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。為了倡導這一理念而設計了一款教室照明控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以STC89C51單片機為控制核心，采用熱釋電紅外傳感器、光強檢測模塊、計數(shù)模塊作為前端信號采集單元。單片機會根據(jù)輸入的紅外信號、光強信號和人數(shù)信號綜合控制教室中日光燈的亮暗，以達到節(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。但是對于學生來說，校園中的節(jié)能應用似乎很少。再加上粗放式的用電管理模式，電能的浪費現(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，就是要考慮如何實現(xiàn)教室照明的節(jié)能控制。

　　單片機以其低廉的價格和可靠的運行，取代計算機而成為了新一代的自動控制核心。該系統(tǒng)就是以單片機作為主控核心，應用熱釋電紅外傳感器、光電檢測模塊和計數(shù)模塊作為前端信號采集，經(jīng)過單片機的邏輯判斷進而輸出信號驅(qū)動繼電器實現(xiàn)對日光燈的控制。

　　1 系統(tǒng)總體設計

　　該系統(tǒng)由7個部分組成。光強檢測模塊、熱釋電紅外傳感器和人數(shù)檢測模塊作為前端信號采集單元，將信號輸入到單片機內(nèi)部，經(jīng)過單片機的邏輯判斷輸出信號控制繼電器，進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亮，可以按下強制按鈕令所有燈全亮或者全滅。并且該強制按鈕不會影響到系統(tǒng)的正常運行。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總框圖

　　1.1 光強檢測電路

　　光敏電阻是一種隨著外部光照強度的改變其阻值也發(fā)生相應變化的一種元器件。光照增強，阻值減小，反之將會增大。光強檢測電路就是利用光敏電阻的這一特性設計而成。光照亮時，三極管導通，輸出低電平，反之輸出高電平。光照檢測電路如圖2所示。

圖2 光照檢測電路原理圖

　　1. 2 紅外信號檢測電路

　　熱釋電紅外傳感器作為該系統(tǒng)的人員位置信號檢測器，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集成處理能力。配以熱釋電紅外傳感器和少量元器件構成被動式的熱釋電紅外測模塊。加上菲涅爾透鏡后，能夠探測150 度的圓錐范圍，直線探測距離是5 米左右。

　　1. 3 計數(shù)電路

　　為了判斷學生是進入教室還是走出教室，該計數(shù)電路采用了兩套信號模塊。一個裝在門外墻壁上，一個安裝在門內(nèi)墻壁上。安裝方向和墻面平行。這樣只要檢測哪一個傳感器先發(fā)出信號