智能照明控制系统的设计

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智能楼宇照明控制系统设计

作者：杨涛 刘兴 杨济海 王珺

来源：《无线互联科技》2020年第07期 龙源期刊网

摘; ;要：文章把单片机技术和脉宽调制技术（PWM）结合起来，设计一套智能化楼宇照明控制系统，实现灯光光强的自动调节，即在不改变PWM方波周期的前提下，利用单片机控制PWM的占空比，来改变电压的大小实现照明亮度的调节。该系统可以实现自动调节亮度和异常报警等功能，提高照明系统的节能性和智能性，进而提高智能楼宇自动化水平。

关键词：智能照明系统;STC89C51单片机;脉宽调制技术

随着智能楼宇、智能家居的日益普及，对于照明系统的智能化、人性化要求越来越高，在此背景下，智能楼宇照明控制系统应运而生，该系统的开发应用旨在为用户提供一款节能环保、操作方便、实时智能、适合智能小区的楼宇照明控制系统，实现自动调节灯光亮度和异常报警等功能，符合时代的发展需求。

1; ; 系统功能介绍 龙源期刊网

本系统设计的智能楼宇照明控制系统以STC89C51单片机为核心，采用多种脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术[1]来调节楼宇内公共照明设备的光线强度，可实现以下功能：

（1）能够使用按键在手动模式和自动模式间自由切换。（2）在手动模式下，能够通过按键按照不同需要，提高或降低光线亮度。（3）在自动模式下，系统能够根据时钟控制装置和感光装置调节设备光照强度。（4）在自动模式下，利用动静监测控制技术对公共区域进行监测，1 min内监测不到有人，则降低或者关闭灯光以节约用电。（5）使用期间，如果发生火灾，烟雾报警器会发出警报提醒，系统根据应急状态自动解除调光控制，打开楼宇内应急通道的所有灯光。

2; ; 系统硬件设计

系统以STC89C51单片机最小系统为核心，包括：按键模块、光照强度采集模块、电源模块、人体感应模块、距离测量模块、蜂鸣器模块等，组成智能楼宇照明控制系统。系统结构框架如图1所示，总电路原理如图2所示。

基于单片机实现智能照明控制系统的设计

摘要

随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，为方便生活人们越来越多的在各个场所引入照明设备，照明在能耗中所占的比例日益增加。为了达到方便生活的目的，这些照明设备有时会彻夜开着，从而造成了大量电力能源的浪费。据统计，在楼宇能量消耗中，仅照明就占33%，因此照明节能日显重要。现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、触摸型虽然能自动关闭但不能自动打开、感光型开关在无人期间不能自动关闭……由此研究设计一种既智能又节能的控制系统来替代现有的产品是一件极其有意义的工作。本设计通过AT89C51单片机结合LED显示技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、按键采集与处理等技术来实现对照明设备的智能控制。其原理为：1、单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭。2、单片机通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测，如果亮度满足生活需要则保持照明设备的关闭状态；如果亮度不够则由单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号。3、如果芯片BIS0001检测到人体信号，单片机立刻控制照明设备打开；如果该芯片没有检测到人体信号，单片机控制照明设备继续保持关闭状态。4、照明设备打开时，如果某一时刻单片机检测不到人体信号则延时一段时间后关闭，延时期间如果又检测到人体信号则结束延时。5、根据应用场所及使用人群的不同可以通过设置单片机P1.0—P1.4引脚的状态来设置不同的延时时间值。

本设计的程序采用C语言来编写，并且通过单片机仿真软件Proteus对程序进行仿真，大大提高了设计时间和设计的可靠性。

关键词 单片机 传感器 BIS0001 照明控制 节能

目录

1 绪论………………………………………………………………………………1

1.1 系统研制意义

1.2 国内外研究（设计）现状

2 系统设计方案……………………………………………………………………2

一、智能照明控制系统设计的基本步骤

1. 智能照明控制系统设计过程简述

照明控制系统配置设计一般都在灯光设计和照明电气部份设计之后进行的，根据业主的要求结合灯光设计图及电气设计图进行系统配置。

2.智能照明控制系统设计基本步骤和方法

第一步 核对照明回路中的灯具和光源性质，进行整理。

1)每条照明回路上的光源应当是同一类型的光源，不要将不同类型的光源如白炽灯，日光灯，充气灯混在一个回路内。

2)分清照明回路性质是应急供电还是普通供电。

3)每条照明回路的最大负载功率应符合调光控制器或开关控制器允许的额定负载容量，不应超载运行。

4)根据灯光设计师对照明场景的要求，对照明回路划分进行审核，如不符合照明场景所要求的回路划分。可作些适当回路调整，使照明回路的划分能适应灯光场景效果的需要，能达到灯光与室内装璜在空间层次，光照效果和视觉表现力上的亲密融合，从而使各路灯光组合构成一个优美的照明艺术环境。

第二步 按照明回路的性能选择相应的调光器

调光器的选用取决于光源的性质，选择不当就无法达到正确的和良好的调光效果。因各个厂家调光器产品对光源及配电方式的要求可能有所差异，此部分内容配置前建议参考相应产品技术资料或直接向照明控制系统厂商做详细技术咨询。

如不同光源：白炽灯(包括钨、钨卤素和石英灯)，荧光灯、各种充灯以及照明配电方式不同等对调光器选配要求均不相同。

第三步 根据照明控制要求选择控制面板和其它控制部件。

控制面板是控制调光系统的主要部件，也是操作者直接操作使用的界面，选择不同功能的控制面板应满足操作者对控制的要求，控制系统一般有以下几种控制输入方式：

1)采用按键式手动控制面板，随时对灯光进行调节控制。

2)采用时间管理器控制方式，根据不同时间自动控制。

3)采用光电传感自动控制方式，根据外界光强度自动调节照明亮度

4)采用手持遥控器控制。

一、智能照明控制系统设计的基本步骤 1。 智能照明控制系统设计过程简述

照明控制系统配置设计一般都在灯光设计和照明电气部份设计之后进行的，根据业主的要求结合灯光设计图及电气设计图进行系统配置.

2.智能照明控制系统设计基本步骤和方法

第一步 核对照明回路中的灯具和光源性质，进行整理。

1） 每条照明回路上的光源应当是同一类型的光源，不要将不同类型的光源如白炽灯，日光灯,充气灯混在一个回路内。

2) 分清照明回路性质是应急供电还是普通供电。

3） 每条照明回路的最大负载功率应符合调光控制器或开关控制器允许的额定负载容量,不应超载运行.

4) 根据灯光设计师对照明场景的要求,对照明回路划分进行审核，如不符合照明场景所要求的回路划分.可作些适当回路调整，使照明回路的划分能适应灯光场景效果的需要，能达到灯光与室内装璜在空间层次，光照效果和视觉表现力上的亲密融合,从而使各路灯光组合构成一个优美的照明艺术环境。

第二步 按照明回路的性能选择相应的调光器

调光器的选用取决于光源的性质，选择不当就无法达到正确的和良好的调光效果。因各个厂家调光器产品对光源及配电方式的要求可能有所差异，此部分内容配置前建议参考相应产品技术资料或直接向照明控制系统厂商做详细技术咨询。

如不同光源：白炽灯（包括钨、钨卤素和石英灯），荧光灯、各种充灯以及照明配电方式不同等对调光器选配要求均不相同。

第三步 根据照明控制要求选择控制面板和其它控制部件.

控制面板是控制调光系统的主要部件，也是操作者直接操作使用的界面，选择不同功能的控制面板应满足操作者对控制的要求，控制系统一般有以下几种控制输入方式：

1） 采用按键式手动控制面板，随时对灯光进行调节控制。

2) 采用时间管理器控制方式，根据不同时间自动控制。

3） 采用光电传感自动控制方式，根据外界光强度自动调节照明亮度