李志城+吳寧

摘要多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)是一種能將同一大區(qū)域內(nèi)的多個(gè)設(shè)備分成若干小區(qū)域進(jìn)行開關(guān)控制的紅外人體感應(yīng)裝置，屬于傳感技術(shù)和程序控制領(lǐng)域。為了達(dá)到最佳的節(jié)能目的和實(shí)現(xiàn)人來(lái)（在）燈亮，人走燈滅的效果，對(duì)現(xiàn)有紅外人體感應(yīng)裝置中的節(jié)能效果、信號(hào)傳遞的不足做了相應(yīng)的改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止、運(yùn)動(dòng)人體，分成若干區(qū)域來(lái)控制開關(guān)電路?？蓱?yīng)用于公共場(chǎng)所、機(jī)關(guān)、學(xué)校等區(qū)域的照明。

關(guān)鍵詞多區(qū)域多控；高穩(wěn)定性；程序控制

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0017-02

1背景技術(shù)

為了節(jié)能環(huán)保、節(jié)約企事業(yè)單位采購(gòu)成本，目前大部分公共照明、機(jī)關(guān)、學(xué)校等區(qū)域都已大量使用紅外人體感應(yīng)式的照明設(shè)施，其中的紅外人體檢測(cè)及控制電路是其核心部件。但是在學(xué)校教室、大型企事業(yè)單位的公共走廊等地紅外控制開關(guān)不能實(shí)現(xiàn)同一開關(guān)的多區(qū)域控制，且大部分紅外感應(yīng)開關(guān)僅能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)人體的感應(yīng)，沒有達(dá)到最佳的節(jié)能目的和實(shí)現(xiàn)人來(lái)（在）燈亮，人走燈滅的效果。

在國(guó)家專利（ZL2011200761019）[1]中，公開了一種具有全態(tài)人體感應(yīng)能力的紅外人體感應(yīng)裝置，其利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，進(jìn)行靜態(tài)人體檢測(cè)，同時(shí)利用控制算法將動(dòng)態(tài)人體檢測(cè)方法整合在一起。其缺點(diǎn)如下：①該設(shè)備雖能實(shí)現(xiàn)全態(tài)人體感應(yīng)，但在白天光強(qiáng)時(shí)也能觸發(fā)本紅外人體感應(yīng)裝置（相對(duì)于照明電路而言）；②該裝置把控制器放在旋轉(zhuǎn)盤上，增加了電機(jī)負(fù)擔(dān)；③電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的震動(dòng)影響控制器中的紅外信號(hào)處理及信號(hào)完整的傳導(dǎo)。

2新型開關(guān)特點(diǎn)

為了達(dá)到最佳節(jié)能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制及電路信號(hào)的穩(wěn)定傳導(dǎo)與執(zhí)行，在上述國(guó)家專利中引入光敏傳感器[2]、方位信號(hào)處理器[3]、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器[3]、單片機(jī)信息處理系統(tǒng)，及改進(jìn)其裝置中的元件的位置和聯(lián)接方法，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止、運(yùn)動(dòng)人體，分成若干區(qū)域來(lái)控制開關(guān)電路，不再讓空曠的教室有幾個(gè)人就燈火通明。

3開關(guān)詳情

多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)主要由菲涅爾透鏡、熱釋電紅外傳感器、光敏傳感器、旋轉(zhuǎn)盤、變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)、主控制電板（主控制電板包括方位信號(hào)處理器、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器、單片機(jī)信號(hào)處理器、電源電路、電機(jī)控制電路、其他信號(hào)處理模塊）等構(gòu)成。

3.1 開關(guān)的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接方式

參照?qǐng)D1至圖3：多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)，包括安裝外殼1，光敏感應(yīng)器2，菲涅爾透鏡3，及外部電源線、地線、信號(hào)線，熱釋電紅外傳感器4，支架5，安裝底盤9。所述的安裝外殼1安裝在所述的安裝底盤9上，所述的光敏傳感器2安裝在所述的菲涅爾透鏡3外緣的一側(cè)，所述的光敏傳感器2并與主控制電板15連接，所述的菲涅爾透鏡3設(shè)置成半球形，將人體紅外輻射信號(hào)聚集到所述的熱釋電紅外傳感器4上，并實(shí)現(xiàn)在圓周方向上的敏感區(qū)和盲區(qū)的交替出現(xiàn)，使運(yùn)動(dòng)或靜止人體的紅外輻射信號(hào)交替在敏感區(qū)和盲區(qū)間投影。所述的熱釋電紅外傳感器4安裝在支架5上。

還包括錐形齒輪6，變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7，電機(jī)支架8，旋轉(zhuǎn)盤10，所述的旋轉(zhuǎn)盤10外緣設(shè)置齒輪，所述的錐形齒輪6與所述的旋轉(zhuǎn)盤10外緣齒輪耦合，所述的變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7中心軸端安裝所述的錐形齒輪6，所述的變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7固定在所述的電機(jī)支架8上，所述的電機(jī)支架8安裝在安裝地盤9上，所述的安裝地盤9的中心設(shè)置中心軸11，所述的旋轉(zhuǎn)盤10設(shè)置軸孔，所述的旋轉(zhuǎn)盤10通過(guò)軸孔安裝在所述的中心軸11上，所述的支架5固定在所述的旋轉(zhuǎn)盤10上，由旋轉(zhuǎn)盤10的軸向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)360度對(duì)全態(tài)人體輻射信號(hào)的檢測(cè)。

所述的旋轉(zhuǎn)盤10設(shè)置同心銅環(huán)，分別是電源銅環(huán)16、地銅環(huán)17、信號(hào)銅環(huán)18；所述的安裝底盤9上設(shè)置的三個(gè)相并排列的彈性電刷，分別是電源刷12、地刷13、信號(hào)刷14；所述的電源刷12設(shè)置在所述的電源銅環(huán)16上，并與所述的電源銅環(huán)16接觸，所述的地刷13設(shè)置在所述的地銅環(huán)17上，并與所述的地銅環(huán)17接觸，所述的信號(hào)刷14設(shè)置在所述的信號(hào)銅環(huán)18上，并與所述的信號(hào)銅環(huán)18接觸，如此連接是防止電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)電線纏繞在一起。所述的安裝底盤9上的三個(gè)彈性電刷與所述的安裝底盤9連接，通過(guò)所述的安裝底盤9的電線傳遞電源及信號(hào)到所述的主控制電路15。

所述的主控制電路15包括電源電路19，方位信號(hào)處理器20，電機(jī)控制電路21，其他信號(hào)處理模塊22，基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23，單片機(jī)信號(hào)處理器24。所述的方位信號(hào)處理器20與所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23安裝時(shí)相對(duì)，以提供基準(zhǔn)方位信號(hào)坐標(biāo)，從而使所述的方位信號(hào)處理器20輸出坐標(biāo)，傳輸給單片機(jī)信號(hào)處理器24處理。所述的電源電路19為主控制電板15提供電源，所述的電機(jī)控制電路21控制電機(jī)的起、停，所述的其他信號(hào)處理模塊22包括處理紅外輻射信號(hào)的放大、濾波及光敏信號(hào)等的處理，所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24對(duì)信號(hào)作出判斷，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)區(qū)域的開關(guān)控制。

所述的外部電源線、地線、信號(hào)線與所述的主控制電路15連接。

圖1多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)的剖視圖

圖2紅外人體感應(yīng)開關(guān)的旋轉(zhuǎn)盤俯視圖

圖3紅外人體感應(yīng)開關(guān)的安裝底盤及主控制電板俯視圖

3.2 關(guān)于圖4的概述

圖4多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)的控制流程圖

所述的紅外人體感應(yīng)裝置通過(guò)以下幾大步驟（即圖4）進(jìn)行人體檢測(cè)。

1）光敏傳感器對(duì)外界光強(qiáng)的信號(hào)輸出，光強(qiáng)弱，則跳轉(zhuǎn)到第三步，等待紅外信號(hào)的輸入；光線強(qiáng)則執(zhí)行停止有效信號(hào)輸出。

2）固定延時(shí)時(shí)間的按需設(shè)定。

3）檢測(cè)人體紅外信號(hào)，有紅外信號(hào)，則執(zhí)行第六步；如無(wú)，則執(zhí)行第四步。

4）通過(guò)電機(jī)控制電路控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)7，進(jìn)而控制熱釋電紅外傳感器4旋轉(zhuǎn)，來(lái)檢測(cè)人體信號(hào)，如有信號(hào)，執(zhí)行第六步；若沒有信號(hào)，執(zhí)行第四步。

5）所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23及方位信號(hào)處理器20輸出相應(yīng)坐標(biāo)，將指令傳遞給所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24。

6）所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24通過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)執(zhí)行內(nèi)部程序，輸出相對(duì)應(yīng)的有效控制信號(hào)（即相對(duì)應(yīng)的小區(qū)域設(shè)備打開），若未接收到信號(hào)，輸出停止有效控制信號(hào)，并執(zhí)行第二步。

4結(jié)束語(yǔ)

在我們現(xiàn)實(shí)的生活中，節(jié)約能源是我們必須做的，但是我們很難時(shí)時(shí)刻刻都做到人走設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，如果引入多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)，在加上人為的控制管理，節(jié)約能源不會(huì)再是紙上談兵。

多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)相對(duì)于大部分紅外人體感應(yīng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)同一大區(qū)域的分若干小區(qū)域來(lái)程序控制開關(guān)電路，真正實(shí)現(xiàn)人在燈亮，人走燈滅；強(qiáng)的穩(wěn)定性，使用可靠持久；是大學(xué)校園、大型國(guó)企及事業(yè)單位等區(qū)域的節(jié)能好幫手。

參考文獻(xiàn)

[1]劉瑜.具有全態(tài)人體感應(yīng)能力的紅外人體感應(yīng)裝置[P].中國(guó)專利：CN201983862 U27-38，2011.

[2]劉向，馬小軍，臧增輝.熱釋電和光敏傳感器在智能照明中的應(yīng)用[J].低壓電器，2009（8）：31-34.

[3]楊宜禾，岳敏，周維真.紅外系統(tǒng)（第2版）[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995：105-120.

endprint

摘要多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)是一種能將同一大區(qū)域內(nèi)的多個(gè)設(shè)備分成若干小區(qū)域進(jìn)行開關(guān)控制的紅外人體感應(yīng)裝置，屬于傳感技術(shù)和程序控制領(lǐng)域。為了達(dá)到最佳的節(jié)能目的和實(shí)現(xiàn)人來(lái)（在）燈亮，人走燈滅的效果，對(duì)現(xiàn)有紅外人體感應(yīng)裝置中的節(jié)能效果、信號(hào)傳遞的不足做了相應(yīng)的改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止、運(yùn)動(dòng)人體，分成若干區(qū)域來(lái)控制開關(guān)電路?？蓱?yīng)用于公共場(chǎng)所、機(jī)關(guān)、學(xué)校等區(qū)域的照明。

關(guān)鍵詞多區(qū)域多控；高穩(wěn)定性；程序控制

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0017-02

1背景技術(shù)

為了節(jié)能環(huán)保、節(jié)約企事業(yè)單位采購(gòu)成本，目前大部分公共照明、機(jī)關(guān)、學(xué)校等區(qū)域都已大量使用紅外人體感應(yīng)式的照明設(shè)施，其中的紅外人體檢測(cè)及控制電路是其核心部件。但是在學(xué)校教室、大型企事業(yè)單位的公共走廊等地紅外控制開關(guān)不能實(shí)現(xiàn)同一開關(guān)的多區(qū)域控制，且大部分紅外感應(yīng)開關(guān)僅能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)人體的感應(yīng)，沒有達(dá)到最佳的節(jié)能目的和實(shí)現(xiàn)人來(lái)（在）燈亮，人走燈滅的效果。

在國(guó)家專利（ZL2011200761019）[1]中，公開了一種具有全態(tài)人體感應(yīng)能力的紅外人體感應(yīng)裝置，其利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，進(jìn)行靜態(tài)人體檢測(cè)，同時(shí)利用控制算法將動(dòng)態(tài)人體檢測(cè)方法整合在一起。其缺點(diǎn)如下：①該設(shè)備雖能實(shí)現(xiàn)全態(tài)人體感應(yīng)，但在白天光強(qiáng)時(shí)也能觸發(fā)本紅外人體感應(yīng)裝置（相對(duì)于照明電路而言）；②該裝置把控制器放在旋轉(zhuǎn)盤上，增加了電機(jī)負(fù)擔(dān)；③電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的震動(dòng)影響控制器中的紅外信號(hào)處理及信號(hào)完整的傳導(dǎo)。

2新型開關(guān)特點(diǎn)

為了達(dá)到最佳節(jié)能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制及電路信號(hào)的穩(wěn)定傳導(dǎo)與執(zhí)行，在上述國(guó)家專利中引入光敏傳感器[2]、方位信號(hào)處理器[3]、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器[3]、單片機(jī)信息處理系統(tǒng)，及改進(jìn)其裝置中的元件的位置和聯(lián)接方法，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止、運(yùn)動(dòng)人體，分成若干區(qū)域來(lái)控制開關(guān)電路，不再讓空曠的教室有幾個(gè)人就燈火通明。

3開關(guān)詳情

多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)主要由菲涅爾透鏡、熱釋電紅外傳感器、光敏傳感器、旋轉(zhuǎn)盤、變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)、主控制電板（主控制電板包括方位信號(hào)處理器、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器、單片機(jī)信號(hào)處理器、電源電路、電機(jī)控制電路、其他信號(hào)處理模塊）等構(gòu)成。

3.1 開關(guān)的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接方式

參照?qǐng)D1至圖3：多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)，包括安裝外殼1，光敏感應(yīng)器2，菲涅爾透鏡3，及外部電源線、地線、信號(hào)線，熱釋電紅外傳感器4，支架5，安裝底盤9。所述的安裝外殼1安裝在所述的安裝底盤9上，所述的光敏傳感器2安裝在所述的菲涅爾透鏡3外緣的一側(cè)，所述的光敏傳感器2并與主控制電板15連接，所述的菲涅爾透鏡3設(shè)置成半球形，將人體紅外輻射信號(hào)聚集到所述的熱釋電紅外傳感器4上，并實(shí)現(xiàn)在圓周方向上的敏感區(qū)和盲區(qū)的交替出現(xiàn)，使運(yùn)動(dòng)或靜止人體的紅外輻射信號(hào)交替在敏感區(qū)和盲區(qū)間投影。所述的熱釋電紅外傳感器4安裝在支架5上。

還包括錐形齒輪6，變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7，電機(jī)支架8，旋轉(zhuǎn)盤10，所述的旋轉(zhuǎn)盤10外緣設(shè)置齒輪，所述的錐形齒輪6與所述的旋轉(zhuǎn)盤10外緣齒輪耦合，所述的變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7中心軸端安裝所述的錐形齒輪6，所述的變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7固定在所述的電機(jī)支架8上，所述的電機(jī)支架8安裝在安裝地盤9上，所述的安裝地盤9的中心設(shè)置中心軸11，所述的旋轉(zhuǎn)盤10設(shè)置軸孔，所述的旋轉(zhuǎn)盤10通過(guò)軸孔安裝在所述的中心軸11上，所述的支架5固定在所述的旋轉(zhuǎn)盤10上，由旋轉(zhuǎn)盤10的軸向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)360度對(duì)全態(tài)人體輻射信號(hào)的檢測(cè)。

所述的旋轉(zhuǎn)盤10設(shè)置同心銅環(huán)，分別是電源銅環(huán)16、地銅環(huán)17、信號(hào)銅環(huán)18；所述的安裝底盤9上設(shè)置的三個(gè)相并排列的彈性電刷，分別是電源刷12、地刷13、信號(hào)刷14；所述的電源刷12設(shè)置在所述的電源銅環(huán)16上，并與所述的電源銅環(huán)16接觸，所述的地刷13設(shè)置在所述的地銅環(huán)17上，并與所述的地銅環(huán)17接觸，所述的信號(hào)刷14設(shè)置在所述的信號(hào)銅環(huán)18上，并與所述的信號(hào)銅環(huán)18接觸，如此連接是防止電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)電線纏繞在一起。所述的安裝底盤9上的三個(gè)彈性電刷與所述的安裝底盤9連接，通過(guò)所述的安裝底盤9的電線傳遞電源及信號(hào)到所述的主控制電路15。

所述的主控制電路15包括電源電路19，方位信號(hào)處理器20，電機(jī)控制電路21，其他信號(hào)處理模塊22，基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23，單片機(jī)信號(hào)處理器24。所述的方位信號(hào)處理器20與所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23安裝時(shí)相對(duì)，以提供基準(zhǔn)方位信號(hào)坐標(biāo)，從而使所述的方位信號(hào)處理器20輸出坐標(biāo)，傳輸給單片機(jī)信號(hào)處理器24處理。所述的電源電路19為主控制電板15提供電源，所述的電機(jī)控制電路21控制電機(jī)的起、停，所述的其他信號(hào)處理模塊22包括處理紅外輻射信號(hào)的放大、濾波及光敏信號(hào)等的處理，所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24對(duì)信號(hào)作出判斷，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)區(qū)域的開關(guān)控制。

所述的外部電源線、地線、信號(hào)線與所述的主控制電路15連接。

圖1多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)的剖視圖

圖2紅外人體感應(yīng)開關(guān)的旋轉(zhuǎn)盤俯視圖

圖3紅外人體感應(yīng)開關(guān)的安裝底盤及主控制電板俯視圖

3.2 關(guān)于圖4的概述

圖4多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)的控制流程圖

所述的紅外人體感應(yīng)裝置通過(guò)以下幾大步驟（即圖4）進(jìn)行人體檢測(cè)。

1）光敏傳感器對(duì)外界光強(qiáng)的信號(hào)輸出，光強(qiáng)弱，則跳轉(zhuǎn)到第三步，等待紅外信號(hào)的輸入；光線強(qiáng)則執(zhí)行停止有效信號(hào)輸出。

2）固定延時(shí)時(shí)間的按需設(shè)定。

3）檢測(cè)人體紅外信號(hào)，有紅外信號(hào)，則執(zhí)行第六步；如無(wú)，則執(zhí)行第四步。

4）通過(guò)電機(jī)控制電路控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)7，進(jìn)而控制熱釋電紅外傳感器4旋轉(zhuǎn)，來(lái)檢測(cè)人體信號(hào)，如有信號(hào)，執(zhí)行第六步；若沒有信號(hào)，執(zhí)行第四步。

5）所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23及方位信號(hào)處理器20輸出相應(yīng)坐標(biāo)，將指令傳遞給所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24。

6）所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24通過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)執(zhí)行內(nèi)部程序，輸出相對(duì)應(yīng)的有效控制信號(hào)（即相對(duì)應(yīng)的小區(qū)域設(shè)備打開），若未接收到信號(hào)，輸出停止有效控制信號(hào)，并執(zhí)行第二步。

4結(jié)束語(yǔ)

在我們現(xiàn)實(shí)的生活中，節(jié)約能源是我們必須做的，但是我們很難時(shí)時(shí)刻刻都做到人走設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，如果引入多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)，在加上人為的控制管理，節(jié)約能源不會(huì)再是紙上談兵。

多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)相對(duì)于大部分紅外人體感應(yīng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)同一大區(qū)域的分若干小區(qū)域來(lái)程序控制開關(guān)電路，真正實(shí)現(xiàn)人在燈亮，人走燈滅；強(qiáng)的穩(wěn)定性，使用可靠持久；是大學(xué)校園、大型國(guó)企及事業(yè)單位等區(qū)域的節(jié)能好幫手。

參考文獻(xiàn)

[1]劉瑜.具有全態(tài)人體感應(yīng)能力的紅外人體感應(yīng)裝置[P].中國(guó)專利：CN201983862 U27-38，2011.

[2]劉向，馬小軍，臧增輝.熱釋電和光敏傳感器在智能照明中的應(yīng)用[J].低壓電器，2009（8）：31-34.

[3]楊宜禾，岳敏，周維真.紅外系統(tǒng)（第2版）[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995：105-120.

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摘要多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)是一種能將同一大區(qū)域內(nèi)的多個(gè)設(shè)備分成若干小區(qū)域進(jìn)行開關(guān)控制的紅外人體感應(yīng)裝置，屬于傳感技術(shù)和程序控制領(lǐng)域。為了達(dá)到最佳的節(jié)能目的和實(shí)現(xiàn)人來(lái)（在）燈亮，人走燈滅的效果，對(duì)現(xiàn)有紅外人體感應(yīng)裝置中的節(jié)能效果、信號(hào)傳遞的不足做了相應(yīng)的改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止、運(yùn)動(dòng)人體，分成若干區(qū)域來(lái)控制開關(guān)電路?？蓱?yīng)用于公共場(chǎng)所、機(jī)關(guān)、學(xué)校等區(qū)域的照明。

關(guān)鍵詞多區(qū)域多控；高穩(wěn)定性；程序控制

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0017-02

1背景技術(shù)

為了節(jié)能環(huán)保、節(jié)約企事業(yè)單位采購(gòu)成本，目前大部分公共照明、機(jī)關(guān)、學(xué)校等區(qū)域都已大量使用紅外人體感應(yīng)式的照明設(shè)施，其中的紅外人體檢測(cè)及控制電路是其核心部件。但是在學(xué)校教室、大型企事業(yè)單位的公共走廊等地紅外控制開關(guān)不能實(shí)現(xiàn)同一開關(guān)的多區(qū)域控制，且大部分紅外感應(yīng)開關(guān)僅能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)人體的感應(yīng)，沒有達(dá)到最佳的節(jié)能目的和實(shí)現(xiàn)人來(lái)（在）燈亮，人走燈滅的效果。

在國(guó)家專利（ZL2011200761019）[1]中，公開了一種具有全態(tài)人體感應(yīng)能力的紅外人體感應(yīng)裝置，其利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，進(jìn)行靜態(tài)人體檢測(cè)，同時(shí)利用控制算法將動(dòng)態(tài)人體檢測(cè)方法整合在一起。其缺點(diǎn)如下：①該設(shè)備雖能實(shí)現(xiàn)全態(tài)人體感應(yīng)，但在白天光強(qiáng)時(shí)也能觸發(fā)本紅外人體感應(yīng)裝置（相對(duì)于照明電路而言）；②該裝置把控制器放在旋轉(zhuǎn)盤上，增加了電機(jī)負(fù)擔(dān)；③電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的震動(dòng)影響控制器中的紅外信號(hào)處理及信號(hào)完整的傳導(dǎo)。

2新型開關(guān)特點(diǎn)

為了達(dá)到最佳節(jié)能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制及電路信號(hào)的穩(wěn)定傳導(dǎo)與執(zhí)行，在上述國(guó)家專利中引入光敏傳感器[2]、方位信號(hào)處理器[3]、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器[3]、單片機(jī)信息處理系統(tǒng)，及改進(jìn)其裝置中的元件的位置和聯(lián)接方法，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止、運(yùn)動(dòng)人體，分成若干區(qū)域來(lái)控制開關(guān)電路，不再讓空曠的教室有幾個(gè)人就燈火通明。

3開關(guān)詳情

多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)主要由菲涅爾透鏡、熱釋電紅外傳感器、光敏傳感器、旋轉(zhuǎn)盤、變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)、主控制電板（主控制電板包括方位信號(hào)處理器、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器、單片機(jī)信號(hào)處理器、電源電路、電機(jī)控制電路、其他信號(hào)處理模塊）等構(gòu)成。

3.1 開關(guān)的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接方式

參照?qǐng)D1至圖3：多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)，包括安裝外殼1，光敏感應(yīng)器2，菲涅爾透鏡3，及外部電源線、地線、信號(hào)線，熱釋電紅外傳感器4，支架5，安裝底盤9。所述的安裝外殼1安裝在所述的安裝底盤9上，所述的光敏傳感器2安裝在所述的菲涅爾透鏡3外緣的一側(cè)，所述的光敏傳感器2并與主控制電板15連接，所述的菲涅爾透鏡3設(shè)置成半球形，將人體紅外輻射信號(hào)聚集到所述的熱釋電紅外傳感器4上，并實(shí)現(xiàn)在圓周方向上的敏感區(qū)和盲區(qū)的交替出現(xiàn)，使運(yùn)動(dòng)或靜止人體的紅外輻射信號(hào)交替在敏感區(qū)和盲區(qū)間投影。所述的熱釋電紅外傳感器4安裝在支架5上。

還包括錐形齒輪6，變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7，電機(jī)支架8，旋轉(zhuǎn)盤10，所述的旋轉(zhuǎn)盤10外緣設(shè)置齒輪，所述的錐形齒輪6與所述的旋轉(zhuǎn)盤10外緣齒輪耦合，所述的變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7中心軸端安裝所述的錐形齒輪6，所述的變速旋轉(zhuǎn)電機(jī)7固定在所述的電機(jī)支架8上，所述的電機(jī)支架8安裝在安裝地盤9上，所述的安裝地盤9的中心設(shè)置中心軸11，所述的旋轉(zhuǎn)盤10設(shè)置軸孔，所述的旋轉(zhuǎn)盤10通過(guò)軸孔安裝在所述的中心軸11上，所述的支架5固定在所述的旋轉(zhuǎn)盤10上，由旋轉(zhuǎn)盤10的軸向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)360度對(duì)全態(tài)人體輻射信號(hào)的檢測(cè)。

所述的旋轉(zhuǎn)盤10設(shè)置同心銅環(huán)，分別是電源銅環(huán)16、地銅環(huán)17、信號(hào)銅環(huán)18；所述的安裝底盤9上設(shè)置的三個(gè)相并排列的彈性電刷，分別是電源刷12、地刷13、信號(hào)刷14；所述的電源刷12設(shè)置在所述的電源銅環(huán)16上，并與所述的電源銅環(huán)16接觸，所述的地刷13設(shè)置在所述的地銅環(huán)17上，并與所述的地銅環(huán)17接觸，所述的信號(hào)刷14設(shè)置在所述的信號(hào)銅環(huán)18上，并與所述的信號(hào)銅環(huán)18接觸，如此連接是防止電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)電線纏繞在一起。所述的安裝底盤9上的三個(gè)彈性電刷與所述的安裝底盤9連接，通過(guò)所述的安裝底盤9的電線傳遞電源及信號(hào)到所述的主控制電路15。

所述的主控制電路15包括電源電路19，方位信號(hào)處理器20，電機(jī)控制電路21，其他信號(hào)處理模塊22，基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23，單片機(jī)信號(hào)處理器24。所述的方位信號(hào)處理器20與所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23安裝時(shí)相對(duì)，以提供基準(zhǔn)方位信號(hào)坐標(biāo)，從而使所述的方位信號(hào)處理器20輸出坐標(biāo)，傳輸給單片機(jī)信號(hào)處理器24處理。所述的電源電路19為主控制電板15提供電源，所述的電機(jī)控制電路21控制電機(jī)的起、停，所述的其他信號(hào)處理模塊22包括處理紅外輻射信號(hào)的放大、濾波及光敏信號(hào)等的處理，所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24對(duì)信號(hào)作出判斷，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)區(qū)域的開關(guān)控制。

所述的外部電源線、地線、信號(hào)線與所述的主控制電路15連接。

圖1多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)的剖視圖

圖2紅外人體感應(yīng)開關(guān)的旋轉(zhuǎn)盤俯視圖

圖3紅外人體感應(yīng)開關(guān)的安裝底盤及主控制電板俯視圖

3.2 關(guān)于圖4的概述

圖4多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)的控制流程圖

所述的紅外人體感應(yīng)裝置通過(guò)以下幾大步驟（即圖4）進(jìn)行人體檢測(cè)。

1）光敏傳感器對(duì)外界光強(qiáng)的信號(hào)輸出，光強(qiáng)弱，則跳轉(zhuǎn)到第三步，等待紅外信號(hào)的輸入；光線強(qiáng)則執(zhí)行停止有效信號(hào)輸出。

2）固定延時(shí)時(shí)間的按需設(shè)定。

3）檢測(cè)人體紅外信號(hào)，有紅外信號(hào)，則執(zhí)行第六步；如無(wú)，則執(zhí)行第四步。

4）通過(guò)電機(jī)控制電路控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)7，進(jìn)而控制熱釋電紅外傳感器4旋轉(zhuǎn)，來(lái)檢測(cè)人體信號(hào)，如有信號(hào)，執(zhí)行第六步；若沒有信號(hào)，執(zhí)行第四步。

5）所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器23及方位信號(hào)處理器20輸出相應(yīng)坐標(biāo)，將指令傳遞給所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24。

6）所述的單片機(jī)信號(hào)處理器24通過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)執(zhí)行內(nèi)部程序，輸出相對(duì)應(yīng)的有效控制信號(hào)（即相對(duì)應(yīng)的小區(qū)域設(shè)備打開），若未接收到信號(hào)，輸出停止有效控制信號(hào)，并執(zhí)行第二步。

4結(jié)束語(yǔ)

在我們現(xiàn)實(shí)的生活中，節(jié)約能源是我們必須做的，但是我們很難時(shí)時(shí)刻刻都做到人走設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，如果引入多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)，在加上人為的控制管理，節(jié)約能源不會(huì)再是紙上談兵。

多區(qū)域多控紅外人體感應(yīng)開關(guān)相對(duì)于大部分紅外人體感應(yīng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)同一大區(qū)域的分若干小區(qū)域來(lái)程序控制開關(guān)電路，真正實(shí)現(xiàn)人在燈亮，人走燈滅；強(qiáng)的穩(wěn)定性，使用可靠持久；是大學(xué)校園、大型國(guó)企及事業(yè)單位等區(qū)域的節(jié)能好幫手。

參考文獻(xiàn)

[1]劉瑜.具有全態(tài)人體感應(yīng)能力的紅外人體感應(yīng)裝置[P].中國(guó)專利：CN201983862 U27-38，2011.

[2]劉向，馬小軍，臧增輝.熱釋電和光敏傳感器在智能照明中的應(yīng)用[J].低壓電器，2009（8）：31-34.

[3]楊宜禾，岳敏，周維真.紅外系統(tǒng)（第2版）[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995：105-120.

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