山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院 徐國鈺 盧萌萌

1.概述

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源短缺成為了社會不容忽視的問題，寫字樓、政府機關(guān)、高校教室等企事業(yè)單位存在的“長明燈”現(xiàn)象，已成為電能消耗中的重要一環(huán)。由于傳統(tǒng)照明系統(tǒng)管理上的落后，對能源造成了極大浪費，也使得燈具壽命明顯縮短。探索新型的照明控制系統(tǒng)，在進一步滿足照明質(zhì)量需求基礎(chǔ)上，對于減少這部分能源浪費具有積極的實際意義。

本系統(tǒng)基于AT89C52單片機設(shè)計，擁有自動與手動兩種模式，在自動模式下可以通過熱釋紅外傳感器檢測是否有人，采用光敏電阻構(gòu)成的電路檢測環(huán)境光的強度，從而自動實現(xiàn)燈的自動開啟和關(guān)閉；手動模式下可以使用藍(lán)牙連接手機，通過app手動控制燈的開啟和關(guān)閉。由于該系統(tǒng)具有控制方便，節(jié)約能源等諸多優(yōu)點可應(yīng)用于智能家居，智能樓宇，樓道燈控等諸多場所。

2.設(shè)計思路

本系統(tǒng)基于STC89C52單片機設(shè)計，可實現(xiàn)燈具的自動控制；同時，結(jié)合HC-05藍(lán)牙模塊，通過安卓手機端app與藍(lán)牙模塊進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)對被控對象的無線連接手動控制。主要功能如下：

（1）自動模式：通過光敏電阻和熱釋紅外傳感器分別自動檢測光的強弱和是否有人，室內(nèi)無人或者光照充足時自動滅燈，滅燈時間延時一分鐘；有人到且光照不足時自動開燈；該模式即節(jié)約了人力資源又節(jié)約了大量電能。

（2）手動模式：開啟手機藍(lán)牙，通過手機APP手動控制燈的開啟和關(guān)閉，使用手機輕松控制燈的開關(guān)，方便快捷。

圖1 系統(tǒng)框圖

3.硬件設(shè)計

3.1 電源模塊

電源包含市電220V、繼電器控制電路DC5V、單片機模塊3.3V三部分。市電220V經(jīng)隔離型雙路輸出電源模塊AC/DC轉(zhuǎn)換輸出直流電壓12V、5V；再經(jīng)穩(wěn)壓芯片AMS1117輸出3.3V電壓給單片機和各模塊供電。

3.2 功能模塊

人體感應(yīng)模塊：采用DYP-ME003模塊，該模塊具有自動感應(yīng)、溫度補償功能，同時還可設(shè)置其對光照的敏感度，從而提升其檢測的可靠性。

信號采集處理模塊：將人體發(fā)散的紅外信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大器放大，由運算放大器再進行第二次放大。經(jīng)過電壓比較器與雙向鑒幅器處理，確認(rèn)有效信號后，單片機再對信號進行處理。

光檢測電路：除了人體感應(yīng)以外還需要光線強度檢測，從而實現(xiàn)室內(nèi)沒有人或者光照充足時候燈自動關(guān)閉；有人且照明不足時自動開燈來達(dá)到照明的功能，達(dá)到節(jié)能目的。光檢測電路如圖2所示。

圖2 光檢測電路

圖3 燈驅(qū)動電路

圖4 自動控制模式

圖5 手機控制模式

燈驅(qū)動電路：燈光控制電路是采用繼電器控制220v的燈光，當(dāng)光照條件不足且有人體感應(yīng)信號時，單片機驅(qū)動PNP型三極管。當(dāng)單片機輸出低電平時，三極管飽和導(dǎo)通，繼電器線圈得電吸合，繼電器常開觸點閉合燈發(fā)光工作。當(dāng)單片機輸出高電平時，三極管截止，繼電器線圈斷電燈泡熄滅，繼電器的常開觸點斷開停止工作。電路圖如圖3所示。

3.3 通訊模塊

本設(shè)計采用較常用的HC-05型藍(lán)牙模塊，采用手機藍(lán)牙終端進行無線匹配，在藍(lán)牙信號范圍內(nèi)可實現(xiàn)對照明燈具的控制。將手機藍(lán)牙設(shè)為主設(shè)備，HC-05模塊設(shè)為從設(shè)備。在手機上安裝藍(lán)牙串口助手APP后，可搜索到HC-05藍(lán)牙模塊，輸入密碼連接成功后即可進行通信，通過發(fā)送字段可控制燈的各個動作。

4.軟件設(shè)計

該系統(tǒng)控制部分主要有系統(tǒng)初始化程序、紅外熱釋傳感器處理程序、光檢測處理程序、藍(lán)牙通訊程序幾部分組成，代碼采用C語言程序編寫。

4.1 自動控制模式設(shè)計

自動模式是通過紅外熱釋及光敏電路模塊來完成，軟件部分通過調(diào)用子功能函數(shù)完成。其流程圖如圖4所示。

4.2 手動控制模式設(shè)計

手動控制模式通過手機端藍(lán)牙APP完成，其流程如圖5所示。

5.結(jié)語

本文以AT89C52作為控制核心，在自動控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合藍(lán)牙模塊與手機APP，對燈具照明實現(xiàn)了無線近距離控制。由于該系統(tǒng)具有實時控制方便、節(jié)約能源、適用性強等諸多優(yōu)點，可應(yīng)用于智能家居、智能樓宇、樓道燈控等諸多場所。