制方式較傳統機械開關控制形式來說更加便捷、智能。但是這些控制方式也存在一定的弊端，比如聲控燈靈敏度不夠，需要很大的聲音才能調控，而光控照明操作單一。因此，這兩種方式都不是令人滿意的光照控制形式。為了規避這些問題，使照明控制系統更加智能、節能和靈活，本文提出了一種智能感應測光照明節能控制系統，這種系統主要是通過熱釋紅外傳感器對人體進行感應，同時利用光敏電阻感光原理接收監測到的相關參數。這種系統能進一步提高照明質量，使光源壽命更長，同時節能降耗，對人們來說應用起來非常方便。

這種系統通過熱釋紅外傳感器檢測是否有人到來，根據檢測情況控制照明，更加節能和智能。通過亮度感應器檢測環境中光的強弱，然后系統對返回來的參數進行智能判斷，從而決定照明燈光的亮滅，在這個過程中，一切都是智能的，不需要人工手動控制，同時，還可以根據用戶的需求選擇多種燈光效果，還能利用無線遙控進行照明控制，這就給人們的生活帶來了巨大便利，人們看到喜歡的燈光會在一定程度上改善自身的心情，這無疑給忙碌的人們帶來一絲慰藉和溫暖。只有受到人們喜歡的，才能走的更長久。

2 系統功能概述

本文中，主要提出了智能感應測光照明是以紅外感應（人體感應）為基礎，融入節能技術而形成的一種組合照明控制技術。控制系統以單片機為核心，包括紅外線檢測模塊、光照檢測模塊和功能性照明控制模塊等，并設計外圍控制電路，從而使控制系統變得更加智能。具體如下：

2.1 紅外檢測模塊

主要是檢測是否有人在，然后將檢測到的參數反饋給單片機，從而使單片機掌握室內人員情況，決定照明的亮滅和延時。顯然，在這個過程中，是以單片機為控制器，通過設計的熱釋紅外傳感器進行檢測，人在時候的紅外線和人離開時的紅外線，并根據這些變化調節照明的亮滅，達到人體紅外自動開關的作用。當人出現在范圍內時，照明設備則會自動進行照明，人離開時自動滅燈。如此一來，既環保，也便利。

2.2 光照檢測模塊

光照檢測模塊主要是檢測室內光線參數，然后將這些光線參數反饋給單片機，使其確定是否有必要開啟照明。光照檢測模塊的功能是利用光敏電阻的感光原理來檢測室內的光線是否充足決定是否開啟照明。一般而言，常用的感光材料的主要成分主要包括了金屬硫化物，硒化物和碲化物。 通常光敏電阻用于測量光強，在一定外加電壓下，光敏電阻在不同程度的光照強度下，光電流不同，且呈非線性正比關系。人眼對光的靈敏度和可見光（0.4～0.76μm）很接近。

2.3 功能性照明控制模塊

功能性照明控制模塊是按照明的微控制器的輸出信號的控制裝置。可以根據人們的需求進行照明調節，還可以對照明進行延時，使人們充分感受到照明的作用，但又不浪費電能。同時，通過與前面兩個模塊的緊密配合，可以實現實時調節和控制燈光的照明，在實現智能控制的同時，有效的達到節能的目的。

3 系統硬件電路設計

3.1 熱釋電人體紅外檢測電路

自然界的各種物體都有不同的溫度，從而發出符合自身特征的紅外線。人體也有獨特的溫度，一般在37℃，其紅外線波長在10μm左右。紅外傳感器就是通過熱釋電效應來接收人體發出的紅外線波長，從而判斷是否有人存在。當紅外傳感器探測區域無人時，會探測背景溫度;當紅外傳感器探測區域有人時，就會將探測到的溫度與探測到的背景溫度相比較，從而判斷是否有人在此區域活動。另外，熱釋電傳感器內含有菲涅爾透鏡，這樣就可以只接受人體的紅外線波長，從而更好地對人體進行識別，避免多種紅外線波長干擾導致識別不清晰。這種紅外傳感器探測的就更加智能化，能夠準確判斷探測區域內人體活動情況。

3.2 環境光強度檢測電路

該電路最大的特征，就是借助于光敏傳感器對室內光線強度進行檢測，在電路組合的輔助下把光線強度轉化為相應的電壓值，微電腦接受到電壓信號之后對光源與光照強度加以控制。

因此，要根據人眼感受到的光線強弱對電阻進行調整，使之更好地符合人體的生理機能。節能燈、日光燈、白熾燈等都可以運用光控制電路，光敏電阻的光敏特性取決于所運用的材料，在選擇材料時需要重點關注光譜范圍的寬度與靈敏度，即當光照強度發生改變之后，確保電阻值的相對變化比值達到要求。

3.3 微電腦控制電路

之所以要用微電腦控制電路，就是為了準確判斷室內是否有人及自然光的強度，在此基礎上對室內照度加以控制。在這一過程中，微電腦等同于人的大腦，是一個龐大的分析判斷中心，先在微電腦中設定好光強度閾值，遵循照度優先的原則來控制各種照明燈具。對其原理進行分析，根據熱釋電紅外傳感器能否接受到探測信號來判斷室內是否有人，與此同時，還會依據接收到的室內光強度對電壓信號進行檢測，以此來分析需要將光照度調整到何種狀態。如果自然光照度達到了閾值，則不需要打開照明燈;如果自然光照度低于閾值，且探測區域內有人正在閱讀或學習，會打開照明燈。打開照明燈之后，紅外照明控制系統也會繼續進行檢測，判斷室內是否有人員存在并對室內自然光強度做出判斷。如果探測區域內無人或是光照度較高時，會自動關閉無人區域的燈，達到降低能耗的目的。

4 結語

對于電氣設計人員而言，在設計過程中最需要考慮的就是節能，應該結合建筑物的具體特征、等級、使用需求等多方面的內容制定出最合理的燈具布置方案。要根據照明場所的不同性質來設計照明控制系統，在多種組合中做出合理選擇。要想達到節約能源、提升照明質量的目的，也可以逐步嘗試在開關控制器中安裝智能芯片，實現對每一盞燈的精細化控制，增強開關的靈活性，真正實現智能控制，達到“人來燈亮、人走燈滅”的目的，為室內照明節能管理制定出行之有效的方案。

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