浅析智能照明系统设计.doc

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1、浅析智能照明系统设计摘要：本文结合工作实践，对智能照明系统进行了创新设计，具有较强的意义和价值。关键词：智能控制；节能；无线；红外；人体感应中图分类号：S210.4文章标识码：A文章编号：木文提出的智能控制系统是根据不同场合的需耍既能检测出所处环境是否有人需要开灯，又能通过检测环境的照度判断光强度是否满足需要，进而调整灯的亮度；达到既能止常供电，又能节电的目的。1、智能控制系统简要介绍如图1所示，本文提出的智能控制系统由主控机、总线和子节点系统三大部分组成，其中主控机负责整个系统的管理、协调工作；总线将各个子节点系统组成一个系统，它负责主

2、控机与各子节点系统模块Z间的通信；子节点系统即各模块组成的局部系统。图1智能控制系统框图图2子节点系统内部框图子节点系统由以下几个模块组成：控制模块、照度检测模块、红外检测模块、遥控模块、照明控制模块。如图2所示。其屮最主要的是控制模块，它是整个了节点系统的核心，它的首要功能是与主控机进行通信，接收主控机信号；它还负责接收红外检测和照度检测模块的信号，通过照明控制模块对终端的灯进行控制，还能接收红外遥控模块的信号，对灯的亮度进行手调整，整个子系统内部都是通过区域数字无线控制模块进行连接的。2、硬件系统设计硬件系统是实现智能控制的核心内容之

3、一，木系统主耍由照度检测模块、红外人体感应模块、红外线遥控和无线控制模块等组成。2.1照度检测模块对环境的光强度测量可使用光敏传感器来完成。具体过程如下:光敏传感器探测区域内的光线强度，转化为电信号，经过放大电路，再传给控制模块即单片机内，使用内部ADC转换模块将输入变成数字信号，最示经过控制模块输出给照明控制模块。2.2红外人体感应模块智能控制系统对人体的测量采用被动式红外线探测头。探测头中的探测元件在感应到红外辐射后，输出端输出高电平，而无人到来时，输出低电平。利用该触发信号来判断是否有人。其工作原理是：一般干扰脉冲的波形通常表现为尖

4、峰脉冲，所以，其宽度远小于正常信号脉宽，这时，只要用一片单稳态触发器和一片D触发器相连接，即可鉴别出脉宽较窄的干扰脉冲，并将其吸收，以免造成灯具闪烁不定的情形发生。2.3红外遥控接口模块本智能控制系统采用红外遥控作为手动方式来控制照明系统。（1）红外发射器工作原理通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，首先阐述遥控发射器及其编码原理；当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。遥控码具有以下特征：采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms＞间隔0.56ms＞周期为1.125ms的组合表示二进制的〃0〃；以脉宽为0.

5、565ms、间隔l・685ins、周期为2.25ms的组合表示二进制的〃1〃，其波形如图3所示。图3红外遥控波形上述〃0〃和〃1〃组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108mso一组码本身的持续时间随它包含的二进制〃0〃和〃1〃的个数不同而不同，大约在45〜63ms之间。（2）红外接收接收器工作原理解码的关键是如何识别〃0〃和〃1〃，〃（/、均以056ms的低电平开始,不同的是高

6、电平的宽度不同,〃0为0.56ms,T为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别〃0〃和〃1〃。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，056ms以后，若读到的电平为低，说明该位为〃0〃，反之则为〃1〃，为了可靠起见,延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为〃0〃，读到的已是下一位的高电平，因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84m最为可靠,一般取0.84ms左右均可。根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。本文采用的接收电路使用集成红外接收器。接收器包括红外接收管和

7、信号处理ICo接收器对外只有3个引脚：Vcc、GND和1个脉冲信号输出POo2.4无线传输模块本文提出采用现有成熟的无线收发模块来替代传统的布线方法，从而实现对灯具的无线控制。这样子节点中各模块仅需供电而无需连接信号电缆。本文采用的无线收发模块是PTR6000,它属于微功率智能型无线数据传输模块。工作在2.4GHz全球开放ISM频段，最大传输速率达到2Mbps,传输顕离达到20-50in,完全可以满足木系统设计的需要。以下简耍阐述无线收发模块PTR6000在本系统的应用方法。PTR6000与外电路的连接接口SPI接口，其内部有FIFO可以

8、与各种高低速微处理器接口；根据这个特性，本文采用单片机ATMEGA16的硬件SPI口与PTR6000相连接。由于本系统涉及到主控机和多台从机之间的通讯，主从机间通信按以下协议顺序进行：1)首先