摘要：人工照明耗费了许多电能，节省电能已成为室内照明规划优先考虑的问题之一。针对现在校园教室照明中存在的糟蹋现象，依据热释红外传感器对人体的感应和光敏电阻感光原理，对室内照明环境监测传递回来的参数，规划了一种以单片机为中心的智能节能照明操控体系。规划具有节省动力、进步照明质量、延伸光源寿数等长处，完成对照明体系的优化操控。
在倡议低碳经济的时代背景下，节省电力资源日益遭到人们的重视。跟着我国现代化进程加速，人工照明用电量逐年上升，其用电约占总发电量的10%。因而规划便利有用、节省电能的智能化的照明体系，关于节能减排有着重要的现实意义。现在，大部分校园教室电灯都是手动操作，当光线缺乏时需求人员手动敞开电灯。许多实际状况是：教室人员较少，敞开多个电灯构成光源糟蹋;常常因为忽略，在人员脱离之后忘掉关灯导致用电糟蹋;在教室天然照明条件杰出的状况下也时有开灯现象，在走廊、卫生问等公共区域，“长明灯”现象随处可见，构成了极大的电能糟蹋。针对这些实际问题，规划智能照明体系能够防止许多不必要的电能糟蹋，既能给人们供给照明便利，又能节省电力资源，进步了电力资源的运用率。
在节能照明体系规划中，选用单片机为操控器，以热释人体红外和温度传感器来检测室内某个区域是否有人，运用光敏电阻的感光原理来检测室内的光线是否足够决议是否敞开照明。别的，设置手动操控开关电路，与红外光控构成电路互锁，能够实时调理和操控灯火的照明，又能够处理电能的糟蹋这一状况，然后到达智能操控和节能的意图。
1 体系功用概述
体系以单片机为中心，规划外围操控电路，构成操控体系。除单片机，体系还包含了红外检测模块、光照检测模块和照明设备操控模块。
图1为节能照明体系框图。红外检测模块的功用是对进入教室的人进行检测，是否有人处于教室的某个区域为单片机供给教室运用状况的根本信息。光照检测模块的功用是检测教室内光线是否足够，为单片机供给环境参数，来确认教室的光线条件，由此来判别是否发动照明设备。
功用性照明操控模块是按照明的微操控器的输出信号的操控设备。体系经过光检测模块来确认教室天然光的状况，是否到达敞开照明的条件。
为了保证教室内的人员在光线足够的条件下能够安全脱离教室，体系参加了延时功用。
2 体系硬件电路规划
2.1 热释红外传感器规划
运用热释电红外传感器来勘探人体所宣布的红外线改变，并予以扩大选频处理后，予以恰当的负载，作为人体红外主动开关。运用热释电红外传感器及专用的单片集成电路组成的这类型的开关能到达人到灯亮、人走灯灭。热释电效应与压电效应类似，用于反映因为温度改变然后引起晶体外表荷电改变的现象。传感器在不加光学透镜的前提下，其检测间隔为2 m之内，而加上光学透镜后，其检测间隔可扩大到在7 m以外。
图2为红外开关电路图。图中，运算扩大器OP1将红外传感器的输出信号作榜首级的扩大，然后由C3耦合给运算扩大器OP2进行第二级的扩大，再经过电压信号比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有用触发信号Vs，发动推迟时间定时器，输出信号Vo，经由晶体管T1扩大，由驱动继电器去接通负载。表1为BISS0001热释电红外传感器的电性参数。
2.2 光敏电阻特性
感光资料的首要成分是金属硫化物，硒化物和碲化物。一般光敏电阻用于丈量光强，在必定外加电压下，光敏电阻在不同程度的光照强度下，光电流不同，且呈非线性正比联系。人眼对光的灵敏度和可见光(0.4～0.76μm)很挨近，所以要依据人眼能够感觉到的光线，调理光敏电阻的改变。光操控电路可用于白炽灯、日光灯和节能灯，用于操控光源。光敏电阻的光敏特性与各种资料相关，挑选光敏电阻的资料时，不只要考虑光谱规模的宽度，还要考虑其灵敏度，即在不同光照强度下，电阻值的相对改变比值。
3 单片机体系电路规划
3.1 体系电路组成
照明体系依据89C52给出的指令操控灯火，整个体系是在89C52操控下作业的。图3为体系电路组成。当外界光线较强时，单片机接纳到光照强度大的信号，使红外传感器停止作业;当外界光线比较弱时，单片机接纳到光照强度小的信号，发动红外传感器作业。热释电红外传感器勘探间隔比较远，当人体进入到传感器的控测规模内且外界光线较弱时，信号检测电路处理信号，并向单片机89C52发送一个中止，单片机发动灯火操控电路，使灯渐渐变亮。当外界光线比校弱时，处于传感器检测规模内的人渐渐脱离区照明域时，红外传感器检测到信号，信号处理电路一起向单片机发送信号，发动延时电路，使灯平息。
3.2 信号检测处理电路
图4为信号检测及处理电路。由BISS0001、热释电红外传感器和光敏电阻等器材组成。人体进入检测区域，身体的经过反射镜部分聚集的红外光，接纳到热电元件。当环境光的强度越强，光敏电阻很小，BISS0001检测到低电平，制止传感器信号。当外部光线强度较弱，灵敏电阻很大，然后发生一个输出信号弱，经过R5、R1005、R4、C1、C6，信号扩大和C7组成的滤波电路信号。C1000、C1001、R1000和R1001构成的推迟电路组成，处理后的信号从2脚输出。
热电型红外线传感器能检测到人体和由红外传感器，它由各种防侵略警报或主动节能设备发射的输出电信号。人体体温在36～37.5 ℃根本稳定，会散宣布10μm左右的红外线，由红外传感器的特定波长来检测宣布波长为10μm红外线的人体。菲涅尔透镜增强搜集红外感应源，红外线传感器，运用的是热释电元件，在接纳到电荷平衡的信息时，温度发生改变时，发生改变电荷，将发生报警信号，经过后续的处理电路检测到人体辐射出的红外线。
3.3 单片机操控电路
图5为单片机的操控电路，由单片机报警和照明操控电路组成。当外部没有任何中止，80C51操控74LS138的使能操控端，使后边的电路不作业。当发生一个中止，80C51发动74LS138，P0引脚低4位来传输信号来操控灯火渐渐亮起，当中止1和中止0一起发生，80C51屏蔽的中止开端74LS138低4英尺发送到P0数据，所以灯火渐渐昏暗。
3.4 人体体温检测及环境光检测电路
图6为人体体温检测及环境光检测电路。经过检测体的方位是一个红外线发射管(二极管)发射的红外线向前方，假如灯具下方坐有人时，红外光将被反射回发射机，被检测到的红外线接纳器，一个指令传送到计算机，假如这个时分，外界光线的检测也符合要求时，那么节能灯亮了起来。外界光线强弱的光检测，是比较重要的一个部分，有两个首要组成部分，一个光电二极管和一个可变电阻器。强光电二极管检测才能(灵敏度)是根据可变电阻来操控，亮堂条件下，把阻值变大，光电二极管上的灵敏性下降，反之亦然。
4 体系软件程序规划
程序流程框图见图7，其间总程序流程图为(a);子程序1流程图为(b);子程序2流程图为(c)。
体系上电后首先进行初始化，进入程序流程，敞开一切中止，当接纳到外界光照强度小信号时，调用子程序1，进入子程序1，即中止0信号;进行数据接纳判别，是否有人体红外信号，操控照明开关是否翻开;接纳到人体红外信号后，履行中止回来，回到主程序，操控照明灯翻开，并调用子程序2;即进入中止1，调用子程序2;开端数据承受判别，是否开端延时封闭照明灯。当接纳到的人体红外信号消失时，中止1回来;履行延时封闭照明等程序功用。完毕后体系再次初始化，然后进入中止0，开端下一轮判别。
5 完毕语
针对教室照明糟蹋动力的现实问题，选用89C52单片机作为体系操控中心，规划了一种智能照明操控体系。运用热释电红外传感器对人体红外射线的感应，凭借光敏电阻对光照强度的灵敏性，完成了操控照明体系的软硬件规划。并在规划中参加人性化的延时电路，完成了人到灯亮，人走灯后灭的智能操控，到达了依据需求调理室内照明的根本要求，为教室照明节能办理供给了切实可行的计划。
