張連福

在高校規(guī)模不斷擴大的背景下，其照明用能進一步增加，為降低此項能耗，應(yīng)當(dāng)采用智能照明控制系統(tǒng)?；诖它c，文章首先簡要闡述了高校應(yīng)用智能照明系統(tǒng)的重要意義，在此基礎(chǔ)上從系統(tǒng)的硬件和軟件兩個方面對高校智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計要點進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)Ω咝Ｄ芎牡慕档陀兴鶐椭?/p>

【關(guān)鍵詞】高校 智能照明系統(tǒng) 設(shè)計

1 高校應(yīng)用智能照明系統(tǒng)的重要意義

在建設(shè)節(jié)約型社會的背景下，高校構(gòu)建智能照明控制系統(tǒng)是順應(yīng)時代發(fā)展的必然選擇，其意義具體體現(xiàn)在以下方面：

1.1 降低電費支出

高校智能照明系統(tǒng)可大幅度減少燈具使用時間和能源消耗量，相比較普通照明系統(tǒng)而言，可節(jié)省20%-25%的能源。智能照明系統(tǒng)以保證學(xué)生正常學(xué)習(xí)為前提，自動化開啟或關(guān)閉照明設(shè)備，能夠減少學(xué)校電費支出，節(jié)省辦學(xué)經(jīng)費。教學(xué)樓照明系統(tǒng)是高校照明系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)著重開發(fā)一套教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)，增強照明設(shè)備的自動化控制能力。

1.2 提高照明設(shè)備智能化管理水平

高校智能照明系統(tǒng)引入先進的科學(xué)技術(shù)，利用電子感應(yīng)技術(shù)、電磁調(diào)壓技術(shù)等對照明電路中因不平衡負(fù)荷帶來的額外功耗進行改善，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光調(diào)節(jié)、智能調(diào)光、延時控制等功能，可為教學(xué)樓內(nèi)師生提供更加舒適的光照，促使照明設(shè)備管理更加科學(xué)化和智能化。

1.3 促進高校智能樓宇建設(shè)

智能照明系統(tǒng)是智能樓宇的重要組成部分，該系統(tǒng)能夠獨立運行，對照明設(shè)備進行自動化控制，同時也能夠?qū)悠渌酉到y(tǒng)，成為樓宇智能化控制系統(tǒng)中的組成模塊，提高高校樓宇管理的智能化水平。

2 高校智能照明系統(tǒng)的設(shè)計要點

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

節(jié)能降耗是本系統(tǒng)設(shè)計的主要目標(biāo)，在對系統(tǒng)總體設(shè)計方案進行確定的過程中，必須將該目標(biāo)的實現(xiàn)作為前提，通過軟件與硬件的設(shè)計，來確保系統(tǒng)各項基本功能的實現(xiàn)。在系統(tǒng)的硬件設(shè)計上，采用性能較為先進且技術(shù)比較完善的CAN控制芯片，在考慮性價比和擴展性等因素之后，經(jīng)過比選，最終決定選用AT89S51單片機與CAN控制相連接的控制方式，CAN總線收發(fā)器選用的是飛利浦公司自主研發(fā)的TJA1050型高速收發(fā)器，LIN總線收發(fā)器選用的是與CAN總線收發(fā)器兼容的TJA1020型產(chǎn)品。網(wǎng)關(guān)選用的MC68HC908GZ32芯片，其能夠同時與CAN和LIN進行書庫通信。傳感器的主要作用是進行照度檢測，選用的是TI公司的TSL230產(chǎn)品。軟件設(shè)計方案采用C語言進行相關(guān)軟件程序的編寫，并應(yīng)用當(dāng)前較為流行的模塊化編程方法。下面重點對系統(tǒng)的硬件設(shè)計與軟件設(shè)計進行分析。

2.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.2.1 紅外探測模塊

為實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，本系統(tǒng)在硬件設(shè)計中選用的紅外檢測模塊，型號為HN911L，這是一款低功耗的芯片，其工作電壓僅為DC6V，探測范圍可以達到10m以上，適用于高溫和寒冷的環(huán)境，該模塊在運行過程中，能夠?qū)θ梭w輻射出來的紅外線信號與周圍的環(huán)境輻射信號進行有效的區(qū)分，由此可確保傳感器的運行可靠性。該檢測模塊的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2.2 傳感器的布設(shè)

熱釋電紅外傳感器是紅外檢測模塊的主要組成部分，按照相關(guān)規(guī)定要求，紅外檢測模塊只可以在室內(nèi)進行布設(shè)，由此使得模塊的誤報率與安裝位置和布設(shè)方式有著極大的關(guān)聯(lián)，在對紅外傳感器進行布設(shè)時，必須符合如下要求：傳感器的布設(shè)位置應(yīng)當(dāng)遠離空調(diào)、火爐等控制器變化敏感的區(qū)域；在傳感器探測范圍以內(nèi)不得設(shè)置大型的盆栽、家居、屏風(fēng)等阻隔物；傳感器不可直接面對玻璃窗，如必須設(shè)置在有玻璃窗的地方，則應(yīng)將窗簾拉上；不得放置在氣流活動比較強烈的區(qū)域內(nèi)。由于紅外傳感器對徑向一定的物體反應(yīng)敏感性較低，對橫向移動的物體敏感性較高，因此，為防止紅外探頭出現(xiàn)誤報的情況，應(yīng)當(dāng)選擇一個適宜的位置進行安裝。

2.2.3 CAN總線設(shè)計

為對CAN收發(fā)器TJA1050進行有效的保護，避免系統(tǒng)運行過程中該設(shè)備受到過電流的沖擊，系統(tǒng)硬件設(shè)計中，在CAN收發(fā)器的引腳處可串聯(lián)一個阻值為5Ω的電阻，主要起限流的作用。同時為進一步調(diào)高CAN總線節(jié)點的EMI，在CANH和CANL與地極之間可并聯(lián)2個30pF的電容。

2.2.4 LIN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計

在LIN總線當(dāng)中，網(wǎng)管為主機的主要節(jié)點，通過網(wǎng)關(guān)可以使LIN與CAN進行連接，由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計中并未使用本地喚醒，因此無需在其外部上拉電阻。

2.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計的主要目的是實現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的控制功能，具體的設(shè)計要點如下：

2.3.1 初始化

該項功能主要是由程序初始化模塊來完成，具體包括如下內(nèi)容：CPU時鐘初始化、變量定義、定時器初始化、I/O端口初始化以及A/D采樣初始化等等。

2.3.2 控制程序設(shè)計

在本系統(tǒng)中，控制程序的設(shè)計是軟件設(shè)計的重點，其最終目的是實現(xiàn)系統(tǒng)的各項基本功能，如自動控制和通信等功能。當(dāng)紅外檢測模塊探測到高校教學(xué)樓內(nèi)有人時，控制系統(tǒng)會自行將該區(qū)域內(nèi)的照明燈具開啟，當(dāng)紅外探測模塊檢測不到人體溫度時，便會在一定時間內(nèi)將照明燈具關(guān)閉，由此便可達到燈具的智能化控制。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著我國各大高校的辦校規(guī)模不斷擴大，校內(nèi)的照明能耗隨之增大，為有效解決這一問題，本文提出一種智能照明控制系統(tǒng)，并從硬件和軟件兩個方面對該系統(tǒng)的設(shè)計進行分析。目前。本文設(shè)計的智能照明控制系統(tǒng)已在某高校進行應(yīng)用，自該系統(tǒng)應(yīng)用后，照明用能大幅度降低，由此可見，該系統(tǒng)具有一定的推廣使用價值，可在各大高校內(nèi)進行推廣應(yīng)用。

參考文獻

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作者單位

黑龍江科技大學(xué) 黑龍江省哈爾濱市 150022