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基于热释电传感器楼宇智能照明控制系统

作者:晏勇时间:2012-03-27来源:电子产品世界

  摘要:分析了热释红外线传感器PIR输出信号特点,设计基于D203S高校楼宇控制系统,实现高校教室照明时间和空间控制。系统由传感器采集电路,OP07信号调理电路,ADC0832采样电路,时钟控制电路等部分构成,AT89C51分析处理采集和采样数据,实时控制照明。经测试系统工作稳定可靠、抗干扰性强、扩展性强,很大程度节约能源,可广泛用于高校教室等公共场所照明控制。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/130720.htm

  引言

  随着社会经济发展,能源供应日趋紧张严重制约发展。节能减排已成当今社会主题与焦点,通过科技手段节能势在必行。目前高校楼宇照明大部分处于粗犷管理模式,常见模式有以下两种。

  模式一:上课期间学生自行管理,节假日大楼物管派人管理;

  模式二:根据学生作息时间自动调整照明时间。

  模式一控制简单、成本较低,根据学生作息时间、季节、天气开启和关闭大楼照明系统;由于人眼在强光下对弱光不敏感,当自然光强度大于灯光时,很难发现灯光亮灭[1];同时易出现一个人甚至没有人在教室整个教室灯光通明,浪费严重。模式二控制相对复杂、成本较高,控制不灵活只能从时间上控制不能从空间上控制,能起一定节能作用,但作用有限。以下利用热释红外传感器相关电路设计了一种楼宇控制系统,实现人来灯亮,人走灯灭;将教室分为若干区域自动跟踪人所处位置,根据位置调整教室照明,有人区域灯亮,无人区域灯灭,在时间和空间上实现照明控制,使控制更加合理,最大程度节约能源,降低运行成本,带来显著经济效益。

  系统原理

  系统分为两种工作模式、两个控制源和8个工作模块。两种工作模式即智能模式与人工模式;两个控制源即辐射红外线与光照亮度;8个工作模块即信号采集、信号调理、A/D转换、CPU、定时模块、照明开关控制单元、电源、辅助模块,系统结构如图1。智能模式可分为单源方式和双源方式;单源方式由光敏电阻采集光照亮信号,亮度较强时,开关继电器断开照明电灯熄灭,光照亮度实现照明控制;双源方式由热释红外传感器采集人体移动辐射红外线,将移动辐射红外线转变为微弱电信号,通过信号调理电路将微弱电信号放大、比较、限幅,输出电信号送单片机处理,控制开关继电器控制照明,实现人来灯亮、人走灯灭,人到教室不同区域由不同热释红外传感器检测,实现教室分区域管理;由于人体移动时热释红外传感器才会检测到人体辐射红外线,系统采用定时器在时间上分段管理,上课期间仍然采用人工控制方式;节假日、晚自习自动启动智能模式,实现教室照明分时、分区域自动控制与管理。

  

 

  硬件设计

  热释电红外传感器

  红外线探测分为主动探测与被动探测,被动热释电红外传感器PIR(Pyroelectric Infrared Radial sensor)以非接触式、利用温度变化探测采集物体辐射红外线,根据物体不同辐射信号波长不同辨别运动生物与非生物,并转换为电信号,双侧探源热释红外传感器结构如图2。

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