高校教室節能照明系統

摘要：本系統綜合教室人數及自然光照度等因素，以達到對教室節能照明的控制。將光照強度采集模塊、紅外信號檢測和計數模塊作為系統的信號檢測，對89S52單片機程序編程使其輸出信號驅動繼電器，從而實現對照明燈的節能控制。現如今學校對用電的管理模式不夠科學規范，這種浪費現象就數見不鮮了。所以，我們考慮有必要在以保證用電質量為前提，最大幅度地降低用電的浪費，從而使電能得到充分的利用。

在生活中我們見到過各種各樣的節能照明產品，比如節能燈、太陽能路燈、聲控燈等。雖然節能產品日益增多，但是能廣泛應用于學校的卻是寥寥無幾。每當學校的晚自習結束后，教室的燈還是一直亮著的，有些教室只有少數人或者根本沒有人在自習。夏天在光線較強的環境能正常學習時，教室的燈也都是亮著的。這樣長年累月下來浪費掉的電能是非常巨大的。很多學校對用電的管理模式不夠科學規范，這種浪費現象就數見不鮮了。所以，我們考慮有必要在以保證用電質量為前提，最大幅度地降低用電的浪費，從而使電能得到充分的利用。

目前國內大多數學校教室的照明燈具控制一般都采用普通開關，需要專門的人員進行照明管理，這樣檢查和控制的時間及工作量很大，而且要額外支付聘請費用。現有的聲

控燈的控制需要一定分貝的聲音來觸發燈的控制部分使燈點亮，這樣產生的噪聲會影響室內學生的正常學習。

1 系統設計方案

1.1 AT89S52單片機簡介

AT89S52是一種高性價比的單片機，它具有8KB的片內ROM和256字節RAM使其應用靈活有效。

它的指令可以兼容80C51單片機的大部分產品。其片內程序存儲器在線編程較靈活且可以重復編程，其功能相當于高效的微型計算機且使用范圍廣，性價比高。

1.2 光照強度信號采集部分

不同的地方對光強的要求有不同的標準：

客房、臥室、走廊等簡單視覺工作場所需要的照度為30LX～75LX;辦公室、教室、商場等連續視覺工作場所需要的照度為200LX～500LX;營業廳、閱覽室、繪圖室等需集中注意力的視覺工作場所需300LX～750LX。(附：是指單位面積上所照射的光通量，照度單位為lux，符號為lx。)

光敏電阻是利用光電導效應制作的元件，其工作原理是內光電效應。當光照強度變強，其電阻值就變小。光敏電阻是沒有極性的純電阻器件，在兩端施加電壓后，會由于自然光強度的變化，電阻兩端的電流也隨之變化，繼而實現光電轉換。基于以上的優點本系統選用光敏電阻實現對教室光照強度的采集和處理。

1.3 紅外信號檢測部分

紅外信號檢測部分主要由傳感器及檢測模塊組成。系統采用光電傳感器。其原理是將光信號轉換成為電信號，再將檢測到的變化量轉換成電信號的變化量，以便于使用電子技術實現控制和檢測。其工作原理是：直射式光電傳感器是將傳感器的發射源與接收端部位對直，如果接收端應接收的紅外信號被人進門途中擋住，即削減了光通量，繼而將相應的脈沖信號施加給外電路，最后通過放大器放大使計數器記下削減的次數。

2 系統電路圖

3 軟件設計

3.1 光照強度采集模塊設計

該模塊主要在于通過光敏電阻對教室內的自然光照度進行采集，進而運用采集電路動態分析，傳送信號至單片機進行處理。其步驟如圖4所示。

3.2 人數檢測模塊軟件設計

采用光電傳感器測量教室內的實時學生學習人數，不僅具有成本低、電路結構清晰簡單等特點;光電傳感器價格低廉，采用非接觸式測量，穩定性較強，壽命相對較長。將檢測電路與單片機相連，在門的里外兩邊各安裝一個光電傳感器，在兩個傳感器發射出紅外光被遮擋的先后順序中，如果是進入教室則門里面的傳感器先發出脈沖信號，顯示人數-1，反之人數顯示+1。光通量變化被檢測到后再通過單片機的加減運算得到教室里的總人數。

3.3 人數檢測及光照強度采集模塊軟件設計

將計數電路部分與紅外信號檢測部分配合使用，其具體軟件流程如圖5所示。

4 結論

本設計對教室照明的控制部分進行了研究。以自然光照度、人數等外界條件為控制器的輸入參數，比傳統的人工管理更方便，并且節約了電能，降低了教室燈光的資源浪費，同時還加入了人數檢測技術，使教師能更快捷方便地了解出勤人數。該系統設計對于各類學校的教室照明控制具有重要的意義，便于推廣應用。