樓道中的智能化照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著能源問(wèn)題的日益嚴(yán)重，通過(guò)各種科技手段進(jìn)行節(jié)能已變的十分重要。照明設(shè)施作為最廣泛的耗能設(shè)施，如果能夠進(jìn)行更為合理的節(jié)能，那么其所帶來(lái)的環(huán)境保護(hù)效益和經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。
文中采用熱釋紅外傳感器及相關(guān)電路控制實(shí)現(xiàn)“人來(lái)燈亮，人走燈滅，不走不滅”的設(shè)想。通過(guò)3 W或5 W大功率LED技術(shù)和大功率射燈進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而組合出新的照明模式。采用電力線(xiàn)載波技術(shù)，主機(jī)自動(dòng)檢測(cè)每個(gè)燈的工作情況，如有損壞自動(dòng)通知主機(jī)進(jìn)行維修，從而減少維護(hù)工作量。采用400 V直流總線(xiàn)集中供電方式，減少每個(gè)燈的整流濾波環(huán)節(jié)，從而降低成本，節(jié)省能量。

1 系統(tǒng)總體框圖
本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，由主機(jī)系統(tǒng)和分機(jī)系統(tǒng)組成。主機(jī)系統(tǒng)，即終端監(jiān)視控制系統(tǒng)，主要由顯示部分、控制部分、通信部分、電源部分構(gòu)成。分機(jī)系統(tǒng)，即各個(gè)照明單元，主要由燈具自檢部分，人體檢測(cè)部分，亮度控制部分，電源部分及燈組件構(gòu)成。整體框圖如圖1和圖2所示。

2 主機(jī)部分設(shè)計(jì)
2．1 主機(jī)整體電路及工作原理
采用直流400 V母線(xiàn)的供電方式，即輸入的220 V交流電壓先進(jìn)入APFC方式整流濾波電路輸出直流電，再通過(guò)直流母線(xiàn)連到各個(gè)照明單元中的DC／DC電子降壓器，最后輸出滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)大功率射燈及LED燈組需要的直流電壓。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是利用一臺(tái)高效率的APFC電路對(duì)交流220 V電壓進(jìn)行整流后獲得約400 V直流電壓，因此，在N個(gè)照明單元組成的照明系統(tǒng)中只存在1個(gè)APFC電路工作頻率，減少了電磁干擾。由于母線(xiàn)上傳輸?shù)氖侵绷麟娏?，因此線(xiàn)路上只存在電阻損耗，克服了線(xiàn)路電感上的壓降，可長(zhǎng)距離傳送電能。通過(guò)電力線(xiàn)載波模塊作為通信模塊完成主機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)各照明單元的啟動(dòng)、停止、亮度調(diào)節(jié)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)等控制。本設(shè)計(jì)采用LM1893構(gòu)建的模塊，LM1893可以在半雙工方式通信，主機(jī)和分機(jī)均采用I2C的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。
控制部分單片機(jī)C51及相關(guān)外圍電路構(gòu)成。16字×2行的HD44780LCD作為顯示器與51相連，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)。當(dāng)某照明單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，提示工作人員。DS1302及相關(guān)外圍電路構(gòu)成外部定時(shí)電路，優(yōu)點(diǎn)是DS1302有兩個(gè)供電方式，當(dāng)使用環(huán)境中有電時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)電源獲得電能。設(shè)施停電時(shí)，則通過(guò)1 000μF的低壓大電容供電，且該芯片功耗低，足以滿(mǎn)足該芯片正常工作約72 h，這樣就保證了系統(tǒng)不用在每次停電來(lái)電后都要重置時(shí)間。主機(jī)整體電路如圖3所示。