智能化室内灯光控制系统的设计与实现

GXF360 2017-05-30

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智能化室内灯光控制系统的设计与实现

张文静沈阳工学院

摘要：本研究以STC89C52单片机为主要操作核心，采用了对射光电传感器用来检测室内有无人进出；再根据本控制系统对应到人数与实到人数进行智能判断，以完成对室内照明回路智能控制，从而以达到合理节约利用电能的目的。本研究主要以结构模块化设计为结构，具有简洁、体积小等很多优点，用来满足本研究达到室内灯光控制系统的要求。

关键字：智能楼宇 STC89C52 LCD液晶

在实际生活生产中，为了能减少能耗，很多情况下有必要对室内灯光进行无人、实时控制管理。例如在会议室或多人办公场所，由于使用时间不固定，往往在用完后忽略关灯的现象普遍存在，造成了不必要的能源浪费与经济损失。这种情况其它许多公共场所也普遍存在，为了解决这个问题，本文对基于单片机的室内灯光进行实时控制系统进行了设计研究，利用光电传感器与可编程技术设计出一个能够对室内灯光进行实时控制的电路系统，实现对室内灯光的实时控制与在场人数的统计，达到既方便控制又节约能源的双重目的。

1 硬件结构设计

智能化室内灯光控制系统主要由最小系统、蜂鸣器驱动电路、对射光传感器、LCD1602显示与光敏传感器构成。硬件系统结构图如图1所示。

图1 系统总结构框图

智能化室内灯光控制系统是通过STC89C52RC来接收两个对射光传感器模块和光敏传感器模块传来的信号，来实现人数统计与灯光控制这一功能的。通过单片机来接收两个对射光传感器感应到的人员个数，如果对射光传感器感应到有人通过该门，那么就会在LCD1602上面显示此刻室内的实到人数，如果此刻有人走出该门，显示屏上此刻的实到人数就会减少，室内往外面走出了几人，显示屏上的实到人数就会减少几个。相反如果此刻有人走进该门，显示屏上此刻的实到人数就会增加，走进室内几个人，显示屏上的实到人数就会增加几个。

该系统不单单可以实现人数统计，还可以实现某一时刻的考勤报警功能。可以在系统上设置某一时刻应到人数是多少，某一时刻时间的设置与该时刻应到人数的设计都是通过电路板上的按键来设置的（K1、K2、K3，K1为加键，K2为减键，K3时间设置键）。

设置完成应到人数与时间之后，MCU通过比较此刻的应到人数与实到人数的大小，如果实到人数小于应到人数，那么说明此刻有人员缺勤，单片机此刻就会收到一个低电平0给蜂鸣器，蜂鸣器就会开始报警，如果此刻实到人数大于等于应到人数，在LCD1602上面会显示实到人数与应到人数个数，蜂鸣器收到的是一个高电平1，蜂鸣器就不会响。

该系统还要求实现实时的灯光控制功能。这个功能主要是通过光敏传感器来实现的。在电路板上安装了三排小灯。在平时为了节约用电，一般表现都是在光线比较暗的条件下才会开灯，并且室内人数比较多的时候就会把灯开的多一些，以便有更加充足的光线供大家使用。该系统也遵循了这个自然规律，提倡节约用电的良好习惯。当光线暗的条件下，并且室内人数少于等于十个人的时间，第一排小灯会全部亮；当光线暗的条件下，且室内人数大于十个小于等于二十个时两排小灯就会全部点亮；当光线暗的条件下，且室内人数大于二十个人时，三排小灯就会全部点亮。该系统小灯点亮的条件是，当给小灯输入高电平1时，小灯点亮，此处小灯是共阴极接法，三排小灯并联接入电路。

2 软件程序设计

在本设计中，当给予系统供电时，LCD1602就会进行初始化，各个变量也就相对的进行初始化。为了保证上一次的测试结果不对本次系统造成影响，最好在系统执行任务之前，按一下单片机的复位键，系统将进入一个崭新的环境进行工作。LCD1602上显示的初始值应到人数与实到人数都是零。应到人数需要按键进行设置。在设置应到人数时，也要对考勤报警的时间进行设置，时间设置先按下时间设置键K3，再按K1、K2对时间进行精确设置，这样才能确保那个时间进行人数考勤，如果有缺勤人数，报警装置就会报警。如果此刻光敏传感器感应到外界的光线强度低于其设定的阀值，光敏传感器就会触发，介入工作，从而触发LED小灯点亮。