公共場所照明節電智能控制系統設計

標簽：LED 照明 燈具

現今部分公共場所，如廁所、走廊等以聲、光作為輸入變量的智能開關使用較普遍，且技術比較成熟，生產成本低、可靠性高。但在教室、辦公室、圖書館等對照明質量要求較高的場合，聲光開關由于智能化程度較低而不能勝任。部分大樓采用底層控制系統加485總線，組成網絡，由管理員通過計算機控制，這樣雖然能達到節電的目的，但實現起來較復雜，成本較高，而且需要人為控制。當今社會倡導節能低碳，這給企業帶來了商機。但大部分企業更多是在燈上做文章，比如白熾燈改用節能燈或成本較高的LED照明燈。很少有企業把目光集中在低成本的智能節電開關上。市場上，能夠實現節能、價格低廉、可靠工作的智能節能開關較少，本文設計了一種控制方式靈活方便，配置合理，一次性投入與運行費用低廉，安裝簡單，維護方便，能滿足用戶多樣性要求，適于推廣的新型智能照明系統。

1 整體方案設計

教室內通常采用日光燈作為照明燈具，中等大小的教室一般裝有前、中、后3排燈，因此可對每個區域的燈單獨進行控制。如圖1所示，每個區域用兩個熱釋電人體紅外檢測模塊覆蓋，因此一間教室需要6個熱釋電人體紅外檢測模塊。控制系統通過控制繼電器的吸合來執行開燈動作，實現弱電與強電的隔離。系統硬件設計框圖如圖2所示，整個系統包括單片機控制模塊、開關電源模塊、線性電源模塊、電機傳動模塊、熱釋電人體紅外探測模塊和可見光探測模塊等。開關電源產生+8 V的電壓經LM7805線性穩壓至+5 V，給單片機與可見光探測組件供電。單片機系統對電源紋波敏感，因此分開供電既避免了開關電源紋波與電機線圈產生的感應電動勢影響單片機程序的正常運行，提高了系統的穩定性，又可以在白天光線充足時，通過K1切斷熱釋電人體紅外探測模塊與電機傳動模塊的供電，使系統功耗減少。另外，把開關電源與線性電源的輸出壓差設置為+3 V，既能保證線性電源的正常工作，又減少了LM7805上的熱功耗。在白天光線充足時系統處于實時監測狀態，單片機處于掉電模式，系統功耗1mW。

系統的工作過程：可見光探測組件檢測光照信息，光線充足時，單片機處于掉電模式，K1，K2斷開;光線不充足時，單片機被喚醒，并控制吸合K1，使電機傳動模塊與熱釋電人體紅外探測模塊工作，此時，如熱釋電人體紅外探測模檢測到燈下有人，單片機控制K2吸合，點亮電燈。此后，電機間隔一定時間帶動熱釋電人體紅外探測模掃描一次，進行實時監測，實現有人時電燈持續點亮，無人時電燈延遲一定時間后自動關閉。