高校教室燈光節能控制系統的設計

　　4. 1. 1 各模式的控制方式和實現

　　4. 1. 1. 1 強制模式

　　管理員將自動/ 強制開關置為低電平，使系統進入強制模式。在強制模下，通過按鍵設置開關任意區域的燈，不再受工作時間、照度和人員分布的限制。

　　4. 1. 1. 2 自動模式

　　管理員將自動/ 強制開關置于高電平，系統進入自動模式運行。

　　4. 1. 1. 2. 1 自習模式

　　當無任何模式信號輸入時，系統進入自習模式。

　　在該模式運行時，系統先檢測教室內是否有區域亮燈，然后檢測光照度是否達到國家規定的300 lx。

　　若是光照度大于此標準，不管區域有沒有人都不開燈; 若是小于則探測區域是否有人，有人則根據情況開燈，無人則不開燈。具體開關燈控制規則如下:

　　1. 開燈

　　當照度不足時有人進入教室，如果教室內沒有區域亮燈則打開人所在區域的燈，若是再有人進入，則檢測第一個開燈區域的人數是否大于Y0，若不大于則不再打開其他區域的燈，若大于則采集各有人區域內的人數，并將人數進行比較，打開未亮燈區域中人數最多的區域的燈， 依此循環打開第三區，第四區……的燈。如果教室里有已亮燈區域，則分別記錄這些區域的人數，如果有區域的人數少于標準值Y0， 不再打開其他區域的燈; 如果都大于該值，則打開未亮燈區域中人數最多的區域的燈。

　　2. 關燈

　　開燈后，在自然光照不足( 照度小于X0 ) 的情況下，教室中只允許有一個亮燈區域的人數小于Y0，如有多個區域人數小于Y0，則保持這些區域中人數最多的區域的燈打開，關閉其他。在一個區域內連續檢測不到人體存在信號則關閉該區域的燈，當教室無人則關閉所有的燈。若自然光照充足，則關閉該區域的燈。程序流程如圖5。

圖5 自習模式流程圖

　　4. 1. 1. 2. 2 板書模式

　　板書模式和自習模式的不同在于講臺上是否亮燈。要板書講課， 老師必然出現在講臺上， 所以，板書模式的輸入信號就轉換成了通過安裝在講臺上方的從機板探測人體存在信號。當講臺上t時間內一直有人才認為講臺有人。當講臺上有人且無投影信號輸入則進入此模式; 該模式下對座位區依然采用自習模式的控制規則。特別說明，講臺區域與別的區域是相互獨立的， 即不受別的區域內人數多少與燈亮與否的影響， 又影響不到別的區域， 開關該區域的燈還加入了照度的判斷。

　　4. 1. 1. 2. 3 多媒體模式

　　多媒體模式則是通過安裝在投影機電源導線上的光電耦合器來判斷導線中是否有電流通過，若有則認為投影機在工作狀態，則自動切換到投影模式。

　　進入該模式則關閉前面區域的燈具，對教室后面區域依然采用自習模式的控制規則。

　　4. 2 液晶顯示界面

　　液晶顯示界面流程如圖6。該流程的實現由可視界面和按鍵共同完成。系統在初始化之后，可通過由一個外部中斷擴展的四個按鍵進行界面轉換和參數設置。在不同界面，按鍵的作用不同，用戶可根據界面提示輕松完成一系列設置。

圖6 液晶顯示界面

　　4. 3 通信子程序

　　為了避免發生多從機同時占用數據線的情況，RS485 通信采用主機廣播，從機*的模式。當主機發送地址幀時，只有與呼叫地址相符的從機做出回應，其他從機仍保持*狀態。地址相符的從機隨后根據主機發來的命令幀做出相應的反應。

　　5 結論

　　綜上，經過多次實驗證明，本設計性能穩定可靠，達到了較好的節能效果。設備采用光頻轉換器TSL230 克服了以往設計中不能準確測量照度的問題; 加入模糊人數閾值判斷標準解決了人員分布過于分散時打開過多燈的問題; 另外，多模式控制的自動探測轉換使系統運行更加智能便捷。在節能觀念深入人心的今天，人們很容易接受這樣低成本、高性能、操作簡便的節能產品。