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1、智能樓宇照明控制系統(tǒng)設計探析 摘要：文章把單片機技術和脈寬調制技術（PWM）結合起來，設計一套智能化樓宇照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)燈光光強的自動調節(jié)，即在不改變PWM方波周期的前提下，利用單片機控制PWM的占空比，來改變電壓的大小實現(xiàn)照明亮度的調節(jié)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動調節(jié)亮度和異常報警等功能，提高照明系統(tǒng)的節(jié)能性和智能性，進而提高智能樓宇自動化水平。關鍵詞：智能照明系統(tǒng)；STC89C51單片機；脈寬調制技術隨著智能樓宇、智能家居的日益普及，對于照明系統(tǒng)的智能化、人性化要求越來越高，在此背景下，智能樓宇照明控制系統(tǒng)應運而生，該系統(tǒng)的開發(fā)應用旨在為用戶提供一款節(jié)能環(huán)保、操作方便、實時智能、適合智能小區(qū)的樓
2、宇照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動調節(jié)燈光亮度和異常報警等功能，符合時代的發(fā)展需求。1系統(tǒng)功能介紹本系統(tǒng)設計的智能樓宇照明控制系統(tǒng)以STC89C51單片機為核心，采用多種脈沖寬度調制（PulseWidthModulation，PWM）技術1來調節(jié)樓宇內公共照明設備的光線強度，可實現(xiàn)以下功能：（1）能夠使用按鍵在手動模式和自動模式間自由切換。（2）在手動模式下，能夠通過按鍵按照不同需要，提高或降低光線亮度。（3）在自動模式下，系統(tǒng)能夠根據時鐘控制裝置和感光裝置調節(jié)設備光照強度。（4）在自動模式下，利用動靜監(jiān)測控制技術對公共區(qū)域進行監(jiān)測，1min內監(jiān)測不到有人，則降低或者關閉燈光以節(jié)約用電。（5）使用期間，
3、如果發(fā)生火災，煙霧報警器會發(fā)出警報提醒，系統(tǒng)根據應急狀態(tài)自動解除調光控制，打開樓宇內應急通道的所有燈光。2系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)以STC89C51單片機最小系統(tǒng)為核心，包括：按鍵模塊、光照強度采集模塊、電源模塊、人體感應模塊、距離測量模塊、蜂鳴器模塊等，組成智能樓宇照明控制系統(tǒng)。2.1光強采集模塊光照強度采集以光敏電阻作為傳感器，環(huán)境亮度的高低決定了光敏電阻的大小，進而影響其輸出電壓，系統(tǒng)數(shù)模轉換部分采用8位ADC0832轉換芯片2，處理器依據光強采集模塊輸出電壓的高低，啟動或者關閉一定數(shù)量的LED照明設備，從而控制智能樓宇內部的亮度。2.2照明電路控制模塊系統(tǒng)采用多LED燈串聯(lián)模式，以S8550三
4、極管進行控制3，其基極串聯(lián)一個限流電阻后連到單片機的IO口，發(fā)射極接電源，集電極串聯(lián)LED小燈后連到電源地。當單片機該IO口輸出一個低電平信號時，三極管導通，繼而點亮對應的LED燈。2.3紅外人體感應模塊系統(tǒng)采用HC-SR501作為人體紅外感應模塊，基于紅外線技術，以LHI778紅外探頭為核心設計，安裝在設備最前面的菲涅爾透鏡可以增強探測器的反應速度4，具有靈敏度高、可靠性強、超低電壓工作模式等優(yōu)點。2.4報警電路模塊系統(tǒng)采用源蜂鳴器作為報警裝置，采用PNP三極管S8550進行控制，源蜂鳴器里裝備震蕩電路，單片機不需要持續(xù)發(fā)出高低電平來保持運轉，只需輸出電平即可，極大簡化了單片機的程序設計5。
5、3系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)初始化后，先檢測按鍵狀態(tài)，當電路被接通時，切換工作模式。若系統(tǒng)判定為自動狀態(tài)，先回憶過去1min內的人物狀態(tài)，假如有人經過，根據時鐘判斷此時為白天;或黑夜;，并讀取ADC0832中的數(shù)據，檢測并計算當前環(huán)境中的光照，進一步控制照明設備的亮度，若沒有人通過就會主動滅掉燈光；若系統(tǒng)判定為手動模式，將會檢測按鍵2，3的狀態(tài)，每按一下按鍵2，燈光亮度就會降低一度，按鍵3則相反。若檢測到有異常事故發(fā)生時將啟動蜂鳴器發(fā)出報警，并自動解除自動調光控制，啟動應急通道內所有照明設備。系統(tǒng)工作流程如圖3所示。4結語智能樓宇照明控制系統(tǒng)將嵌入式應用技術與物聯(lián)網理論知識相結合，實現(xiàn)了根據周圍環(huán)境的亮
6、度變化和時鐘裝置自動調節(jié)照明設備的亮度，發(fā)生火災事故時啟動聲光警報并啟動應急燈光等功能。同時，本系統(tǒng)也可根據需要擴展溫濕度監(jiān)測等更多功能。參考文獻1張永昌，謝偉，李正熙.PWM整流器功率脈動最小化方法的研究J.中國電機工程學報，2013（18）：57-64.2袁雨桐.基于單片機照明節(jié)電系統(tǒng)設計J.計算機產品與流通，2019（11）：84.3王一博.一種基于Arduino的新型智能臺燈設計J.電子制作，2019（16）：31-33.4張燕玲，馮穎，盧英君，等.基于用戶體驗的兒童健康智能臺燈設計J.中國新技術新產品，2019（12）：17-18.5張正明，王麗娟.雙定時器的蜂鳴器應用設計J.中國新通信，2019（16）：85-86.
智能樓宇照明控制系統(tǒng)設計探析
