張友懿　王澤平　項秋

在當(dāng)今大多數(shù)樓道中的照明燈和應(yīng)急燈并不具備智能照明功能，造成大量能源浪費，本設(shè)計是以STCl2C5A60S2單片機為控制核心，將照明燈和應(yīng)急燈作為一個控制整體進行設(shè)計，通過判定是否斷電，是否為白天，是否有人通過等情況控制燈的照明亮度，從而實現(xiàn)節(jié)約電能，延長燈具使用壽命的目的。

引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高層建筑也越來越多，其中樓宇安全問題也日顯突出，在消防安全方面，樓道的照明不容輕視。

據(jù)調(diào)查，當(dāng)今的很多樓道中的照明燈大多采用LED燈作為照明光源，在實際使用中，大多情況都是24小時不間斷照明，并且很多樓道安裝的消防應(yīng)急燈在樓層停電時會不分白天黑夜的點亮，無疑會造成大量能源浪費，縮短燈具使用壽命。

針對上述現(xiàn)象，現(xiàn)設(shè)計一種可應(yīng)急智能樓道照明燈。在設(shè)計中，樓道照明燈和樓道應(yīng)急燈進行了結(jié)合，在樓道通電的情況下進行正常照明，當(dāng)樓道停電時進行應(yīng)急照明，該智能照明燈還可以根據(jù)樓道的實際情況進行照明調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)總體設(shè)計

本設(shè)計是以單片機為控制核心，在正常通電和停電兩種情況下，通過判定樓道的實際光照和有無人員通過的實際情況，控制燈具的照明。

該樓道照明燈的功能如下：

1.自動切換功能

在停電時，燈具將由正常照明模式自動切換為應(yīng)急照明模式，在通電時，燈具又將由應(yīng)急照明模式切換到正常照明模式；

2.充電、放電保護功能

燈具中包含有電池的充電和放電環(huán)節(jié)，而為了保證電池使用壽命的長度，需要防止電池的過充和過放，通常在充電過程中電池充滿后就需要對電池進行涓流充電，在放電過程中，電池電壓達到額定電壓的80%就需要斷開放電電路；

3.光強檢測功能

燈具可以通過檢測樓道的光照強度，來判斷樓道是在白天還是在夜晚，進而決定是否打開人體紅外檢測開關(guān)；

4.人體紅外檢測功能

通過光照強度判定樓道的光照強度為夜晚后，人體紅外檢測判定樓道是否有人通過樓道，如果有人通過，燈具就會點亮。

整體設(shè)計避免了在白天的時候燈點亮，夜晚沒人的時候點亮等能源浪費現(xiàn)象。

系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)是以STC12C5A60S2單片機為核心的，這款單片機具有A/D轉(zhuǎn)換功能，運行中，單片機通過讀取電池電壓大小做出對電池過充、過放的保護，通過光度傳感器和人體紅外檢測器進行控制燈的照明情況。

1.系統(tǒng)供電電路設(shè)計

本設(shè)計采用的是LED燈照明，并且選用18650鋰電池為充電電池，兩者都需要直流電供電，所以在設(shè)計中需要用到整流、濾波、穩(wěn)壓等電路。設(shè)計中采用全波整流，電容進行濾波，由于穩(wěn)壓對于充電過程要求比較嚴(yán)格，所以采用LM317芯片穩(wěn)壓。LM317芯片可以通過調(diào)節(jié)電位器進行調(diào)節(jié)輸出電壓，此時輸出的電壓大小為6V，電路圖如圖1。

2.感光電路和人體紅外傳感電路的設(shè)計

在本設(shè)計中并不需要檢測特別精確的光強，但卻要準(zhǔn)確的判斷是否有人，所以測光時采用LXD55系列光敏電阻，而檢測是否有人用AMLX90614ESF紅外測溫傳感器，感光元件通過雙電壓比較器集成電路LM393連接單片機，而紅外測溫元件與單片機通過12C總線進行通信。電路接線圖如圖2。

3.過充/放保護電路及自動切換電路的設(shè)計

過充保護是在正常通電時，單片機由P1.O口讀取電池電壓，并進行判斷，當(dāng)電池電壓達到額定電壓時，則單片機判定此時電池將處于過充狀態(tài)，此時使Q1截止，讓電池進行涓流充電；過放保護則是在停電的時，整個電路由電池供電，當(dāng)電壓下降到額定電壓的80%時，此時穩(wěn)壓管D8不能導(dǎo)通，繼電器RL2不能吸合，便斷開了電源。電路由外部供電轉(zhuǎn)換到由電池供電過程中，單片機會出現(xiàn)掉電的瞬間，所以通過繼電器實現(xiàn)電路的自動切換的過程，這樣既能保證單片機在掉電過程中不需要執(zhí)行任何操作，又能實現(xiàn)單片機的迅速通電，電路圖如圖3。

系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計中，主要是對斷電與否、白天與否、是否有人等情況做出判斷，進而控制燈具照明情況。系統(tǒng)程序流程圖如圖4。

總結(jié)

本設(shè)計很好的解決了樓道正常照明和應(yīng)急照明在白天、夜晚沒人時仍保持照明的問題，大大降低樓道照明方面的能源浪費，并且本設(shè)計運行穩(wěn)定，判斷準(zhǔn)確，使用壽命長，具有很大的推廣價值。

（作者單位：貴州師范大學(xué)機械與電氣工程學(xué)院）