智能感应测光照明节能控制技术研究

鲁涛 薛龙飞

摘 要

随着我国现代化的不断发展，人工照明用电量越来越多，占总发电量的10%。因此，为了更好地节约电能和实现照明智能化，需要设计一种相应的照明系统。本文中，主要提出了智能感应测光照明是以红外感应（人体感应）为基础，融入节能技术而形成的一种组合照明控制技术。

关键词

节能;智能控制;照明系统

中图分类号： TM923.34          文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.049

Abstract

With the continuous development of China's modernization，the power consumption of artificial lighting is more and more，accounting for 10% of the total power generation.Therefore，in order to save electric energy and realize intelligent lighting，it is necessary to design a corresponding lighting system.In this paper，the intelligent induction metering lighting is a combined lighting control technology based on infrared induction（human body induction） and energy-saving technology.

Key Words

Energy saving;Intelligent control;Lighting system

社会在不断发展进步，人们的生活有了很大的改善，他们希望自己的生活更加智能化，这就促进了未来家电智能化的发展。目前，智能照明的控制技术包括遥控照明、感应照明、触控照明等几种。现在智能感应测光照明节能控制技术深受人们青睐，它更加智能和节能，主要通过探测身体向外界散发红外光线来启动照明，其是一个集成化智能控制系统。下文侧重对智能感应测光照明节能控制技术予以介绍。

1 概述

传统的照明控制系统一般是人们通过开关进行照明控制，人们必须到安装开关的地方才能控制开关，非常不方便，而且也有安全隐患。科学技术在不断发展进步，电子技术也有了突飞猛进的发展，照明系统出现了更多的控制方式，比如声控、光控等。这些新型控制方式较传统机械开关控制形式来说更加便捷、智能。但是这些控制方式也存在一定的弊端，比如声控灯灵敏度不够，需要很大的声音才能调控，而光控照明操作单一。因此，这两种方式都不是令人满意的光照控制形式。为了规避这些问题，使照明控制系统更加智能、节能和灵活，本文提出了一种智能感应测光照明节能控制系统，这种系统主要是通过热释红外传感器对人体进行感应，同时利用光敏电阻感光原理接收监测到的相关参数。这种系统能进一步提高照明质量，使光源寿命更长，同时节能降耗，對人们来说应用起来非常方便。

这种系统通过热释红外传感器检测是否有人到来，根据检测情况控制照明，更加节能和智能。通过亮度感应器检测环境中光的强弱，然后系统对返回来的参数进行智能判断，从而决定照明灯光的亮灭，在这个过程中，一切都是智能的，不需要人工手动控制，同时，还可以根据用户的需求选择多种灯光效果，还能利用无线遥控进行照明控制，这就给人们的生活带来了巨大便利，人们看到喜欢的灯光会在一定程度上改善自身的心情，这无疑给忙碌的人们带来一丝慰藉和温暖。只有受到人们喜欢的，才能走的更长久。

2 系统功能概述

本文中，主要提出了智能感应测光照明是以红外感应（人体感应）为基础，融入节能技术而形成的一种组合照明控制技术。控制系统以单片机为核心，包括红外线检测模块、光照检测模块和功能性照明控制模块等，并设计外围控制电路，从而使控制系统变得更加智能。具体如下：

2.1 红外检测模块

主要是检测是否有人在，然后将检测到的参数反馈给单片机，从而使单片机掌握室内人员情况，决定照明的亮灭和延时。显然，在这个过程中，是以单片机为控制器，通过设计的热释红外传感器进行检测，人在时候的红外线和人离开时的红外线，并根据这些变化调节照明的亮灭，达到人体红外自动开关的作用。当人出现在范围内时，照明设备则会自动进行照明，人离开时自动灭灯。如此一来，既环保，也便利。

2.2 光照检测模块

光照检测模块主要是检测室内光线参数，然后将这些光线参数反馈给单片机，使其确定是否有必要开启照明。光照检测模块的功能是利用光敏电阻的感光原理来检测室内的光线是否充足决定是否开启照明。一般而言，常用的感光材料的主要成分主要包括了金属硫化物，硒化物和碲化物。 通常光敏电阻用于测量光强，在一定外加电压下，光敏电阻在不同程度的光照强度下，光电流不同，且呈非线性正比关系。人眼对光的灵敏度和可见光（0.4～0.76μm）很接近。

2.3 功能性照明控制模块

功能性照明控制模块是按照明的微控制器的输出信号的控制装置。可以根据人们的需求进行照明调节，还可以对照明进行延时，使人们充分感受到照明的作用，但又不浪费电能。同时，通过与前面两个模块的紧密配合，可以实现实时调节和控制灯光的照明，在实现智能控制的同时，有效的达到节能的目的。

3 系统硬件电路设计

3.1 热释电人体红外检测电路

自然界的各种物体都有不同的温度，从而发出符合自身特征的红外线。人体也有独特的温度，一般在37℃，其红外线波长在10μm左右。红外传感器就是通过热释电效应来接收人体发出的红外线波长，从而判断是否有人存在。当红外传感器探测区域无人时，会探测背景温度;当红外传感器探测区域有人时，就会将探测到的温度与探测到的背景温度相比较，从而判断是否有人在此区域活动。另外，热释电传感器内含有菲涅尔透镜，这样就可以只接受人体的红外线波长，从而更好地对人体进行识别，避免多种红外线波长干扰导致识别不清晰。这种红外传感器探测的就更加智能化，能够准确判断探测区域内人体活动情况。

3.2 环境光强度检测电路

该电路最大的特征，就是借助于光敏传感器对室内光线强度进行检测，在电路组合的辅助下把光线强度转化为相应的电压值，微电脑接受到电压信号之后对光源与光照强度加以控制。

因此，要根据人眼感受到的光线强弱对电阻进行调整，使之更好地符合人体的生理机能。节能灯、日光灯、白炽灯等都可以运用光控制电路，光敏电阻的光敏特性取决于所运用的材料，在选择材料时需要重点关注光谱范围的宽度与灵敏度，即当光照强度发生改变之后，确保电阻值的相对变化比值达到要求。

3.3 微电脑控制电路

之所以要用微电脑控制电路，就是为了准确判断室内是否有人及自然光的强度，在此基础上对室内照度加以控制。在这一过程中，微电脑等同于人的大脑，是一个庞大的分析判断中心，先在微电脑中设定好光强度阈值，遵循照度优先的原则来控制各种照明灯具。对其原理进行分析，根据热释电红外传感器能否接受到探测信号来判断室内是否有人，与此同时，还会依据接收到的室内光强度对电压信号进行检测，以此来分析需要将光照度调整到何种状态。如果自然光照度达到了阈值，则不需要打开照明灯;如果自然光照度低于阈值，且探测区域内有人正在阅读或学习，会打开照明灯。打开照明灯之后，红外照明控制系统也会继续进行检测，判断室内是否有人员存在并对室内自然光强度做出判斷。如果探测区域内无人或是光照度较高时，会自动关闭无人区域的灯，达到降低能耗的目的。

4 结语

对于电气设计人员而言，在设计过程中最需要考虑的就是节能，应该结合建筑物的具体特征、等级、使用需求等多方面的内容制定出最合理的灯具布置方案。要根据照明场所的不同性质来设计照明控制系统，在多种组合中做出合理选择。要想达到节约能源、提升照明质量的目的，也可以逐步尝试在开关控制器中安装智能芯片，实现对每一盏灯的精细化控制，增强开关的灵活性，真正实现智能控制，达到“人来灯亮、人走灯灭”的目的，为室内照明节能管理制定出行之有效的方案。

参考文献

[1]吴宁，尚坡利，高迪.智能照明控制系统设计[J].中国建材科技，2019，28（02）：144-145.

[2]李莉.图书馆建筑中光源智能管理的可行性分析[J].图书馆工作与研究，2018（S1）：70-71+78.

[3]欧海燕，翁秋华，陈业旺.室内灯光智能控制系统的设计[J].电脑与电信，2017（04）：50-53.

[4]林学山， 公共建筑高效照明节能控制技术集成于应用. 重庆市，重庆电子工程职业学院，2015-10-18.