LED智能節(jié)能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　led被認(rèn)為是21世紀(jì)的照明光源。LED發(fā)光器件是冷光源，光效高，工作電壓低，而且能耗低，同樣亮度下，LED能耗為白熾燈的10％，熒光燈的50％。LED壽命可達(dá)10萬小時(shí)，是熒光燈的10倍，白熾燈的100倍。用LED替代白熾燈或熒光燈，環(huán)保無污染。使用安全可靠，便于維護(hù)。我國照明用電占總發(fā)電量的12％。目前，公共建筑的照明燈具控制大多采用手動開關(guān)，經(jīng)常出現(xiàn)沒有及時(shí)開關(guān)的現(xiàn)象，從而造成大量的能源浪費(fèi)和使用上的不便。另外，不必要的使用，也會縮短燈具的使用壽命。本文闡述了一套LED智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，可以根據(jù)工作環(huán)境中是否有人員和環(huán)境補(bǔ)光亮度等來自動控制照明的開關(guān)和亮度。采用本系統(tǒng)具有提高用電效率，節(jié)約電能和緩解了用電高峰的電力供應(yīng)壓力雙重作用。 系統(tǒng)主控模塊功能

    這套節(jié)能照明控制系統(tǒng)是在大慶石油學(xué)院現(xiàn)代教育中心中控室安裝試運(yùn)行的。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GBJl33-90)，我們控制室內(nèi)亮度在2001x左右。

    本控制器設(shè)置了3套傳感系統(tǒng)和嚴(yán)密的軟件控制，其工作方法是：

    首先通過被動熱釋電紅外探測器和環(huán)境噪聲探測是否有人，并探測環(huán)境亮度。如果沒人，所有LED燈均不開。如果有人，分成二種情況：

    ·若需要照明的環(huán)境的照度X>200 lx時(shí)，LED照明燈具處于關(guān)閉狀態(tài)；

    ·若需要照明的環(huán)境的照度x＜200 lx時(shí)，LED照明燈具處于開啟狀態(tài)，并且隨著環(huán)境照度調(diào)節(jié)LED燈具的照度，LED燈具釋放到室內(nèi)的平均照度為E=200－x。

    硬件飼服控制系統(tǒng)

    針對以上情況，本系統(tǒng)以MCS一51單片機(jī)為核心，組成一個(gè)集采集、處理、控制為一身的自動控制系統(tǒng)。其框圖見圖1。

    它主要由三部分組成：傳感器單元，控制器單元，LED驅(qū)動電路和照明系統(tǒng)。

    傳感器單元

    被動式熱釋電紅外探測器

    被動紅外探測器有三個(gè)關(guān)鍵性的元件：

    菲涅爾濾光晶片，它通過截止波長8～12μm的菲涅爾濾光晶片，起帶通濾波器的作用，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。

    菲涅爾透鏡，作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號折射在PIR(熱釋電紅外傳感器)上，第二個(gè)作用是探測警戒區(qū)內(nèi)紅外線能量的變化，并由系統(tǒng)內(nèi)固化軟件對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算加工，由控制系統(tǒng)內(nèi)的控制軟件通過控制邏輯來決定是否發(fā)出開燈信號。

    熱釋電紅外傳感器(PIR)將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號，即熱電轉(zhuǎn)換。

    因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集到伺服系統(tǒng)以后，由軟件對該新采集的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)存中已經(jīng)存在的前期探測數(shù)據(jù)進(jìn)行延時(shí)比較，以判斷是否真的有人等紅外線源進(jìn)入警戒區(qū)，還是只是環(huán)境波動，甚至是元件自身內(nèi)部噪聲的影響，以免發(fā)生誤判斷。因此，紅外探測傳感部分軟硬件主要是通過探測環(huán)境紅外線變化來判斷是否有人進(jìn)入需要照明的警戒區(qū)。 匹配低噪放大器的作用是當(dāng)探測器上的環(huán)境溫度上升，尤其是接近人體正常體溫(37℃)時(shí)，傳感器的靈敏度下降，經(jīng)由它對放大器的增益進(jìn)行補(bǔ)償，增加其靈敏度。