教室灯光智能控制

摘要：教室灯光智能控制以STC89C52单片机为控制核心，以红外传感器检测人的存在与否，采用光敏电路和电压比较器电路检测并判断环境光的强弱，根据教室合理的开灯条件，系统自动识别是否有人存在，并智能判断环境光线的强弱，完成对教室照明的智能控制，以节省用电。

关键词：单片机 红外传感器 智能控制

对灯光的智能控制，国内外已经开始采用，但对教室灯光的控制，尤其是我国教室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善，依然是传统式的人工管理。各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，这种的浪费与当今的节约能源理念相违背。本文所设计是一种基于STC89C52单片机的教室灯光智能控制系统，实现对照明系统的人性化智能管理，实现自动、手动灯光控制相兼容，以节约用电。

一、教室灯光智能控制的设计

本文所设计的教室灯光智能控制系统以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数。在自然环境光较强时，无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。

二、硬件设计

1、 单片机最小系统

在单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。两个电容C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，典型值为30pF。晶振典型值为12MHz。复位采用按键手动复位。

2、人体感应模块设计

人体存在传感器采用热释电元件，人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μM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，热释电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判断人体存在的信号。

2、光敏模块设计

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，可用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。本设计利用光敏阻值的变化与电阻进行分压，得到的电压值给LM393进行电压比较，通过10k可调电阻可以实现光线限值的调节，感应光线是的强弱，将信号给单片机处理。

3、继电器驱动模块设计

这里继电器由相应的PNP型号的三极管来驱动，继电器吸合，从而驱动负载，点亮相应电灯。设计中负载没有接，当继电器吸合时，LED也会得电，达到指示的作用。

4、时钟模块设计

时钟芯片采用DS1302，可以提供秒、分、时、日、日期、月年等信息。

5、红外模块设计

红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。本设计中采用的时1838一体化红外接收头。

红外接收头内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容，一般在22uf以上。 有的厂家建议在供电脚和电源之间接入330欧电阻，进一步降低电源干扰。

系统硬件电路如如图1

图1 整机电路图

一、电路软件设计

程序设计的主要任务是通过对单片机系统内部有限硬件资源的合理分配，利用最直接有效的程序设计语言，实现对单片机设备的控制，使这些设备能够进行所期望的操作。

系统的软件总流程图如图2所示。

图2 系统软件总流程图

结论

本设计是以STC89C52单片机为核心部件的教室灯光智能控制系统，结合了红外热释电传感器、光敏电阻配合LM393双电压比较器、DS1302外部时钟和继电器模块组成了智能控制器，能有效地节省各大高校的用电量。可移植性好，不局限于学校的教室灯光控制，可适用于很多场合，控制简便。

参考文献

[1] 徐新艳.单片机原理、应用与实践[M]. 北京：高等教育出版社，2005.

[2]张毅刚.MCS-51单片机应用设计[M]. 哈尔滨工业大学出版社，2004.

作者信息：计京鸿，女（1979.4），汉族，黑龙江绥化市，硕士，讲师，研究方向：电机方向