声光同时控制的路灯照明电路的研制(文献综述).doc

声光同时控制的路灯照明电路的研制文献综述 作者：钟文俊 指导老师：尹建平摘要：传统的一开一关的控制方式，制约了现代人快节奏的生活方式。随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对家庭的照明系统提出了新的要求，除了要控制照明光源的发光时间、亮度，还要与家居子系统配合。一个优秀的智能照明系统可以提升家庭环境的品质，确保家庭生活的舒适和健康。所以，网络开关代替传统开关，智能照明系统代#统照明系统， 是家居智能化过程中的必然一步。关键词：灯光控制 智能 随着计算机科学技术的发展,在智能建筑的方面的应用也越来越广泛。目前，效率低、能耗高是国内大多数智能建筑的不合理的地方。就智能建筑中灯光控制系统的应用仍然存在一些问题,比如灯是从早到晚开着的,不管这些房间或楼道是否有人，即使光线己经足够亮。或者，当照度很高时，灯不能及时关闭；反之，当自然光照度难以满足人的需求时，又不能及时打开灯光。这种照明方式,造成大量能源的浪费，还不能满足人对照明的基本需求。现代照明系统主要解决能源的尽可能节省和方便使用办法。以及满足人类工程学的个性方面的要求。特别是近年来大厦内利用计算机工作的人员比例上升，不同视觉要求的工作的数量和复杂程度大大增加。所以，要做到合理、经济、节能,首先应采用先进成熟的技术和产品，如电光源、灯具、照明控制设备等，另外，还要选择合适的照明方式和照明控制系统。因此，适应不同个人和工作需要，结合自动调节与手动调节的智能化照明系统已经成为必不可少了。 一、国内外的研究现状和发展趋势当今的灯光艺术己经成为了一门走在时代前沿的时尚艺术。灯具的种类也由以前构造简单、功能有限的白炽灯、荧光灯、聚光灯等发展为今天的镜片反射式电脑灯、摇头式电脑灯、变色灯、电脑追光灯激光灯等构造复杂、精密，功能丰富多样的现代灯具。像我们经常在电视节目上看到的舞台灯光、城巿景观灯、舞厅的各种闪光灯、街道上的霓虹灯等，其艺术性和表现力都产生了质的飞跃。在基本光满足必要的照度和色调的基础上，根据场景气氛的需要可以自由地组合出千姿百态、绚丽多彩、变幻无穷的灯光景观。实现了艺术上的创新与突破，不断创造出令人惊叹、叫绝的视觉艺术效果，给人们带来了美的享受和心灵上的震撼。就连我们最常见的楼道灯也一改过去那种人不开不亮，不关不灭的形象。在我们生活的小区和工作的办公楼等地，每到晚上我们上下楼梯时，只要我们用手轻轻一摸开关上的按钮，灯就亮人走后没一会灯又自动熄灭。或是天黑走过楼梯通道时，当有脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明。当人们进入房内或离开楼梯，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音楼道灯也不会亮。之所以出现这种效果，要归功于现代科学技术的发展其中很重要的一点，就是现代电子技术的发展和创新。它主要是利用一些电子元件，应用数字电子技术的逻辑器件设计电路进行控制。像舞台上的灯光就是运用现代数字电子技术，按照场景的需要通过电脑程序进行控制，像楼道的灯就是通过安装一些电子开关进行控制。现在国家正在大力提倡节能减排，虽然关灯在有些人看来是件小事，也省不了多少电，但如果全国所有公共场所及家庭都使用新型节能开关，这样既避免了人们在黑暗中摸索开关的不便，又可以避免人们忘记关灯而造成浪费。聚少成多，那也将是个惊人的数字， 也一样能达到很好的节能目的。电子开关的种类很多，有触摸式延时开关、声光控延时开关、红外线感应开关等。前而讲的楼道灯就是安装了触摸式延时开关和声光控延时开关这两种新型的电子开关工作原理。触摸式延时开关的工作原理其实很简单。它就是由电源电路、晶闸管、可控硅、开关电路、延时电路等几部分组成一个自动开关控制电路。平时，整个电路处于断幵状态，灯不亮。当人手触摸一下电极，开关外壳上的金属片时，人体泄漏电流形成回路，产生一个触发电压，使得电路中的触发器发生变化，开关开通，灯亮，同时给延时电路中的电容充电。人手拿开后，电路失去触发电压，开关断开，此时电容向外放电，即延时电路发生作用，延长一段时间后，即电容电量放尽，灯灭。若要延长或缩短延时时间，可以增大或减小电容数值来实现声光控延时开关。声光控延时开关，顾名思义，就是利用声音和光来控制开关的开启，若干分钟后延时开关自动关闭。这种开关在电路中增加了一些与门电路、话筒和光敏电阻，由光控电路、声控电路和延时电路三大部分构成。简单地说，就是利用话筒接收声音信号（脚步声、掌声等）并转换成电信号，经过耦合、放大等处理后，变为电子开关的开关动作。白天光线较强时，光敏电阻阻值很小，两端电压几乎为零，整个电路不具备光控条件，电子开关呈断开状态。此时，即使有再大的声响，灯也不会亮。夜晚光线较弱时，光敏电阻阻值很大，两端电压高，光控电路呈导通状态，当有外界声音信号时，经过声控电路的处理，电子开关闭合， 灯亮。然后通过延时电路的作用，持续一段时间后，开关断开，灯灭。从声光控幵关的结构上分析，开关面板表面装有光敏二级管，内部装有柱极体话筒（或其它样式的放射、而光敏二极管的敏感效应，只有在黑暗时才起到作用。也就说当夭色变暗到一定程度，光敏二级管感应后会在电子线路板上产生一个脉冲电流，使光敏二级管一路电路处在关闭状态，这时在楼梯口等处只要有响声出现，柱极体话筒就会同样产生脉冲电流，这时声光控制开关电路就连通起作用。红外线感应开关的主要器件为人体热释电红外传感器。在被动红外探测器中有两个关键性的元件，一个是热释电红外传感器(PIR)，它能将波长为8-12皿之间的红外信号变化转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在被动红外探测器的警戒区内， 当无人体移动时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进入警戒区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。另外一个器件就是菲涅尔透镜，菲涅尔透镜有两种形式，即折射式和反射式。菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射反射）在PIR上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这样PIR就能产生变化的电信号。人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10微米左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10微米左右的红外线而进行工作的。人体发射的10微米左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能触发开关动作。当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，开关向动接通负载，人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内无动作，开关延时（时间可调皿65-120秒）白动关闭负载。二、总结与展望发展趋势：（1）品牌集成将是智能照明的发展趋势品牌集成将是智能照明的发展趋势。将不同品牌的产品集中到一个平台上的最大好处， 就是可以将各品牌的最好产品集中到一个项目中来，从而完善家居的智能化。事实上，市场上照明产品种类繁多，如果要求所有的设备都是同一厂家的产品，或一个系统只能用同一个厂家的所有产品配套，也是不现实的。而且，客户在性能和价格上也缺乏自主权一要么全盘接受，要么只能全部放弃。统一的控制平台则能很好地兼顾各方利益，客户可以选择任意产品，只要它在性能上也符合要求，这样，客户在预算上也会有很大的主动性。（2）走向以人为本的科学化照明智能化照明将从纯粹的智能功能的发展转向更注重人的行为的智能照明。以人的行为、视觉功效、视觉生理心理研究为基础，开发更具有科学含量的，以人为本的高效、舒适、健康的智能化照明。（3）满足个性化、层次化的照明智能技术与照明的结合使照明更进一步地满足不同个体、不同层次群体的照明需求，是使照明从满足一般人的需求到满足个体、个性需求的必不可少的技术手段。这也应该是智能照明的发展方向。（4）智能技术与新光源及新照明技术的结合，创造崭新的照明文化智能技术和电子镇流器等新照明光源和照明技术的结合，将构筑崭新的照明技术平台， 其应用领域从智能家居照明到智能化的城市照明，有无限广阔的前景，并且正在创造一种崭新的高技术和科学思想含的照明文化。参考文献1.李华.MCS-51系列单片机实用接口技术M.北京航空航天大学出版社.1999. 2.宗华光，李大塞.多单片机应用技术M.国防工业出版社.2003.3.陈粤初等.单片机应用系统设计与实践M.北京航空航天大学出版社.1992.4.马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计M.北京航空航天大学出版社.1997.5.吴金戌.8051单片机实践与应用M.清华大学出版社.2002.6.王福瑞.单片微机测控系统设计大全M.北京航空航天大学出版社.2002.7.陈明荧.8051单片机课程设计实训教材M.清华大学出版社.2004.8.张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术M.国防工业出版社.2001.9.胡汉才主编.单片机原理及其接口技术M.清华大学出版社.1996.7.10.何希才.传感器技术及应用J.北京航空航天大学出版社.2005.11.赵家贵.传感器电路设计手册J.中国计量出版社