CN107094342A - 一种智能灯控系统构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能灯控系统构建方法。本发明采用热释电红外传感器和光敏三极管来感知人体信息和外部光照环境改变，并通过P87LPC779单片机及软件编程的技术实现灯光系统的控制，达到了智能化的控制。

Description

一种智能灯控系统构建方法

技术领域

本发明涉及一种基于P87LPC779单片机办公场所智能灯控系统构建方法。

背景技术。

随着社会经济和科学技术的发展，人类社会的进步越来越依赖于资源的开发与利用，然而与日俱增的能源需求和有限的资源数量形成了巨大的矛盾,能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中，节能无疑是符合可持续发展要求。目前对灯光的智能控制，国内外已经开始采用，但针对集中办公场所灯光的控制智能系统还不是很完善，依然是人工管理占主导地位。即便有一些如灯控系统采用声控形式但是其没有经过单片机等芯片的处理使用仍是将采集信号处理后传递给逻辑电路来进行灯光控制，假使外界条件恶劣如有噪声等仍会造成电能的浪费，而且逻辑电路只能实现较少功能，以上这些有一定的节能效果但智能化低、节能效果不显著、无法实现人性化控制。

发明内容

本发明就是解决以上这些，灯控节能智能化不高、受环境的影响大、节能效果不好的问题、本发明采用热释电红外传感器和光敏三极管来感知人体信息和外部光照环境改变，并通过单片机及软件编程的技术实现灯光系统的控制，达到了智能化的控制。

一种基于P87LPC779单片机办公场所灯控智能系统构建方法，该系统以P87LPC779单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据办公场所合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对办公场所照明回路的智能控制。整体系统由人体传感器感应信号，再送入单片机进行处理，再由单片机控制办公场所灯光。同时将环境亮度检测、人工控制、报警控制等功能加入到系统中，起到智能控制，节能高效。

具体实施方式

本发明实施例所述的一种基于P87LPC779单片机办公场所智能灯控系统构建方法。具体步骤如下：

1.灯光控制电路具有对办公场所内的人数进行统计和对光照情况进行鉴定的功能，并对灯光进行实时控制，达到方便和节约能源的目的。电路有两种控制方式：自动控制状态和强制执行状态。

自动控制状态：电路上点复位后自动处于自动控制状态，当环境光照充足时且教室光照强度大于设定值时，不管有没有人，灯都不亮。若办公场所光照强度小于设定值，控制会根据人数多少来确定灯的开关，如果有人进入办公场所，红外传感器感应到后把信号经过隔离缓冲送到CPU且数码显示电路显示人数为1，同样再有人进出则显示器上数字自动加减1。

强制执行状态：在电路正常工作的情况下，按下强制开关可以通过人对办公场所灯进行强行控制，再通过按下此按钮也可以恢复到自动控制状态。

2. 硬件电路设计 ：

（1）控制核心模块 ：本系统采用P87LPC779单片机处理芯片，其特点是外围电路简单，价格低廉，虽然此款单片机的工作频率相对较低，但本设计对频率要求不高，能够满足本设计的要求。另外此款单片机有32个I/O端口，方便了设计的需要。因为51单片机的P0口驱动电流小，因此需要外加上拉电阻。单片机最小系统主要还有晶振电路以、复位电路、及报警电路。由于蜂鸣器需要的驱动电流较大，单片机I/O端口不能直接驱动，所以通过一个三极管进行电流放大。当办公场所里面没有人时系统会通过热释电红外感应无人信息，传递给单片机进行处理后使办公场所里面（即控制区）的灯全部关闭。知道下次有人进来时才点亮。 同时当人出去后蜂鸣器报警然后灯关闭。本报警电路由蜂鸣器、三极管、非门组成。

（2）办公场所人数检测模块的功能实现 ：

热释电红外传感器采集到的信号首先由BISS0001芯片在不可重复触发工作方式下经一、二级运算放大器、双向鉴幅器、延时器等处理后变成比较标准的高低电平后，将此标准信号接到单片机上的P2口上，并对相应引脚通过软件方法对引脚信号进行检测来统计进入办公场所人数。另外也可以将它接到中断引脚采用外部中断的方法将采集到得信号转化成统计的进入到办公场所里的人数。对于本系统，采用普通引脚信号检测的方法用两个热释电红外传感器：一个放在前门用来感应进来办公场所的人体信号；另一个放在后门用来感应从办公场所出去的人体信号，来实现对进出办公场所的人数的检测。若此部分通过两个开关来模拟热释电红外传感器感应信。

（3）灯控模拟模块 ：本控制系统用四个按钮分别来表示进出门情况、强制开关、模式开关。强制控制与自动控制模式的转换按钮功能如下：先按下MODE再对FORCE键进行控制，当按下MODE后第一次按下FORCE时灯控区有一半的灯亮，第二次按下FORCE时灯控区灯全亮，第三次按下FORCE时灯控区的灯全部熄灭；当你再次按下MODE键时FORCCE键就失效了，只有再次按下MODE它才可以控制。

（4）液晶显示和报警模块 ：本设计使用的LM016L液晶模块采用HD44780控制器。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动、闪烁等功能。LM016L与单片机MUC通信可采用8位或者4位并行传输两种方式。HD44780控制器由两个8位寄存器、指令寄存器（IR）和数据寄存器(DR)、忙标志显示数据(BF)、字符发生器(ROM)、显示数据（RAM）、地址计数器等组成。IR用于寄存器指令码，只能写入不能读出；DR用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM，或者暂存从DDRAM和CGRAM读出数据。BF为1时，液晶模块处于内部处理模式，不响应外部操作指令和接受数据。DDRAM用来存储显示字符，能存储80个字符码。CGRAM由8位字符码生成5*7点阵字符160种和5*10点阵字符32种。AC可以存储DDRAM和CGRAM的地址，如果地址码随指令写入IR，则IR自动把地址码装入AC，同时选择DDRAM或者CGRAM单元。LM016液晶模块的引脚功能如下：

VDD——工作电源正端。范围为3~5V。 VSS——工作电源负端。一般接0V。

RS——高电平时数据线上为数据信号；低电平是为指令信号。RW-——高电平时为读数据模式；低电平时为写数据模式。 E——使能信号端。DB0~DB7——数据线。

3.系统程序设计 ：系统软件设计主要完成采集红外传感器的信号和根据当前设置状态自动对办公场所内灯光系统进行控制。主要包括处理、键盘扫描、数据处理、结果显示。

（1）系统主程序流程 ：该描述的是整个流程的控制情况。首先上电复位后系统处于自动控制状态。此时当有人进出办公场所时液晶显示屏会自动显示人数的加减情况，并且根据人数的多少与光强的大小来控制办公场所里灯的亮灭。按下强制转换按钮后系统转化为强制控制状态，此时通过人工来控制办公场所灯的点亮情况。

（2）系统子程序 流程

A.按键控制流程 :此是描述用按键模拟红外检测人数变化和用滑动变阻器模拟光敏三极管检测光强变化的情况。在自动控制状态时，按下jin按键则液晶屏显示人数加1，按下chu按键则液晶屏显示人数减1。当人数大于10且光强没有超过上限值是灯全亮，当人数小于10时则灯亮一半。处于强制状态时则有人工控制灯亮情况。

B. 液晶显示控制流程

此流程为液晶显示的情况。首先是对液晶进行初始化，在对信息进行检测，最后对相应信息进行显示。

本发明所涉及的一种基于P87LPC779单片机的灯光智能控制系统的构建方法。其主要特点是电路结构简单、工作稳定可靠且成本相对比低。并且在功能上也达到了较为满意的效果，实现了进出显示，基本实现了大的办公场所灯光系统的智能控制。

以上所述的实施例，只是本发明较优的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种智能灯控系统构建方法，其特点该系统以P87LPC779单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据办公场所合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对办公场所照明回路的智能控制。

2.根据权利要求1，整体系统由人体传感器感应信号，再送入单片机进行处理，再由单片机控制办公场所灯光，同时将环境亮度检测、人工控制、报警控制等功能加入到系统中，起到智能控制，节能高效。

3.根据权利要求成1，系统软件设计主要完成采集红外传感器的信号和根据当前设置状态自动对教室内灯光系统进行控制，主要包括处理、键盘扫描、数据处理、结果显示。