基于SCADA的教室照明控制系统设计

改造者：李艳苹 高 辉 宋起超 吴东艳 张凌志

基于SCADA的教室照明控制系统设计

改造者：李艳苹 高 辉 宋起超 吴东艳 张凌志

随着各种能源的紧缺，人们对节约能源也越来越重视，但节能的同时又不能影响人们的生活、工作和学习。照明，我们每天都在用，无论家里、单位还是其他公共场所，然而，有时候你会发现来自太阳的光线已经足够满足我们的需求了，我们还在开着灯，这实际上就是一种能源浪费。因而，设计一个照明控制系统是很有必要的。本文使用STC89C52单片机为控制器设计了一个教室照明控制系统，该系统可以根据光照度以及室内人员情况控制室内照明，具有一定的智能性，既不影响学生和老师的正常上课和学习，又最大限度地节省能源。同时，使用组态软件完成上位机程序编写，实现在监控室监控教室照明设备的状态。

学校教室主要的能源消耗就是照明，目前，大多数的学校教室仍然采用传统的照明方式，即一个开关控制几个灯，这种方式操作简单，但是，不具有智能性，一旦开了就有可能不用的时候也在开着，这就形成了资源浪费。

本文设计的教室照明控制系统，以STC89C52单片机为控制核心，结合光照度和教室内人员情况对教室内照明进行控制，具有一定的智能性，相对于传统照明方式，本文设计的照明控制系统很大程度上节约了能源。

教室照明控制系统的总体方案

硬件设计包括室内人体感应模块、光照度采集模块、电灯控制模块、串口电路等。系统整体方案框图如图1所示。

教室照明控制系统的硬件设计

微处理器最小系统

微处理器最小系统如图2所示。

串口通信模块

局域控制器与上位机之间通过RS232进行通信，MAX232转换电路如图3所示。

图1 系统整体方案框图

图2 微处理器最小系统

图3 MAX232转换电路

图4 热释人体红外电路图

图5 光度采集电路图

图6 下位机主程序流程图

热释电红外探测模块

热释人体红外模块电路如图4所示。

光度采集电路如图5所示，图中主要由接近人眼反应的光敏二极管，集成运算放大器，模数转换获取 16 位数字数据电路组成，其中集成运算放大器是电路的核心。信号经过集成运算放大器：将 PD 电流转换为 PD 电压，送入A/D转换电路，通过单片机处理后，最终作为系统应用程序进行开关总电源判断的依据。

图7 上位机主程序流程图

照明控制系统的软件设计

下位机主程序流程图如图6所示。

上位机主程序流程图如图7所示。

结束语

本设计采用的是以STC89C52微处理器为核心的基于SCADA的教室照明控制系统。整个系统主要由微处理器、室内人体感应模块、光度采集模块、电灯控制模块、RS232接口电路组成。该系统可以根据室内的光线和是否有人来控制灯管的照明，能够达到智能控制和节能以及环保的目的。

李艳苹 高 辉 宋起超 吴东艳 张凌志

黑龙江工程学院

1.黑龙江工程学院博士基金，基金号2012BJ21，项目名称：基于SCADA的动力和能源监控系统；2.黑龙江省自然科学基金，基金号E201326，项目名称：基于智能计算的高速铁路路基沉降组合预测模型研究

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.035