基于单片机的节能照明系统设计

王广胜

摘要：节约能源成为了目前的主流话题，通过利用单片机对照明系统进行控制，可以有效的节约用电量，减少能源损耗，从而达到节能的目的。

关键词：单片机；照明系统；节能

在低碳经济的今天，电力资源的短缺给我们带来许多问题，而在城镇中照明系统的电力消耗成为了非常具体的问题。据最新消息表明，每年在照明系统中的损耗占到了总发电量的12.7%。所以，必须通过简单实用的节能照明系统来达到节能的目的，这样为实现节能减排，创建绿色城市带来了可能。

大多数情况下，部分照明系统都是手动操作，操作人员通过控制开关的方式来实现对照明系统的管理。但是，大多数的照明情况是多个光源长期点亮，就算没有人员经过也会长明；部分人员在离开相应照明地方的时候会忘记关灯；这些现象造成了“长明灯”的现象出现较多。这种情况的发生也造成了电力的极大浪费，

针对以上的问题，有必要设计一种节能照明系统，以检测人体红外及温度的传感器为基础来判断用电区域的人员状况。该系统能够有效地通过智能控制系统解决照明中的浪费问题，节约了电力资源。

1. 系统总体设计方案

在本系统中，通过将单片机置于核心地位从而构建控制系统。在此系统中，人体红外检测模块和光路控制节点需要成为系统的组成部分之一。下圖是系统整体设计图。

在本系统中，光敏电路的功能主要是针对外界光照强度进行检测，当外界光照强度到达一定程度的时候，即使有人处于体感检测区域内，也不会开启照明电路。体感电路主要是针对人体是否处于照明电路之内，当有人处于区域之内将会开启开关。照明控制器控制照明设备的启动。

2. 系统硬件设计及结构

2.1光敏电路模块设计

光敏电路主要用于检测区域内的光线照明强度。在此模块中，传感器得到相应的光感数据之后，将数据传输到数据处理模块中。数据模块将光感强度与系统内预设值进行比较，从而判定是否需要照明器材工作。

2.2 体感模块设计

在本照明系统中，体感电路判断是否有人进入到需要照明的区域，通过体感电路GH-718和CC2530来实现该控制电路。

在该模块的工作过程中，体感传感器将以0.5秒的频率对区域内的数据进行采集。当区域内有人出现的时候，传感器将向模块输入高电平，反之，将输入低电平。

2.3数据处理模块

在该模块中，通过对光敏电路数据和体感数据进行分析，判断光照强度和人体信息是否应该开灯，并将控制器命令发送至控制模块，完成对照明系统的控制。数据处理模块原理图2所示。

3. 系统软件设计

本系统采用汇编语言和C语言实现。系统流程图如下所示。

软件部分主要是通过完成光敏系统以及红外体感系统的输出信号进行处理，光照较弱的时候，红外体感系统对人体进行检测，如果有人的时候则为高电平，系统控制照明设备点亮并按照相应的时间进行演示，若检测到室内无人的时候，则照明系统关闭，并重新对电路进行检测。

4. 结语

基于单片机的节能照明系统设计主要是针对光照区域内光线的强度以及人体是否在照明区域内作为系统检测的对象，根据检测的结果来判断是否进行照明系统的关闭和打开。CC2530控制器更加智能化与数字化，通过简单的传感器的设置，节约了能源，并且易于实现。

[1]赵新民.智能仪器原理与设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008；

[2]白二静，贾倩.基于单片机的教室节能控制器的设计[J].中国电子商情科技创新，2013（20）：80-82.

[3]蒋建平，陈辉.基于CC2530的ZigBee无线城市路灯控制系统的设计[J].测控技术，2012（9）：84-87.endprint