摘要：针对现在许多公共场所照明用电糟蹋严峻的问题，规划了一套根据STC单片机的智能灯控体系。人体红外热释传感器和可见光照度传感器收集的数据，通过单片机处理后向照明灯驱动电路发送相应信号，操控照明灯的开关和亮度。本体系具有本钱低、运转安稳及智能化的特色。对进步用电功率、节能环保有很大协助，运用远景宽广。
关键词：照明；单片机；人体红外热释传感器；可见光照度传感器；节能
当今社会经济飞速开展，各类动力糟蹋问题日趋严峻，尤为明显的如，大型地下停车场、公共卫生间、楼道等场所照明用电。尽管白炽灯具有许多长处，可是由于其能效过低，已被世界各国相继宣告筛选。自从澳大利亚2007年首要立法筛选白炽灯以来，我国于2011年也发布了逐渐筛选白炽灯的路线图。
跟着一般白炽灯被筛选，荧光灯、LED和节能卤钨灯成为现在照明灯具商场的三大干流。荧光灯是当时代替一般白炽灯最首要也是数量最多的照明灯，尽管和一般白炽灯比较能节省80％的电能，但其价格昂贵，体积较大，发光面积较大，不是点光源，光谱不接连，不能做到100％的显色性。一起荧光灯含有汞、荧光粉以及许多的电子元器件，抛弃后给环境带来的负担是不行估量的。近年来LED的开展十分敏捷，但本钱相对较高，且在技术上还无法做到如黑体辐射的接连光谱，在显色性、色彩一致性方面依然无法和节能卤钨灯比美，所以离大规模遍及仍有一段间隔。节能卤钨灯本质上仍是白炽灯，其结构简略、价格低廉、对环境无害，能直接作业于市电电压，瞬时发动，瞬间即可到达最大光输出，和一般的白炽灯比较能节省30％的电能，节能卤钨灯由于其近似于点光源的会集发光体，简直黑体辐射的接连光谱、100％的显色性，3 000K左右色温的柔软色光，无频闪，在许多对照明质量要求较高的场所，依然有不行比较的优越性。
考虑到以上要素，依照节能、减排、智能和有用的要求，笔者针对节能卤钨灯规划出根据STC12C5A60S2单片机的智能灯控体系，运用人体红外热释传感器和可见光照度传感器构成环境检测体系，大大进步了灯控体系的灵敏度、精确度和有用性。
1 体系整体规划
1．1 体系整体结构
本体系以单片机为操控中心，由5 V稳压电路、过零检测电路、人体红外热释传感器模块、可见光照度传感器模块、照明灯驱动电路和串口调试模块组成。体系框图如图1所示。
1．2 体系作业原理
运用人体红外热释传感器勘探人体特征，可见光照度传感器检测当时环境照度，把传感器检测信号送单片机处理，根据处理结果在单片机每次中止时操控照明灯的开关和亮度。串口调试模块作为人机交互东西，便于调查体系相关参数。
2 体系硬件规划
2．1 5 V稳压电路
本体系低压部分电源由220V-9V变压器引进，通过一个整流桥取得9 V直流电源，然后选用三端线性稳压芯片LM7805得到5 V直流电源。5 V稳压电路原理图如图2所示。
2．2 单片机最小体系
STC12C5A60S2AD系列单片机是宏晶科技出产的单时钟／机器周期(IT)的单片机，是高速／低功耗／超强抗搅扰的新一代8051单片机，指令代码彻底兼容传统8051，但速度快高速10位A／D转化，针对电机操控，强搅扰场合。其最小体系由复位电路和晶振电路组成，单片机最小体系原理图如图3所示。
2．3 过零检测电路
D2、D3电压取自220 V-9 V变压器次级，经全波整流构成脉动直流电压波形，由电阻分压，再通过%&&&&&%滤波，构成三极管基极电压波形。当基极电压低于0．7 V时，三极管截止，反之，三极管导通。三极管集电极通过上拉电阻R4构成高电平。通过三极管的重复导通和截止，在集电极处输出100 Hz脉冲电平，供单片机下降沿中止。过零检测电路原理图如图4所示。
2．4 人体红外热释传感器模块
人体都有安稳的体温，一般在37度左右，所以会发射出特定波长10μm左右的红外线。人体红外热释传感器能以非触摸方式检测到人体发射的红外线，在其上装置菲涅耳透镜，能够将热释的红外信号折射(反射)在红外热释传感器上，也能将戒备区内分为若干个明区和暗区，使进入戒备区的移动物体能以温度改动的方式在红外热释传感器上发生改动的热释红外信号，这样红外热释传感器就能发生改动的电信号。
本体系的人体红外热释传感器元件选用HC-SR501，以BISS0001集成芯片再配以相应外接阻容元件构成传感器的信号处理电路。把BISS00 01的1脚接高电平，设置本电路为可重复触发。输出延迟时刻能够通过改动R11的巨细来调理。人体红外热释传感器将感应到的红外辐射能量的改动转化成电信号，通过BISS0001的2脚输出。当有人在戒备区内移动时模块输出3．3 V电压，没人时模块输出低电平。试验测得该模块感应最远间隔可达8 m，最大视点为110°。人体红外热释传感器模块原理图如图5所示。
2．5 可见光照度传感器模块
可见光照度传感器选用ON9658，它是一个光电集成传感器，典型入射波长为520 nm，可见光范围内高度灵敏，内置双灵敏元接纳器、微信号CMOS放大器、高精度电压源和批改电路，输出电流随照度呈线性改动。温度安稳性好。
由于该传感器输出信号是峰值随照度改动的正弦波。因而选用肖特基二极管加阻容元件构成的硬件检波电路来获取传感器输出电压的峰值，最终输出幅值为正弦波峰值的直流电压信号。可见光照度传感器模块原理图如图6所示。
2．6 照明灯驱动电路
照明灯驱动电路首要由250 V双向光电耦合器MOC3021和双向晶闸管BT136构成，其间R7和R8串联构成双向晶闸管的门极电阻，当双向晶闸管灵敏度较高时，门极阻抗也很高，并上这两个电阻可进步抗搅扰才能。R8和C6组成浪涌吸收电路，避免浪涌电压损坏双向晶闸管。单片机的一个I／O口输出照明操控信号，触发光电耦合器MOC3021来操控双向晶闸管BT136的通断，这样便能操控照明灯的开关和亮度。照明灯驱动电路如图7所示。
2．7 串口调试模块
本体系的串口调试模块选用RS-232串口通讯，其最远传输间隔是50英尺，最高传输速率是20 kbps。能做到双向传输，全双工通讯。由于RS-232上传输的数字量选用负逻辑，只与地对称，所以与单片机衔接时需求参加电平转化芯片MAX232。串口调试模块原理图如图8所示。
3 体系软件规划
本体系软件程序运用C言语编程，选用模块化规划思维，以主程序为中心设置了A／D转化程序、I／O口输出照明操控程序、串口发送程序及中止函数4个模块。主程序流程图、中止函数流程图如图9、图10所示。
3．1 主程序
体系开端作业后主程序首要对体系功用初始化，发动看门狗以避免程序以外跑飞，然后敞开下降沿中止。接下来循环调用各个功用模块函数，并履行喂狗程序。
3．2 A／D转化程序
A／D转化程序首要用于人体红外热释传感器和可见光照度传感器检测信号的转化。主程序每次调用各传感器对应的A／D转化程序时，将其检测信号的模拟量转化成对应的数字量．供其它程序运用。
3．3 I／O口输出照明操控程序
此程序模块的功用首要在于接纳两个传感器经A／D转化后的数字量信号，然后由此信号根据体系设定的规矩计算出照明灯在一个周期内的关断时刻，供中止函数运用。主程序流程图中的T便是照明灯在一个周期内的关断时刻，X便是可见光照度传感器的检测信号。
3．4 串口发送程序
串口发送程序把两个传感器的检测信号发送到上位机，便于实践参数调查和软件调试。
3．5 中止函数
中止函数运用主程序中得到照明灯在一个中止周期内的关断时刻T来操控照明灯的开关和亮度。
4 定论
本智能灯控体系以节能减排为布景、选用节能卤钨灯作为照明灯，首要针对许多公共场所照明用电糟蹋严峻的现象而规划。此体系到达了杰出的照明，节能和环保作用。既消除了传统声控灯的扰民问题，又处理了以操控照明灯的开关和亮度来节省动力的问题。通过试验验证该体系体积小、作业安稳、无误动作、自动化程度高，是一种具有较高有用价值的智能灯操控体系。
