教室照明自适应控制系统

教室照明自适应控制系统

作品摘要创新点

使室内照明情况能够根据光强情况和是否有人而实现自动控制。技术关键根据红外传感器和光照度传感器来采集信息，并采用合适的控制算法，来实现灯光设备的合理开停和亮度调节。技术指标1.改变教室灯光无法实现对自然光自适应控制的现状。2.各个智能节点的硬件电路结构。3.控制器对自然光和对人自适应控制的算法。作品的科学性和先进性自适应照明控制系统根据环境光照和人员情况实现教室照明符合人眼最佳视觉效果节能减排，环境友好使用方便，降低成本

采用白色LED灯作为光源，使用寿命长，功耗低，无污染作品推广应用的可行性分析目前，智能照明控制系统的研究与应用已经取得了一定的进展，也有很多好的产品出现，从技术到硬件相比以前有了很大的提高，工业生产中已有一些成熟的产品已投入使用。而智能照明控制系统技术应用到学校，目前还比较少见，发展前景巨大。对于本课题所研究内容，现在已经在其它系统上有了初步的应用。根据本系统的特点，上述理论与分析方法应用在本系统中，执行起来是完全可行的。

教室照明自适应控制设计1.研制背景及意义

2.设计方案3系统应用与展望1研制背景及意义研制背景

白光LED的发光效率正在逐步提高，商品化的器件已经达到白炽灯的水平，且白色LED还具有低功耗、无污染、长寿命、耐振动等鲜明特点。在全球能源短缺的情况下，白光LED在照明市场的前景备受全球瞩目，必将发展为第四代电光源。

1研制背景及意义研制意义

本系统是基于AT89S52单片机的照明控制系统，构成全分散式微机灯光控制系统，有效地解决了一些照明控制系统的不足。该系统技术先进，成本低，能起到节能减排，方便管理的效果，达到良好的经济效益。2作品设计方案2.1硬件设计：1.红外传感器2.光亮照度传感器3.

控制单元4.人机接口5.

驱动电路6.开关电路设计方案2.2软件设计：1.判断人员有无模块2.控制算法模块3.PWM调光模块4.人机接口程序2.1硬件设计系统框图2.1硬件设计1.红外检测人部分

构成电路的主要元器件为HC-SR501人体红外感应模块、NPN8050三极管和二极管等。当有人进入感应范围则输出高电平约3.3V，人离开感应范围则自动延时并关闭高电平。当确定有人后，输出的高电平送NPN8050三极管的基极，然后三极管导通，起反向器的作用，送单片机P2.0管口低电平并且指示灯亮。2.1硬件设计1.光采集电路

光采电路主要构成的元件器是光敏电阻5537和ADC0804等。光敏电阻随着光照的不同而阻值不同，其分压也就不同，从而对光的强度进行实时的检测。经过反复的测试，将阻值分为几个不同的区域，这些阻值区域对应相应的电压范围，电压经ADC0809后成为数字量送单片机P1口。2.1硬件设计3.LED灯信号控制电路我们采用电磁式继电器控制LED灯亮与不亮的信号。由于单片机端口输出的电流无法使电磁式继电器的线圈闭合，经过测试电磁式继电器线圈闭合的电流大约为60-70mA，我们采用NPN8050三极管作为放大器以驱动线圈闭合，由于继电器的线圈是感性负载，为保护三极管我们要在其两端反并联一个IN4007作为蓄流作用。当控制照明LED的端口P2.3，P2.4，P2.5有指令输出时（高电平），NPN8050导通，线圈闭合。2.1硬件设计3.LED灯的驱动电路

LED灯的驱动有恒压与恒流两种驱动方式。LED特性是随着电压波动电流变化大，这样很容易烧坏LED。因此我们采用的是恒流驱动方式。经过变压，整流，滤波，稳压后得到+12V的电压。然后采用恒流芯片LM317得到300mA的恒流源。2.1硬件设计3.LED灯PWM调节电路

我们采用脉冲宽度调制方式（PWM）来调节LED灯的亮度，根据采光的值来调整占空比（周期不变），使电子开关不断的闭合与断开，其开断频率可以到达很高，从而控制流过LED的平均电流，以到达控制LED亮度。硬件上采用三极管作为电子开关。2.1硬件设计3.LED灯PWM调节电路

2.2软件设计系统流程图

3应用与展望应用该系统主要使用在教室能室内场所，使室内照明情况能够根据天气情况和室内人员数量情况而实现自适应控制，以达到节约电能的目的。3应用与展望展望ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据数率、低成本的无线传感器网络技术，完全能满足智能照明控制系统的性能和容量的需要。

接下来，我们将构建一个基于ZigBee的无线通信技术的微机照明控制系统，并可通过串口通信将室