教室照明自適應控制系統

作品摘要創新點

使室內照明情況能夠根據光強情況和是否有人而實現自動控制。技術關鍵根據紅外傳感器和光照度傳感器來采集信息，并采用合適的控制算法，來實現燈光設備的合理開停和亮度調節。技術指標1.改變教室燈光無法實現對自然光自適應控制的現狀。2.各個智能節點的硬件電路結構。3.控制器對自然光和對人自適應控制的算法。作品的科學性和先進性自適應照明控制系統根據環境光照和人員情況實現教室照明符合人眼最佳視覺效果節能減排，環境友好使用方便，降低成本

采用白色LED燈作為光源，使用壽命長，功耗低，無污染作品推廣應用的可行性分析目前，智能照明控制系統的研究與應用已經取得了一定的進展，也有很多好的產品出現，從技術到硬件相比以前有了很大的提高，工業生產中已有一些成熟的產品已投入使用。而智能照明控制系統技術應用到學校，目前還比較少見，發展前景巨大。對于本課題所研究內容，現在已經在其它系統上有了初步的應用。根據本系統的特點，上述理論與分析方法應用在本系統中，執行起來是完全可行的。

教室照明自適應控制設計1.研制背景及意義

2.設計方案3系統應用與展望1研制背景及意義研制背景

白光LED的發光效率正在逐步提高，商品化的器件已經達到白熾燈的水平，且白色LED還具有低功耗、無污染、長壽命、耐振動等鮮明特點。在全球能源短缺的情況下，白光LED在照明市場的前景備受全球矚目，必將發展為第四代電光源。

1研制背景及意義研制意義

本系統是基于AT89S52單片機的照明控制系統，構成全分散式微機燈光控制系統，有效地解決了一些照明控制系統的不足。該系統技術先進，成本低，能起到節能減排，方便管理的效果，達到良好的經濟效益。2作品設計方案2.1硬件設計：1.紅外傳感器2.光亮照度傳感器3.

控制單元4.人機接口5.

驅動電路6.開關電路設計方案2.2軟件設計：1.判斷人員有無模塊2.控制算法模塊3.PWM調光模塊4.人機接口程序2.1硬件設計系統框圖2.1硬件設計1.紅外檢測人部分

構成電路的主要元器件為HC-SR501人體紅外感應模塊、NPN8050三極管和二極管等。當有人進入感應范圍則輸出高電平約3.3V，人離開感應范圍則自動延時并關閉高電平。當確定有人后，輸出的高電平送NPN8050三極管的基極，然后三極管導通，起反向器的作用，送單片機P2.0管口低電平并且指示燈亮。2.1硬件設計1.光采集電路

光采電路主要構成的元件器是光敏電阻5537和ADC0804等。光敏電阻隨著光照的不同而阻值不同，其分壓也就不同，從而對光的強度進行實時的檢測。經過反復的測試，將阻值分為幾個不同的區域，這些阻值區域對應相應的電壓范圍，電壓經ADC0809后成為數字量送單片機P1口。2.1硬件設計3.LED燈信號控制電路我們采用電磁式繼電器控制LED燈亮與不亮的信號。由于單片機端口輸出的電流無法使電磁式繼電器的線圈閉合，經過測試電磁式繼電器線圈閉合的電流大約為60-70mA，我們采用NPN8050三極管作為放大器以驅動線圈閉合，由于繼電器的線圈是感性負載，為保護三極管我們要在其兩端反并聯一個IN4007作為蓄流作用。當控制照明LED的端口P2.3，P2.4，P2.5有指令輸出時（高電平），NPN8050導通，線圈閉合。2.1硬件設計3.LED燈的驅動電路

LED燈的驅動有恒壓與恒流兩種驅動方式。LED特性是隨著電壓波動電流變化大，這樣很容易燒壞LED。因此我們采用的是恒流驅動方式。經過變壓，整流，濾波，穩壓后得到+12V的電壓。然后采用恒流芯片LM317得到300mA的恒流源。2.1硬件設計3.LED燈PWM調節電路

我們采用脈沖寬度調制方式（PWM）來調節LED燈的亮度，根據采光的值來調整占空比（周期不變），使電子開關不斷的閉合與斷開，其開斷頻率可以到達很高，從而控制流過LED的平均電流，以到達控制LED亮度。硬件上采用三極管作為電子開關。2.1硬件設計3.LED燈PWM調節電路

2.2軟件設計系統流程圖

3應用與展望應用該系統主要使用在教室能室內場所，使室內照明情況能夠根據天氣情況和室內人員數量情況而實現自適應控制，以達到節約電能的目的。3應用與展望展望ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數據數率、低成本的無線傳感器網絡技術，完全能滿足智能照明控制系統的性能和容量的需要。

接下來，我們將構建一個基于ZigBee的無線通信技術的微機照明控制系統，并可通過串口通信將室