1.导言
跟着经济社会的飞速发展，电能越来越严重，电能糟蹋的现象却仍旧存在。许多高校存在着教室照明办理不到位的问题，在夜晚，空无一人的教室仍然是灯光璀璨，关于这类大型楼宇，照明节能日显重要。现遍及的照明节能开关根本有声控型、触摸型等，因为运用的局限性，这些开关只能作为操控操控体系的辅佐部分。要完成室内照明体系智能化、节能化，最重要的一点是该体系能勘探和判别是否有人的存在，而市面上的被动式热释电红外传感器
，局限于检测动态人体，对默坐教室学习的人不做任何反响。本项目组依据自动式热释电红外传感器规划了一种低成本、低耗电的室内自动操控体系。
2.体系整体功用与结构
2.1功用特征
选用热释电红外技能勘探室内是否有人存在，当有人进入室内时，传感器勘探到人体的发出的红外线，发生电流信号，信号通过集成处理电路%&&&&&%处理后传送给单片机，单片机通过操控继电器来操控照明设备的开关，尔后单片机操控电动机带动传感器距离时间段旋转，若室内一向有人体存在，照明设备坚持通电状况，人脱离后，传感器鄙人一个勘探周期内因为检测不到人体而封闭负载。即可完成“人到灯亮，人在灯亮，人离灯灭，安全节能”的效果。
选用光敏电阻检测室内光的强度。运用光敏电阻的光照特性，在必定电压下光敏电阻发生的电流跟着相对光强的改动而改动，将这些电信号送至单片机，通过单片机自动操控照明电器的开关。
在模型耗电方面，传感器在旋转的情况下，最高5W，在静态的情况下，最高0.5W，若在教室内合理安置该传感器，能完成照明设备的节能操控。
2.2结构框图
本规划由自动式热释电红外传感器检测模块、单片机操控模块、环境光强检测模块、继电器履行模块组成。结构如图1所示。
图1 结构框图
3.体系硬件设备
3.1自动式热释电红外传感器
正常人体的体温都在36~37℃，会发出出9~12μm的红外线。热释电红外线传感器能感应的红外线波长在0.2~20μm，人体发出的红外线能被该感应器接纳。当人体发生替换改动的红外辐射聚集到红外感应晶体上时，晶体外表温度发生改动，具有热释电效应的晶体发生极化现象。被动式传感器检测不到静态人体的原因是，在检测区域内静态人体发生的红外辐射不改动，电解质晶体外表温度坚持不变，不能发生电信号，只有当人体发出的红外线替换改动时，电解质晶体外表的温度随之改动，外表电荷量也会随之改动的一起发生剩余的浮游电荷而发生电信号。依据上述原理，自动式热释电传感器依据相对运动，由电动机带动探头正反替换旋转，与静态人体构成必定的相对速度，使静态人体发出的红外线在接纳端替换改动，然后发生电流。
当人体进入室内，热释电传感器接纳到人体发出的红外线发生电信号传递给单片机，单片机一方面操控继电器接通照明负载，一方面输出信号发动电动机距离时间段旋转，若人在室内下运动或停止，传感器都能够勘探到人的存在，若室内没人，传感器不再发生电信号给单片机，单片机操控照明设备断电，并操控电动机不再旋转。
3.2室内光强传感模块
光敏电阻的作业原理是依据半导体的光电效应，电阻值跟着入射光的强弱而改动。本规划选用光敏电阻MJ3516，并将其与热释电晶体PIR一起封装在带有菲涅尔透镜的塑料壳内，它体积小，灵敏度高，光谱特性好。在不同的光强下，光敏电阻发生相应的电信号，输入给单片机后，由单片机依据程序操控照明电器的开关和操控照明设备的亮度。
3.3操控模块
AT89S51是美国ATMEL公司出产的低功耗，低价位，高性能CMOS8位单片机。本规划选用AT89S51单片机作为操控器，完成对室内人体红外线的检测，室内光强的检测，发动电动机正反替换旋转和照明设备开关的操控。
图2 程序流程图
程序流程图如图2所示。体系通电时，先对体系进行初始化，接着运转环境光强检测模块，当环境光强低于设定值时，单片机发动自动式热释电传感器模块勘探室内人体红外线，但电动机不作业，当人进入室内时，传感器开端接纳到人体红外线，发生的电信号通过处理后传递给单片机，由单片机操控接通照明设备，尔后单片机操控电动机带动探头每隔10分钟旋转一次，每次旋转20秒。若进入室内的人没脱离，则由单片机操控接通照明设备使其坚持通电状况并坚持到下一个20秒的检测，若进入室内的人脱离了，热释电在20秒的检测阶段内检测不到人体红外线，则由单片机操控断开照明设备直至下一个人进入室内开端循环。在白日，环境光强大于设定值，照明设备和自动式热释电传感器将一向处于断电状况。
4.自动式热释电传感器模型
本项目规划的自动式热释电模型传感器如图3所示，能够分解为三大模块，一是电动机模块，二是感应探头模块，三是电路板模块。
电动机模块选用的是同步电动机，运用同步电动机带动探头正反替换旋转，一方面完成了功用的需求，一方面处理了探头单向旋转带来的连接线的绕线问题。关于感应探头模块，选用了D203S热释电和MJ3516光敏电阻和菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的效果一是聚集效果；二是将勘探区域内分为若干个明区和暗区，使进入勘探区域的移动物体能以温度改动的方式在热释电晶体上发生改动的热释红外信号。关于电路板模块，依据滚动速率，探头灵敏度和可靠性来规划集成处理电路，运用AT89S51单片机对信号进行搜集、剖析和对照明设备进行操控。
图3 自动式热释电传感器模型
图4 菲涅尔透镜
本项目完成了模型的构建，通过很多的试验与总结，规划适宜的菲涅尔透镜，挑选电动机的转速和排查各种影响要素。电动机的转速巨细，会改动探头与静态人体的相对速度，然后影响着探头接纳红外线的速率，过大过小都会使得传感器变得不安稳。菲涅尔透镜大体如图4所示，探头旋转会使热释电的灵敏度加大，这就要求规划相应的菲涅尔透镜，透镜厚度、接纳视点和折射视点都通过试验改进规划。最终，还得通过试验排查各种影响要素，才能够到达安稳检测静态人体的功用，例如旋转时的绕线问题、环境风速问题等。
本项意图特征与立异点在于菲尼尔透镜的规划，若没有合理的菲涅尔透镜，传感器在旋转的情况下，将一向处于不安稳状况，失掉检测静态人体的功用。
5.结语
整个照明体系成本低，不需人手操控，适用于校园、商场等大规模室内场所的照明操控，能够有效地对照明设备进行智能操控，到达科学办理与节能的意图。
