基于熱釋電傳感器樓宇智能照明控制系統(tǒng)

　　摘要：分析了熱釋紅外線傳感器PIR輸出信號特點，設計基于D203S高校樓宇智能照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)高校教室照明時間和空間控制。系統(tǒng)由傳感器采集電路，OP07信號調理電路，ADC0832采樣電路，DS1302時鐘控制電路等部分構成，AT89C51分析處理采集和采樣數(shù)據(jù)，實時控制照明。經(jīng)測試系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠、抗干擾性強、擴展性強，很大程度節(jié)約能源，可廣泛用于高校教室等公共場所照明控制。

　　引言

　　隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，能源供應日趨緊張嚴重制約發(fā)展。節(jié)能減排已成當今社會主題與焦點，通過科技手段節(jié)能勢在必行。目前高校樓宇照明大部分處于粗獷管理模式，常見模式有以下兩種。

　　模式一：上課期間學生自行管理，節(jié)假日大樓物管派人管理;

　　模式二：根據(jù)學生作息時間自動調整照明時間。

　　模式一控制簡單、成本較低，根據(jù)學生作息時間、季節(jié)、天氣開啟和關閉大樓照明系統(tǒng);由于人眼在強光下對弱光不敏感，當自然光強度大于燈光時，很難發(fā)現(xiàn)燈光亮滅[1];同時易出現(xiàn)一個人甚至沒有人在教室整個教室燈光通明，浪費嚴重。模式二控制相對復雜、成本較高，控制不靈活只能從時間上控制不能從空間上控制，能起一定節(jié)能作用，但作用有限。以下利用熱釋紅外傳感器相關電路設計了一種樓宇智能照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅;將教室分為若干區(qū)域自動跟蹤人所處位置，根據(jù)位置調整教室照明，有人區(qū)域燈亮，無人區(qū)域燈滅，在時間和空間上實現(xiàn)照明控制，使控制更加合理，最大程度節(jié)約能源，降低運行成本，帶來顯著經(jīng)濟效益。

　　系統(tǒng)原理

　　系統(tǒng)分為兩種工作模式、兩個控制源和8個工作模塊。兩種工作模式即智能模式與人工模式;兩個控制源即輻射紅外線與光照亮度;8個工作模塊即信號采集、信號調理、A/D轉換、CPU、定時模塊、照明開關控制單元、電源、輔助模塊，系統(tǒng)結構如圖1。智能模式可分為單源方式和雙源方式;單源方式由光敏電阻采集光照亮信號，亮度較強時，開關繼電器斷開照明電燈熄滅，光照亮度實現(xiàn)照明控制;雙源方式由熱釋紅外傳感器采集人體移動輻射紅外線，將移動輻射紅外線轉變?yōu)槲⑷蹼娦盘枺ㄟ^信號調理電路將微弱電信號放大、比較、限幅，輸出電信號送單片機處理，控制開關繼電器控制照明，實現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅，人到教室不同區(qū)域由不同熱釋紅外傳感器檢測，實現(xiàn)教室分區(qū)域管理;由于人體移動時熱釋紅外傳感器才會檢測到人體輻射紅外線，系統(tǒng)采用定時器在時間上分段管理，上課期間仍然采用人工控制方式;節(jié)假日、晚自習自動啟動智能模式，實現(xiàn)教室照明分時、分區(qū)域自動控制與管理。

　　硬件設計

　　熱釋電紅外傳感器

　　紅外線探測分為主動探測與被動探測，被動熱釋電紅外傳感器PIR(Pyroelectric Infrared Radial sensor)以非接觸式、利用溫度變化探測采集物體輻射紅外線，根據(jù)物體不同輻射信號波長不同辨別運動生物與非生物，并轉換為電信號，雙側探源熱釋紅外傳感器結構如圖2。