高校教室灯光节能控制系统的设计

　　4. 1. 1 各模式的控制方式和实现

　　4. 1. 1. 1 强制模式

　　管理员将自动/ 强制开关置为低电平，使系统进入强制模式。在强制模下，通过按键设置开关任意区域的灯，不再受工作时间、照度和人员分布的限制。

　　4. 1. 1. 2 自动模式

　　管理员将自动/ 强制开关置于高电平，系统进入自动模式运行。

　　4. 1. 1. 2. 1 自习模式

　　当无任何模式信号输入时，系统进入自习模式。

　　在该模式运行时，系统先检测教室内是否有区域亮灯，然后检测光照度是否达到国家规定的300 lx。

　　若是光照度大于此标准，不管区域有没有人都不开灯; 若是小于则探测区域是否有人，有人则根据情况开灯，无人则不开灯。具体开关灯控制规则如下:

　　1. 开灯

　　当照度不足时有人进入教室，如果教室内没有区域亮灯则打开人所在区域的灯，若是再有人进入，则检测第一个开灯区域的人数是否大于Y0，若不大于则不再打开其他区域的灯，若大于则采集各有人区域内的人数，并将人数进行比较，打开未亮灯区域中人数最多的区域的灯， 依此循环打开第三区，第四区……的灯。如果教室里有已亮灯区域，则分别记录这些区域的人数，如果有区域的人数少于标准值Y0， 不再打开其他区域的灯; 如果都大于该值，则打开未亮灯区域中人数最多的区域的灯。

　　2. 关灯

　　开灯后，在自然光照不足( 照度小于X0 ) 的情况下，教室中只允许有一个亮灯区域的人数小于Y0，如有多个区域人数小于Y0，则保持这些区域中人数最多的区域的灯打开，关闭其他。在一个区域内连续检测不到人体存在信号则关闭该区域的灯，当教室无人则关闭所有的灯。若自然光照充足，则关闭该区域的灯。程序流程如图5。

图5 自习模式流程图

　　4. 1. 1. 2. 2 板书模式

　　板书模式和自习模式的不同在于讲台上是否亮灯。要板书讲课， 老师必然出现在讲台上， 所以，板书模式的输入信号就转换成了通过安装在讲台上方的从机板探测人体存在信号。当讲台上t时间内一直有人才认为讲台有人。当讲台上有人且无投影信号输入则进入此模式; 该模式下对座位区依然采用自习模式的控制规则。特别说明，讲台区域与别的区域是相互独立的， 即不受别的区域内人数多少与灯亮与否的影响， 又影响不到别的区域， 开关该区域的灯还加入了照度的判断。

　　4. 1. 1. 2. 3 多媒体模式

　　多媒体模式则是通过安装在投影机电源导线上的光电耦合器来判断导线中是否有电流通过，若有则认为投影机在工作状态，则自动切换到投影模式。

　　进入该模式则关闭前面区域的灯具，对教室后面区域依然采用自习模式的控制规则。

　　4. 2 液晶显示界面

　　液晶显示界面流程如图6。该流程的实现由可视界面和按键共同完成。系统在初始化之后，可通过由一个外部中断扩展的四个按键进行界面转换和参数设置。在不同界面，按键的作用不同，用户可根据界面提示轻松完成一系列设置。

图6 液晶显示界面

　　4. 3 通信子程序

　　为了避免发生多从机同时占用数据线的情况，RS485 通信采用主机广播，从机*的模式。当主机发送地址帧时，只有与呼叫地址相符的从机做出回应，其他从机仍保持*状态。地址相符的从机随后根据主机发来的命令帧做出相应的反应。

　　5 结论

　　综上，经过多次实验证明，本设计性能稳定可靠，达到了较好的节能效果。设备采用光频转换器TSL230 克服了以往设计中不能准确测量照度的问题; 加入模糊人数阈值判断标准解决了人员分布过于分散时打开过多灯的问题; 另外，多模式控制的自动探测转换使系统运行更加智能便捷。在节能观念深入人心的今天，人们很容易接受这样低成本、高性能、操作简便的节能产品。