智能感應(yīng)測光照明節(jié)能控制技術(shù)研究

魯濤 薛龍飛

摘 要

隨著我國現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，人工照明用電量越來越多，占總發(fā)電量的10%。因此，為了更好地節(jié)約電能和實現(xiàn)照明智能化，需要設(shè)計一種相應(yīng)的照明系統(tǒng)。本文中，主要提出了智能感應(yīng)測光照明是以紅外感應(yīng)（人體感應(yīng)）為基礎(chǔ)，融入節(jié)能技術(shù)而形成的一種組合照明控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞

節(jié)能;智能控制;照明系統(tǒng)

中圖分類號： TM923.34 ? ? ? ? ?文獻標識碼： 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

社會在不斷發(fā)展進步，人們的生活有了很大的改善，他們希望自己的生活更加智能化，這就促進了未來家電智能化的發(fā)展。目前，智能照明的控制技術(shù)包括遙控照明、感應(yīng)照明、觸控照明等幾種。現(xiàn)在智能感應(yīng)測光照明節(jié)能控制技術(shù)深受人們青睞，它更加智能和節(jié)能，主要通過探測身體向外界散發(fā)紅外光線來啟動照明，其是一個集成化智能控制系統(tǒng)。下文側(cè)重對智能感應(yīng)測光照明節(jié)能控制技術(shù)予以介紹。

1 概述

傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)一般是人們通過開關(guān)進行照明控制，人們必須到安裝開關(guān)的地方才能控制開關(guān)，非常不方便，而且也有安全隱患?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展進步，電子技術(shù)也有了突飛猛進的發(fā)展，照明系統(tǒng)出現(xiàn)了更多的控制方式，比如聲控、光控等。這些新型控制方式較傳統(tǒng)機械開關(guān)控制形式來說更加便捷、智能。但是這些控制方式也存在一定的弊端，比如聲控?zé)綮`敏度不夠，需要很大的聲音才能調(diào)控，而光控照明操作單一。因此，這兩種方式都不是令人滿意的光照控制形式。為了規(guī)避這些問題，使照明控制系統(tǒng)更加智能、節(jié)能和靈活，本文提出了一種智能感應(yīng)測光照明節(jié)能控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要是通過熱釋紅外傳感器對人體進行感應(yīng)，同時利用光敏電阻感光原理接收監(jiān)測到的相關(guān)參數(shù)。這種系統(tǒng)能進一步提高照明質(zhì)量，使光源壽命更長，同時節(jié)能降耗，對人們來說應(yīng)用起來非常方便。

這種系統(tǒng)通過熱釋紅外傳感器檢測是否有人到來，根據(jù)檢測情況控制照明，更加節(jié)能和智能。通過亮度感應(yīng)器檢測環(huán)境中光的強弱，然后系統(tǒng)對返回來的參數(shù)進行智能判斷，從而決定照明燈光的亮滅，在這個過程中，一切都是智能的，不需要人工手動控制，同時，還可以根據(jù)用戶的需求選擇多種燈光效果，還能利用無線遙控進行照明控制，這就給人們的生活帶來了巨大便利，人們看到喜歡的燈光會在一定程度上改善自身的心情，這無疑給忙碌的人們帶來一絲慰藉和溫暖。只有受到人們喜歡的，才能走的更長久。

2 系統(tǒng)功能概述

本文中，主要提出了智能感應(yīng)測光照明是以紅外感應(yīng)（人體感應(yīng)）為基礎(chǔ)，融入節(jié)能技術(shù)而形成的一種組合照明控制技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)以單片機為核心，包括紅外線檢測模塊、光照檢測模塊和功能性照明控制模塊等，并設(shè)計外圍控制電路，從而使控制系統(tǒng)變得更加智能。具體如下：

2.1 紅外檢測模塊

主要是檢測是否有人在，然后將檢測到的參數(shù)反饋給單片機，從而使單片機掌握室內(nèi)人員情況，決定照明的亮滅和延時。顯然，在這個過程中，是以單片機為控制器，通過設(shè)計的熱釋紅外傳感器進行檢測，人在時候的紅外線和人離開時的紅外線，并根據(jù)這些變化調(diào)節(jié)照明的亮滅，達到人體紅外自動開關(guān)的作用。當人出現(xiàn)在范圍內(nèi)時，照明設(shè)備則會自動進行照明，人離開時自動滅燈。如此一來，既環(huán)保，也便利。

2.2 光照檢測模塊

光照檢測模塊主要是檢測室內(nèi)光線參數(shù)，然后將這些光線參數(shù)反饋給單片機，使其確定是否有必要開啟照明。光照檢測模塊的功能是利用光敏電阻的感光原理來檢測室內(nèi)的光線是否充足決定是否開啟照明。一般而言，常用的感光材料的主要成分主要包括了金屬硫化物，硒化物和碲化物。 通常光敏電阻用于測量光強，在一定外加電壓下，光敏電阻在不同程度的光照強度下，光電流不同，且呈非線性正比關(guān)系。人眼對光的靈敏度和可見光（0.4～0.76μm）很接近。

2.3 功能性照明控制模塊

功能性照明控制模塊是按照明的微控制器的輸出信號的控制裝置。可以根據(jù)人們的需求進行照明調(diào)節(jié)，還可以對照明進行延時，使人們充分感受到照明的作用，但又不浪費電能。同時，通過與前面兩個模塊的緊密配合，可以實現(xiàn)實時調(diào)節(jié)和控制燈光的照明，在實現(xiàn)智能控制的同時，有效的達到節(jié)能的目的。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

3.1 熱釋電人體紅外檢測電路

自然界的各種物體都有不同的溫度，從而發(fā)出符合自身特征的紅外線。人體也有獨特的溫度，一般在37℃，其紅外線波長在10μm左右。紅外傳感器就是通過熱釋電效應(yīng)來接收人體發(fā)出的紅外線波長，從而判斷是否有人存在。當紅外傳感器探測區(qū)域無人時，會探測背景溫度;當紅外傳感器探測區(qū)域有人時，就會將探測到的溫度與探測到的背景溫度相比較，從而判斷是否有人在此區(qū)域活動。另外，熱釋電傳感器內(nèi)含有菲涅爾透鏡，這樣就可以只接受人體的紅外線波長，從而更好地對人體進行識別，避免多種紅外線波長干擾導(dǎo)致識別不清晰。這種紅外傳感器探測的就更加智能化，能夠準確判斷探測區(qū)域內(nèi)人體活動情況。

3.2 環(huán)境光強度檢測電路

該電路最大的特征，就是借助于光敏傳感器對室內(nèi)光線強度進行檢測，在電路組合的輔助下把光線強度轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓值，微電腦接受到電壓信號之后對光源與光照強度加以控制。

因此，要根據(jù)人眼感受到的光線強弱對電阻進行調(diào)整，使之更好地符合人體的生理機能。節(jié)能燈、日光燈、白熾燈等都可以運用光控制電路，光敏電阻的光敏特性取決于所運用的材料，在選擇材料時需要重點關(guān)注光譜范圍的寬度與靈敏度，即當光照強度發(fā)生改變之后，確保電阻值的相對變化比值達到要求。

3.3 微電腦控制電路

之所以要用微電腦控制電路，就是為了準確判斷室內(nèi)是否有人及自然光的強度，在此基礎(chǔ)上對室內(nèi)照度加以控制。在這一過程中，微電腦等同于人的大腦，是一個龐大的分析判斷中心，先在微電腦中設(shè)定好光強度閾值，遵循照度優(yōu)先的原則來控制各種照明燈具。對其原理進行分析，根據(jù)熱釋電紅外傳感器能否接受到探測信號來判斷室內(nèi)是否有人，與此同時，還會依據(jù)接收到的室內(nèi)光強度對電壓信號進行檢測，以此來分析需要將光照度調(diào)整到何種狀態(tài)。如果自然光照度達到了閾值，則不需要打開照明燈;如果自然光照度低于閾值，且探測區(qū)域內(nèi)有人正在閱讀或?qū)W習(xí)，會打開照明燈。打開照明燈之后，紅外照明控制系統(tǒng)也會繼續(xù)進行檢測，判斷室內(nèi)是否有人員存在并對室內(nèi)自然光強度做出判斷。如果探測區(qū)域內(nèi)無人或是光照度較高時，會自動關(guān)閉無人區(qū)域的燈，達到降低能耗的目的。

4 結(jié)語

對于電氣設(shè)計人員而言，在設(shè)計過程中最需要考慮的就是節(jié)能，應(yīng)該結(jié)合建筑物的具體特征、等級、使用需求等多方面的內(nèi)容制定出最合理的燈具布置方案。要根據(jù)照明場所的不同性質(zhì)來設(shè)計照明控制系統(tǒng)，在多種組合中做出合理選擇。要想達到節(jié)約能源、提升照明質(zhì)量的目的，也可以逐步嘗試在開關(guān)控制器中安裝智能芯片，實現(xiàn)對每一盞燈的精細化控制，增強開關(guān)的靈活性，真正實現(xiàn)智能控制，達到“人來燈亮、人走燈滅”的目的，為室內(nèi)照明節(jié)能管理制定出行之有效的方案。

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