基于多探测传感器的智能灯控系统

　　随着各类大、中专院校的扩招，教室扩建、照明设备需要急剧增加，而由于管理的不到位以及照明系统本身的局限性，往往造成电能的巨大浪费。传统的灯控系统一般是基于声或光控制，存在检测方式单一、不够灵敏、精度不高、范围低等缺陷，经常会有电能的浪费。因而，设计一个智能灯控系统很有必要。

　　引言

　　依据节能、环保的要求，设计出基于多探测传感器的智能灯控系统，可以大大提高灯控系统的可靠性、探测能力，特别适用于高校教室、楼道等公共场合，实现灯控的智能化，从而节约电能、环保，方便管理，具有重要的现实意义。

　　1 系统结构和工作原理

　　1.1 系统结构

　　本系统主要以单片机总控制为核心，由微弱声音放大检测、可见光检测、步进电机旋转热释电红外传感器、A/D转换、液晶显示等模块以及控制电路组成。系统框图如图1所示。

　　1.2 工作原理

　　本系统以单片机AT89S52为核心，采用光照检测、声控以及步进电机旋转热释电红外等传感器进行环境探测。系统首先启动可见光模块，通过光一流一压转换后，经过A/D转化为数字量并通过液晶显示。若是电压较小，说明了亮度不够，则继续检测声音。若是声音较大，则在短时间内调用步进电机模块，检测是否有人;否则，每隔15 min定时检测。因为在实际过程中，设置声光的阈值都缺乏直观性，所以使用液晶电压显示进行判断。光、声的阈值可以根据不同地方的实际情况通过软件进行调整。

　　2 硬件设计

　　2.1 微弱声音放大检测模块

　　从麦克风接收到信号后由三极管9013初次放大，然后由集成放大器LM324的两级放大，得到交流电压。由于模数转换时需要直流电压值，所以再通过万用表交直流转换电路，选用整流芯片AD736，使用单电压供电低阻抗电路。

　　当被测交流电压超过200 mV时，必须在AD736前加一级分压器。经过交直流转换的电路之后，V0输出相对比较微弱，所以经过LM324进行放大，最后的输出能够达到理想值。该模块如图2所示。

　　2.2 可见光检测模块

　　可见光检测模块采用LX1970作为核心芯片。LX1970是美国微型半导体(Microsemi)公司推出的一种能实现人眼仿真的集成化可见光亮度传感器。该模块采用测量白光亮度电路(如图3)。利用src端输出光-流转换的结果，然后实现流压转换。该芯片性能稳定，灵敏度极高。

图3

　　2.3 步进电机旋转热释电红外传感器

　　热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。本设计所采用的是PIR热释电传感器，安装有菲涅尔透镜，感应距离7 m，感应角度110°。具有全自动感应、光敏控制、两种触发方式(不可重复触发方式，可重复触发方式)、灵敏度高、微功耗等特点。当人进入其感应范围，则输出高电平，人离开感应范围，则自动延时关闭高电平，输出低电平。但是该热释电红外传感器只能检测到动态，所以对于长时间处于相对静态的存在无法检测的缺陷。热释电红外传感器前置放大电路如图4所示。