...泵房通风防排烟系统设计施工
孙景伟 丁学用 常胜波
摘 要：智能光控系统是智能家居中的重要组成部分。尤其是房间智能光控系统在日常生活中具有代表性。本设计是基于STC89C52单片机处理器作为主要核心器件设计的房间智能光控系统，能够实现房间灯光的自动和手动两种控制模式。本系统主要由红外模块、光敏模块、ADC0809模数转换模块、LCD1602液晶显示模块和STC89C52单片机模块组成。光敏传感器感应外界的光强信号，经过ADC0809数模转换模块将模拟信号转成数字信号，同时通过红外传感器判断房间内是否有人存在，然后将两个模块测得的实时数据传送给单片机，并和预设值进行比较，通过决定开启LED灯的数量来控制房间的亮度。
关键词：智能光控；光敏传感器；红外传感器
中图分类号：TP272 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）12-0094-03
Abstract： Intelligent optical control system is an important part of smart home， especially the room intelligent light control system， which is a representative in daily life. This design is about the room intelligent light control system which is based on the STC89C52 single-chip microcomputer as the main core device， and can achieve automatic and manual control modes of room lighting. The system is mainly composed of infrared module， light-sensitive module， ADC0809 analog-to-digital conversion module， LCD1602 liquid crystal display module and STC89C52 MCU module. The light-sensitive sensor induces the external light intensity signal， converts the analog signal into the digital signal through the ADC0809 digital-analog conversion module， and meanwhile determines whether there is anyone in the room by the infrared sensor. Then the real-time data measured by the two modules are transmitted to the single-chip microcomputer， and compared with the preset values； the brightness of the room is controlled by determining the number of LED lights to be turned on.
Keywords： intelligent optical control； light-sensitive sensor； infrared sensor
引言
房間智能光控系统是现今智能家居系统的重要组成部分，该系统通过光敏传感器对房间内光线进行实时采集，将采集到的模拟信号通过ADC0809模数转换芯片转换成可读的熟悉信号，并根据红外传感器实时监测房间是否有人的存在。进而调节灯的亮度。它将自动控制技术、数据处理技术、通信技术等等有效的综合起来，运用到房间智能光控系统中，这样不仅在享受高智能科技给我们带来的便利之时，还有利于我国的节能减排，环境保护法等政策的实施。
本设计融合了自动控制与手动控制于一体。在智能光控出现故障而不能正常工作的时候，可以切换手动模式进行照明的控制，从而提高房间智能光控系统的实用性。
1 基本原理
1.1 系统整体框架结构图
该系统的工作流程是：光敏传感器感应光强，经过ADC0809将模拟信号转成数字信号，经过红外传感器判断是否有人在房间，然后通过红外传感器和ADC0809输出数字信号到单片机STC89C52中进行处理，并在LCD1602液晶显示屏中显示自动模式/手动模式和亮度等信息。结构框图如图1所示。
1.2 方案比较
本文的预选设计方案有两种。第一种方案是通过电阻分压来控制LED灯的亮度，第二种方案则通过LED的数量控制整个房间的亮度。对比这两种方案，第一种方案使用的LED灯的数量少，减少了设计所需的成本，但是由于电阻分压作用使得能源的利用率降低。第二种方案虽使用LED灯的数量较多，增加了设计成本，但控制比较灵活。综合两种方案的优缺点，第二种方案更适合本设计。
2 系统的软件设计
2.1 系统仿真
由于Proteus元器件库中没有红外传感器和光敏传感器，故在仿真中用开关代替红外传感器接在单片机P3.7口，用滑动变阻器代替光敏传感器接在单片机IN0口。因为在仿真中无法观测到灯的亮度，故在设计中以不同的亮度代替。
（1）LED：两种亮度，分别为MAX，MIN。达不到开灯条件时，指示灯亮。
（2）LCD模块：选用的LCD1602，可以显示自动模式及手动模式全拼、亮度模式、电压和红外检测信息。
（3）当接通电源之后，红外传感器模块和光敏传感器模块开始采集信号，此时指示灯亮，当到站时，红外检测到人的存在，达到了开灯条件，此时指示灯灭。根据光敏传感器采集的信息切换代表不同亮度的LED灯。
2.2 主程序流程图
主程序的作用是用来调用各个部分子程序的。在程序初始化以后，首先出现的是开机界面，液晶显示屏左上角显示电压，精确到小数点后四位，左下角显示自动模式或者手动模式，分别以其拼音的全拼代替，右上角显示灯的亮度，分别显示为max、mid、min、off，右下角则显示红外测得的数据，若监测到有人则显示为0，监测到无人则显示为1。自动模式下的光敏传感器用来感应光线，将检测到的信号经过ADC0809模数转换器芯片将模拟信号转成数字信号，以电压的形式显示在LCD1062显示器上，通过红外传感器来判断是否有人在房间，然后红外传感器和ADC0809模数转换器输出数字信号到单片机STC89C52中进行处理，通过控制LED灯的数量来调节房间的亮度。
本设计主要通过电压所在的区间来控制灯的数量，进而控制房间亮度，并分成四个等级：（1）三盏LED灯全亮；（2）前两盏LED灯亮，最后一盏LED灯不亮；（3）第一盏LED灯亮，后两盏LED灯不亮；（4）三盏LED灯全不亮。对应的电压分范围别为：3<=U<5；2<=U<3；1<=U<2；U<1；在自动模式下，用手动模式来调节房间亮度的开关没有任何作用。为了避免因为设备故障而导致无法正常使用，本设计集合自动控制与手动控制于一体，当单片机P03所接的按压式开关未按下时为手动模式，此时通过逐次按下P04所接开关进行亮度调节。手动模式和自动模式原理相同，都是通过控制LED灯的数量来调节房间的亮度。主程序流程图如图2所示。
3 硬件调试
该系统的硬件电路主要由STC89C52单片机、LCD1602显示电路、ADC0809模数转换模块电路、光敏传感器模块电路、红外传感器模块电路五个模块构成[3]。单片机通过和各个部分电路相连接，来处理和实现各自功能。按照系统的仿真结果进行硬件组装及焊接，部分硬件运行图如图3、图4、图5、图6。
图3是自动模式下Mid模式，此時红外检测到有人存在，光敏传感器测得电压在U在2V-3V之间，两盏LED灯开启。图4是手动模式下Min模式，一盏LED灯开启，红外传感器和光敏传感器都不起作用，此时按动黑色按键便可改变LED灯的开启数量。图5是手动模式下Mid模式，此时有两盏LED灯开启。图6是手动模式下Off模式，此时三盏LED灯全部熄灭。
4 结束语
本设计由STC89C52单片机作为主控核心芯片，以红外传感器和光敏传感器为信息采集部分，LCD1602为显示部分而设计的具有自动模式和手动模式两种控制模式的智能光控系统。通过红外传感器和光敏传感器来实现的房间智能光控系统，不仅方便了人们的生活，而且还为我国节约能源消耗做出了贡献，同时可广泛用于各种灯光控制系统之中。
参考文献：
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