基于单片机的教室智能照明系统

赵禹臣 翟娟

摘  要： 本文主要介绍了一种AT89S52单片机为核心的教室灯光自动控制系统，针对学校商场等室内灯光的控制现状以及大量浪费能源浪费问题详述了系统的硬件设计和软件设计思路。重点研究了热释红外传感器如何检测人体的存在和光敏三极管构成的电路如何检测环境光的强度。根据教室里的自然条件，系统会通过对人体信号的检测和光照强度的信号识别自动加以判断，构成对教室照明回路的智能控制。该系统控制方便可靠，节约成本性价比高，适用于各种教室商场等室内灯光控制。可以极大程度上节约电力资源的消耗，低碳环保。

关键词： AT89C52;灯光自动控制;热释红外传感器;光敏电阻

【Abstract】： This study mainly introduces a kind of AT89S52 single chip microcomputer as the core of the classroom light automatic control system， according to current situation of school shopping malls and other indoor lighting control and waste a lot of energy waste problem described the hardware design and software design of the system. Pyroelectric infrared sensor is mainly studied how to detect the existence of the human and the photosensitive triode circuit how to detect the strength of the ambient light. According to the natural conditions in the classroom， the system can through the human body signal detection and light intensity signal automatic recognition of judgments， constitute the intelligent control of the classroom lighting circuit. High performance/price ratio， and the system is convenient and reliable control， cost saving， suitable for all kinds of shopping malls and other indoor lighting control of the classroom. Can largely save the consumption of power resources， low carbon environmental protection

【Key words】： AT89C52; Automatic light control; Heat release infrared sensor; Photoresistance

0  引言

在如今的社會，人们更多地倡导低碳经济，所以电力资源的合理使用越来越受到人们的关注。随着我国不断的发展，现代化进程加快，我国照明所使用的电量逐年上升，共约占总发电量的10%。所以设计出更加方便且节约的智能化照明系统迫在眉睫[1-2]。目前，许多学校商场等室内照明都是需要开关人工开启。但是在目前存在着在室内人数较少时，仍然开启多个电灯造成的能源浪费问题，或者在室内无人时并没有关灯导致用电浪费问题。另外，还存在着明明室内自然照明条件良好却也乱开灯的问题，甚至在公共区域，24小时亮灯的现象随处可见，十分浪费资源。针对这些实际的问题，设计智能照明系统既可以为人们带来方便，又可以节约能源，无论是节能效益还是经济效益都是十分可观的[3]。

本文研究的目的是在智能照明系统设计中，使用单片机作为主控制器[4-5]，通过温度传感模块来检测室内是否有人，再通过光敏传感电路模块来完成对教室当前光线明暗程度的判定，决定是否开灯。另外，还可以自由切换自动控制和手动控制，从而达到智能控制和节能减排的目标。

1  系统的总体架构

本系统包括中央总控制电路模块、系统电源供电电路、教室可见光检测模块、热释红外探测传感器组件模块和按键控制电路模块等[6]。热释红外人体传感器组件模块用来感应人体信号，教室可见光检测模块主要通过光敏三极管构成，以此来分别检测人体的存在和环境光的强度，并把这些外界因素作为主要的输入参数，最后完成对教室照明回路的智能控制。

本着方便和节能的想法，本电路可以自由切换两种控制方式：一种是可以通过程序自身判断是否开灯的自动控制状态和只能经过人工操作的强制执行状态。另外本电路还具有实时监测、鉴定和分析的功能，并且能够通过反馈的信息对教室的照明情况进行实时的控制。

自动控制状态：系统上电复位的时候，会首先处与自动控制状态，如果教室目前光照的强度大于人工设定的光照强度阈值时，灯将一直处于关闭状态;反之，如果教室目前光照的强度小于人工设定的光照强度阈值时，系统就会判断教室里人的数量来确定开灯的数量。在自动控制状态下如果有人进入教室，红外传感器会在感应到人体后将感应信号通过隔离缓冲送到处理器（CPU）且显示器上人数自动加1，若有人离开教室时则显示器上数字自动减1。

强制执行状态：当按下强制控制按键时，系统进入强制执行状态，此时可以对教室灯光进行强制控制，再次按下该按键则恢复到自动控制状态。