室内LED智能照明节能系统的设计[2]

　　由于是用单片机来进行控制的，需先编好单片机程序[11]，然后在keiluv3中调试好单片机的控制程序，单片机程序如下：

　　图5　模拟电路

　　G1、G2部分实现的是单片机的计数功能，在32H单元中记录了室内的人数。R1和R2分别是记录安装于门内和门外探测器的探测情况，有人经过就记录1，当完成探测之后R1和R2便会归零重新探测下一个。当人先经过门内探测器再经过门外探测器表示有人出去，32H单元记录的人数会减1;当人先经过门外探测器再经过门内探测器表示有人进来，32H单元记录的人数会加1。而当有人只经过门内探测器或门外探测器(即只经过一个探测器)时，32H单元的记数都不会发生改变，可以防止发生误报的情况。

　　G3部分是对环境光强和室内人数的综合考虑，它实现的功能就是在光线较暗且室内有人的情况下开启照明电路，当这两个情况任一不满足时程序都会自动返回重新探测。对于电路的开启此程序是通过将P2.0引脚置为1使其得到一个+5V的电势，而使照明电路中的灯泡上有电流通过从而实现自动照明。

　　将单片机程序输入keiluv3软件中进行调试，直至调试结果显示没有错误，便会自动生成一个hex的文件。在proteus软件中，绘好图5所示的电路，并将在keiluv3中生成的hex文件导入到80C51单片机中，便可以进行电路的调试了。运行此电路，会发现照明电路中的小灯泡发光了，如图6所示，证明此方案是行得通的。

　　图6　模拟结果

　　如果单片机的P1.2脚输入的是低电平，表示室内环境的光线较强，根据单片机的程序控制，它将重新跳回到探测部分，而不执行开启照明电路的命令;即使外部环境光线较暗，但若单片机内部的计数器显示为0表示室内无人时，程序也不执行开启电路的命令。只有在室内环境光线较暗且室内有人时单片机程序才会将P2.0置为1，于是该引脚处便会得到一个+5V的电势，从而便会启动照明电路。

　　整个系统的设计经过方案论证和软件仿真实验模拟，从图6中可以看出，设计的总体电路及程序控制部分均是可行的，最终能够达到在室内有人并且室内光亮度低于照明需求时，自动开启照明装置的效果。

　　在实验模拟时，环境亮度探测模块中，滑动变阻器RV2模拟的光敏电阻的阻值是可以手动调节的，其值不同结果也可能发生变化，目的就是为了模拟不同光强时对应的阻值，也就是说RV2的一个阻值就对应一个光强(不呈线性关系)。当滑动变阻器RV1的阻值取不同值时，放大器LM358的1脚输出高电平值时对应的RV2的阻值不同，也即光强不同。所以，可通过调节RV1的阻值来控制LM358的引脚1的高电平时RV2的阻值即环境所需要开灯时的光强。其调节方法为：当光强降到可开启照明电路的强度时，调节RV1的阻值直至3脚处的电势高于2脚处的电势，此时将在1脚输出一个高电平。通过调节RV1阻值的方法找到了最佳开启照明电路的光强，比较方便，也可减少不必要的浪费。

　　在图6中所显示的是使照明电路工作的唯一一种情况，而在室内有人而环境亮度较强、室内无人而环境亮度较暗和室内无人而环境亮度较强的情况下，照明电路均不会运行，具体可在单片机程序的G3部分得以体现。此外，本装置在探测人进出方向时可能还会出现另一种情况，即如果两人或多人同时通过探测器时，探测器便会只记录一次，因此可能会导致探测器的误报，而致使照明电路在室内无人的情况下工作。鉴于此种情况，此装置工作在房门稍小(一般教室门大小)的室内比较好。

　　3　结　语

　　本系统的运行主要依靠红外探测器对人体的探测及单片机的程序控制。两个红外探测器分别置于门内和门外，判别人是进去还是出来：先通过门内探测器再通过门外探测器就判定为出去，相反则判定为进来。通过记录室内的人数，可以防止误判。此外，LED照明电路的开与关，还取决于室内光的亮度，光暗则开，光亮不开，从而在满足人们方便的同时又可避免资源的浪费。

编辑：Cedar