基于单片机的智能照明控制系统的设计

通过单片机对传感器采集数据的收集、判断与控制实现了节能控制照明系统，保证区域内的照明亮度，在保证实际使用功效的目标下，达到有效节约能源的目的。单片机在照明节能控制系统中的应用不仅具有良好的经济效益，更具有极好的社会效益，同时也对环保、可持续发展产生深远影响。

1 节能控制系统总体结构和工作原理

为了实现满足一定区域内人员的光照照度需求，节约无效损耗的能源，从而实现能源节约，节能控制系统通过光敏元件即红外热电传感器或人体感应器收集环境数据。当光敏元件检测自然光照达到预定的某一数值时，这一数值被认为当前的自然光照已经达到了区域内使用者的光照要求，因此无需启动照明设备。当光敏元件检测到自然光照地域设定的数值时，表明自然光照不充足，需要补充照明，此时，安装在区域内的人体感应装置或热释电传感器开始收集人体感应信号，相应区域的照明设备被联通并启动。在人离开后，人体感应装置或热释电传感器在一定时间段内收集不到人体感应信号，则认为区域内没有人员存在，无需光照，则照明设备中断并关闭。实验发现热释电传感器在检测人体信号时通常对运动的人体信号检测精度较高，而对静止的人体信号传感器检测精度较差。

而通常在一定区域内的人，例如教室或图书馆中的需要光照的人体，常常处于静止状态，因此为防止人体静止时传感器给照明设备发送错误的信号，导致照明关闭，在设计节能控制系统时加入了红外对射计数装置检测区域内的人体数量，通过人数判断区域内的人是否确实离开。通过双重的检测方式大大提高了人体检测的精度和智能化控制节能系统的科学性和可靠性，从而达到真正智能控制照明系统，节约能源的目的。

图1 所示为节能控制系统总体结构。

2 节能控制系统的总体功效

区域内灯光节能控制器通过单片机的内部程序实现对区域内照明灯管系统进行自动化智能控制和调节。从整个系统的功能效果来看，其系统的输入参数主要是区域内人体存在信号、环境温湿度、光照强度等特征信息当量。即：在区域内检测到有人存在时，结合环境温湿度、环境光照等外部因素，动态判断是否开启灯光系统以及照明灯具相互节能匹配方案等。