O 引言

　　目前絕大多數(shù)樓宇風(fēng)扇和電燈在使用時(shí)都是由人員手動(dòng)操作，當(dāng)天氣悶熱時(shí)由樓宇內(nèi)的人員手動(dòng)開啟風(fēng)扇和選調(diào)風(fēng)速，當(dāng)燈光不足或在上樓梯時(shí)手動(dòng)開啟電燈，常常會由于人員的疏忽在人離開之后忘記關(guān)閉設(shè)備而導(dǎo)致用電的浪費(fèi)。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮采用單片機(jī)為控制器，以熱釋人體紅外和溫度傳感系統(tǒng)來檢測室內(nèi)有無人員以及室內(nèi)溫度，設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫控風(fēng)扇及照明控制系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和控制室內(nèi)的風(fēng)扇和燈光的照明，從而達(dá)到智能控制和節(jié)能的目的。

　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)方框圖如圖l所示。通過51單片機(jī)和熱釋人體紅外來檢測區(qū)域內(nèi)是否有人，如有人再檢測其溫度和光度是否需開啟風(fēng)扇和燈光并且實(shí)現(xiàn)該調(diào)在哪個(gè)檔位，并由指示燈顯示檔位。用數(shù)碼管顯示室溫。最后用蜂鳴器作為報(bào)警源，如果啟動(dòng)報(bào)警模式，當(dāng)檢測到其區(qū)域內(nèi)有人就會發(fā)出報(bào)警信號，當(dāng)溫度超過一定范圍內(nèi)也啟動(dòng)長鳴報(bào)警聲。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2．1 熱釋人體紅外模塊

　　人體紅外感應(yīng)模塊電路主要由人體被動(dòng)紅外探頭、菲涅爾透鏡、專用芯片BISS0001組成。當(dāng)有人出現(xiàn)在它的探測區(qū)，傳感器便能探測到信號并把信號傳給單片機(jī)，單片機(jī)再根據(jù)實(shí)際情況是否該開啟器件設(shè)備或讓房間的電器設(shè)備處于一種可開啟狀態(tài)。關(guān)于走廊及洗手問用燈情況，當(dāng)晚上有人經(jīng)過時(shí)，人體紅外感應(yīng)到人便開啟走廊用燈或者洗手間用燈。熱釋人體紅外模塊電路如圖2所示。

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　　電路中運(yùn)用了熱釋紅外專用芯片BISS0001。BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。如圖2所示，當(dāng)人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號，然后使該信號先通過一個(gè)由C1、C2、R1、R2組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為16 Hz，下限截止頻率為O．16 Hz。

　　由于熱釋電紅外傳感器輸出的探測信號電壓十分微弱(通常僅有1 mV左右)，而且是一個(gè)變化的信號，同時(shí)菲涅爾透鏡的作用又使輸出信號電壓呈脈沖形式(脈沖電壓的頻率由被測物體的移動(dòng)速度決定，通常為O．1 Hz～10 Hz左右)，所以應(yīng)對熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號通過運(yùn)算放大器OP1和OP2進(jìn)行二級放大。再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器。

　　輸出信號Vo接單片機(jī)以便檢測，當(dāng)有人時(shí)便輸出5 V高電平，當(dāng)人離開之后延時(shí)一段時(shí)間后便復(fù)位為O V以便主控制電路的控制。電路設(shè)計(jì)讓芯片處于可重復(fù)觸發(fā)狀態(tài)以便適合教室的實(shí)際情況。重復(fù)觸發(fā)其工作過程：可重復(fù)觸發(fā)工作方式下在Vc=“1”、 A=“1”時(shí)，Vs可重復(fù)觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)，并可促使Vo在Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在Tx時(shí)間內(nèi)，只要Vs發(fā)生上跳變，則％將從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長—個(gè)Tx周期；若Vs保持為“1”狀態(tài)，則Vo一直保持有效狀態(tài)；若Vs保持為“0”狀態(tài)，則在Tx周期結(jié)束后Vo恢復(fù)為無效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時(shí)間Ti時(shí)間內(nèi)，任何Vs的變化都不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。

　　2．2 可調(diào)光光管控制模塊

　　本模塊主要由光敏傳感電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊及室內(nèi)LED燈幾部分組成。利用一個(gè)光敏二極管和一個(gè)100 k的電阻。共五組并聯(lián)連接接入5 V電壓，分別引出五條線路接至ADC0809芯片的IN3～I(xiàn)N7通道(見圖3)，通過光敏二極管檢測教室的光照亮度，根據(jù)光敏二極管特性，遇光照時(shí)，阻值會明顯減少，隨著光度的減少，光敏二極管的阻值會逐漸增大的原理，那么每個(gè)光敏二極管分壓得到的不同電壓值(即模擬量)，通過ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換檢測到它們輸出的模擬量。通過ADC0809芯片的IN3～I(xiàn)N7端口，轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，D0～D7作為數(shù)據(jù)輸出端口，連接至單片機(jī)的P0口進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。

　　燈管亮度分為四個(gè)檔位(以最佳光度為準(zhǔn)，不影響人的眼睛為前提)：

　　1檔：檢測到室內(nèi)光線充足時(shí)，開啟中間一盞LED燈，此時(shí)房間燈管亮度為最低。

　　2檔：檢測到室內(nèi)光線不充足時(shí)，同時(shí)開啟中間一排三盞LED燈管，此時(shí)教室燈管亮度為適中。

　　3檔：此時(shí)檢測到室內(nèi)光線明顯不足，同時(shí)開啟四盞LED燈管，此時(shí)教室燈管亮度為較大。
4檔：此時(shí)檢測到教室內(nèi)光線很暗，同時(shí)開啟五盞LED燈管，此時(shí)教室燈管亮度為最大。