依据多普勒效应的智能LED灯火操控体系,当被检测的物体发生移动时,HB100 微波传感器能敏捷地勘探到信号,并运用汇编语言对单片机STC89C52编程设定延时,使灯点亮LED 灯且保持一段时刻;当没勘探到物体移动时,灯火则主动平息。该体系智能操控细化到每一盏灯,有利于每盏灯的修理和监控。在动力紧缺的现状下,该智能LED灯火操控体系到达节能效果,并可适用于公园、学校、小区、楼梯等公共场所,具有杰出的商场前景。
跟着城市化建造的高度开展,公共场合照明体系的智能化建造是城市建造的重要组成部分。当时,在灯火运用的问题上,许多公共场合以及道路上普遍存在两种问题:
(1)人们常在不需求用灯的状况下,一向开着灯火,形成动力糟蹋;
(2)在深夜,许多公共场合的灯火是关着,给行人带来诸多不便。
多普勒智能LED 灯火操控体系通过检测物体的移动,操控路灯、公共场合照明体系的开关。我国巨细城市许多,路灯、大众场合照明体系运用需求量大,运用普勒智能LED 灯火操控体系有效地进步了灯火运用率,给人们带来便利的一起还能防止动力糟蹋,表现了今世环保节能的理念。
1 多普勒智能LED灯火操控体系规划计划
依据多普勒效应的智能LED 灯火操控体系,运用光敏电阻检测环境的亮堂程度,当周边环境比较暗时,光敏检测的信号传给单片机,单片机依据HB100 的微波传感器勘探是否有行人或车辆等物体移动的状况智能操控开灯的数量。通过单片机STC89C52 设定延时,完结各个灯火之间的照明替换。如图1所示,该体系由智能操控模块与‘常亮’模块组成,其间智能操控模块由HB100 微波传感器勘探、光感检测、STC89C52 单片机、电源和lED 驱动模块组成。
图1:多普勒智能LED 灯火操控体系示意图
为了习惯各式各样的环境下运用,本体系设定‘常亮’模块。‘常亮’模块,只需光
敏电阻检测周边环境在比较暗的状况下,‘常亮’模块就会点亮。‘常亮’模块是为了便利整个体系的修理,一起防止在没有物体移动的环境下全暗不适用于一些环境。‘常亮’模块进步多普勒效应的智能灯控体系的适费用,一起‘常亮’模块的LED 灯数相对智能操控部分的LED 灯数少许多,相对一般操控体系节省了很多电。
咱们研讨的依据多普勒效应的灯控体系在勘探操控上有较大改进,对设备的操控以及监控细化到每盏灯,有杰出的安稳性,而且完结了节能的意图。在动力紧缺的现状下,该计划在实践运用上表现了其节能、制形成本低、安稳等优越性,其间包含数据传输的可靠性、安稳性、通信线路的抗干扰性等,信任在不久的将来能够将其运用到实践生活中,并会带来杰出的开展关键和商场前景。
2 操控体系硬件规划
2.1 HB100微波传感器勘探模块
HB100 微波传感器勘探模块首要包含HBl00 多普勒微波传感器和信号处理部分。多普勒效应的原理是当发射端在接纳端半径的方向上发生移动时,相对于发射的信号频率,接纳到的信号频率发生误差。
公式1 为多普勒频率公式, 为相对运动的速度,λ 为作业波长,φ 为初相。移动端向传感器挨近的方向运动时,多普勒频率的值为正;反之,多普勒频率的值为负。
该传感器在X 波段作业,作业的频率是10.52GHZ,由脉冲波与简略接连波组成传感器的发射波形。该传感器的作业原理是依据DOPPLER 原理, 能够发射功率低的微波信号和接纳通过物体反射回来的能量。当运动物体时,相对于发射的信号频率,接纳到的信号频率发生误差,两种微波彼此混合,在输出端发生低频电压,通过信号处理部分的处理,输入到单片机完结智能操控体系的部分功用。该传感器具有在高温环境下能保持杰出的安稳性、在检测过程中准确性高级功用,适用于无触摸的运动和物体勘探的运用。
2.2 稳压直流电源模块
稳压直流电源模块由四部分组成,分别为电源的变压器、整流、滤波、稳压电路。该稳压直流电源模块能将220V 的交流电转化成1.22 ~ 9.3V 的可调控电压,便利电源的操控,契合操控体系的运用电压。
2.3 光感检测模块
光感检测模块用于光照丈量,该模块的中心器材是光敏电阻。光敏电阻的作业原理是内光电效应,由两头上面装有导线的光敏半导体资料构成。在无光的环境下,光敏电阻的暗电流很小,如果在外加电压的效果下,通过其的电流将跟着照耀在其上面的光照强度的增强而增强。然后完结了光照丈量的效果,进一步完结该体系的部分智能操控功用。
2.4 STC89C52单片机
STC89C52 单片机在本体系充任枢纽效果,有重要的方位。STC89C52RC/RD+ 系列单片机具有运作速度快、抗干扰才能好等特性,在运用指令的代码方面,与传统单片机8052指令的代码具有兼容性。该单片机具有8k 字节存储空间,能够直接运用串口下载,更简略的操作,更广的适用规模。
2.5 LED驱动模块
多普勒智能LED 灯火操控体系选用LED灯具照明,选用的LED 驱动器是驱动电路输出的电流值是安稳的驱动器,能保证LED 灯具有安稳的亮度。比较同种类型的恒流驱动器,PAM2842 的输出功率大,而且契合输出稳压、恒流的要求。作为专用于LED 驱动的恒流驱动器,PAM2842 芯片的输入电压在于5.5V ~ 40V,可运用其内置的MOSFET(金氧半场效晶体管)输出高达 30W 的功率。
PAM2842 芯片具有高的功率和宽的恒流特性的电压规模,因此在较高温的环境或输入电压忽然下降的状况,都能保证驱动电路的正常运转。PAM2842 芯片还具有电流过高、温度过高维护等功用,有利于驱动的 LED 灯具的维护,延伸LED 灯具的寿数。
3 操控体系软件规划
多普勒智能LED 灯火操控体系的程序规划选用汇编语言编写,通过软件导入单片机,完结智能功用。多普勒智能LED 灯火操控体系在STC89C52 单片机环境下完结光检测信号剖析、HB100 微波传感器勘探模块发生信号的剖析以及LED 驱动器发动指令输出的操控等。
3.1 HB100微波传感器勘探程序规划
如图2 所示,HB100 微波传感器勘探程序规划的主程序初始化所需的资源,以外部中止0 为电平触发方法,当它的管脚P3.2 为低电平时中止,进入中止程序;若核算子程序在10ms 内低脉冲的次数是否到达三个以上,若到达,则点亮LED 灯;定时器T1 用于计时,每次发动非初度外部中止的时刻和初度外部中止的时刻之差与10ms 比较,然后使外部中止次数有了时刻的约束。
图2:HB100 微波传感器勘探程序规划
3.2 光检测程序规划
光检测程序通过光敏电阻收集信号,转化器ADC 转化信号,输入单片机,输入单片机的信号与设定值比照,而作出下一步决议计划。通过A/D 转化,转化为数字信号,便利单片机的判别。在整个电路接通电源之后,ADC 初始化,进行ADC 转化,再对输入值做比较,作出判别,完结光检测功用。
4 体系调试
完结多普勒智能LED 灯火操控体系的软件和硬件的规划后,为了完善多普勒智能LED 灯火操控体系,对整个体系做调试。在IDE 软件环境下代码编写、编译、调试,直到调试成功,再写入单片机内。通过IDE 能够操控单片机,实时了解单片机的寄存器的数值,进一步对单片机监控,调试各方面的功用,直到完结整个LED 灯火操控体系智能操控。
4.1 HB100微波传感器勘探程序调试
在调试HB100 微波传感器勘探程序之前,单片机管脚P3.2 为低电平时中止,衔接好HB100 微波传感器勘探模块的电路,测验各电路是否导通。单片机衔接核算机,便利测验时实时监控丈量数据和调试。当没有物体移动是,微波传感器发射出微波的频率与通过运动物体反射回来微波的频率没有发生偏移,此刻检测到是高电压信号。当检测到物体移动时,便会点亮LED 灯。运用定时器T1 计时,每次非初度外部中止到来的时刻与初度外部中止的时刻之差10ms。通过核算子程序核算10ms 内的低脉冲数,完结调试HB100 微波传感器勘探功用。
4.2 光检测程序调试
光检测程序调试前,依据不同环境的光照强度的要求,设定比照值。在衔接电路,通过模仿/ 数字转化器ADC 转化信号,输入到单片机,通过比照单片机的输入值和设定值,决议是否完结下一步功用。在调试中运用IDE调试,不同调试程序,终究到达体系需求的成果。
4.3 体系全体测验
在测验完各个模块之后,依据全体规划体系衔接好各个模块。在IDE 环境下,先进行单步调试,确认每一步数据。在每一组数据合理之后,再进行全体运转。确认体系正常运转之后,在单片机设定的光强一下,有物体通过期,灯具主动翻开,完结了智能。但为了进一步调试智能操控体系的功用,如下做出了操控器的灯控视点规模的测验,测验视点的规模如图3 所示。通过对操控器的灯控视点规模测验的成果能够看出,只要在7、9 的方位有物体通过期,灯具不能点亮,在其他测验方位有物体通过期,灯具能点亮,契合传感器的测验规模。
图3:视点测验点示意图
5 定论
跟着动力的缺少,节能和体系化理念的推重,智能化灯火操控体系得到了社会的注重。多普勒智能LED 灯火操控体系首要由常亮子操控体系和智能操控子体系组成,通过光检测模块和HB100 微波传感器勘探两层操控,通过单片机处理,输出信号信息,通过了LED驱动模块点亮LED 灯具,完结了智能LED 灯操控体系的功用。该体系操作简略,操控功用好,节能功率高,成本低的特色,能够公园、学校、小区、楼梯等公共场所,具有宽广的商场和运用价值。