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传感器设计室内照明设备的自动控制系统

分类:智能家居 作者:微甄智能 来源:网络
摘要:  1.引言  随着经济社会的飞速发展,电能越来越紧张,电能浪费的现象却依旧存在。许多高校存在着教室照明管理不到位的问题,在夜晚,空无一人的教室仍然是灯火辉煌,对于这

  1.引言

  随着经济社会的飞速发展,电能越来越紧张,电能浪费的现象却依旧存在。许多高校存在着教室照明管理不到位的问题,在夜晚,空无一人的教室仍然是灯火辉煌,对于这类大型楼宇,照明节能日显重要。现普及的照明节能开关基本有声控型、接触型等,由于使用的局限性,这些开关只能作为控制控制系统的辅助部分。要实现室内照明系统智能化、节能化,最重要的一点是该系统能探测和判断是否有人的存在,而市面上的被动式热释电红外传感器,局限于检测动态人体,对静坐教室学习的人不做任何反应。本项目组基于主动式热释电红外传感器设计了一种低成本、低耗电的室内自动控制系统。

  2.系统总体功能与结构

  2.1功能特点

  采用热释电红外技术探测室内是否有人存在,当有人进入室内时,传感器探测到人体的散发的红外线,产生电流信号,信号经过集成处理电路IC处理后传送给单片机,单片机通过控制继电器来控制照明设备的开关,此后单片机控制电动机带动传感器间隔时间段旋转,若室内一直有人体存在,照明设备保持通电状态,人离开后,传感器在下一个探测周期内由于检测不到人体而关闭负载。即可实现“人到灯亮,人在灯亮,人离灯灭,安全节能”的效果。

  采用光敏电阻检测室内光的强度。利用光敏电阻的光照特性,在一定电压下光敏电阻产生的电流随着相对光强的变化而变化,将这些电信号送至单片机,通过单片机自动控制照明电器的开关。

  在模型耗电方面,传感器在旋转的情况下,最高5W,在静态的情况下,最高0.5W,若在教室内合理布置该传感器,能实现照明设备的节能控制。

  2.2结构框图

  本设计由主动式热释电红外传感器检测模块、单片机控制模块、环境光强检测模块、继电器执行模块组成。结构如图1所示。

传感器设计室内照明设备的自动控制系统

  图1 结构框图

  3.系统硬件设备

  3.1主动式热释电红外传感器

  正常人体的体温都在36~37℃,会散发出9~12μm的红外线。热释电红外线传感器能感应的红外线波长在0.2~20μm,人体散发的红外线能被该感应器接收。当人体产生交替变化的红外辐射聚焦到红外感应晶体上时,晶体表面温度发生变化,具有热释电效应的晶体产生极化现象。被动式传感器检测不到静态人体的原因是,在检测区域内静态人体产生的红外辐射不变化,电解质晶体表面温度维持不变,不能产生电信号,只有当人体散发的红外线交替变化时,电解质晶体表面的温度随之变化,表面电荷量也会随之变化的同时产生多余的浮游电荷而产生电信号。基于上述原理,主动式热释电传感器依据相对运动,由电动机带动探头正反交替旋转,与静态人体形成一定的相对速度,使静态人体散发的红外线在接收端交替变化,进而产生电流。

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