高校教室节能照明系统

摘要：本系统综合教室人数及自然光照度等因素，以达到对教室节能照明的控制。将光照强度采集模块、红外信号检测和计数模块作为系统的信号检测，对89S52单片机程序编程使其输出信号驱动继电器，从而实现对照明灯的节能控制。现如今学校对用电的管理模式不够科学规范，这种浪费现象就数见不鲜了。所以，我们考虑有必要在以保证用电质量为前提，最大幅度地降低用电的浪费，从而使电能得到充分的利用。

在生活中我们见到过各种各样的节能照明产品，比如节能灯、太阳能路灯、声控灯等。虽然节能产品日益增多，但是能广泛应用于学校的却是寥寥无几。每当学校的晚自习结束后，教室的灯还是一直亮着的，有些教室只有少数人或者根本没有人在自习。夏天在光线较强的环境能正常学习时，教室的灯也都是亮着的。这样长年累月下来浪费掉的电能是非常巨大的。很多学校对用电的管理模式不够科学规范，这种浪费现象就数见不鲜了。所以，我们考虑有必要在以保证用电质量为前提，最大幅度地降低用电的浪费，从而使电能得到充分的利用。

目前国内大多数学校教室的照明灯具控制一般都采用普通开关，需要专门的人员进行照明管理，这样检查和控制的时间及工作量很大，而且要额外支付聘请费用。现有的声

控灯的控制需要一定分贝的声音来触发灯的控制部分使灯点亮，这样产生的噪声会影响室内学生的正常学习。

1 系统设计方案

1.1 AT89S52单片机简介

AT89S52是一种高性价比的单片机，它具有8KB的片内ROM和256字节RAM使其应用灵活有效。

它的指令可以兼容80C51单片机的大部分产品。其片内程序存储器在线编程较灵活且可以重复编程，其功能相当于高效的微型计算机且使用范围广，性价比高。

1.2 光照强度信号采集部分

不同的地方对光强的要求有不同的标准：

客房、卧室、走廊等简单视觉工作场所需要的照度为30LX～75LX;办公室、教室、商场等连续视觉工作场所需要的照度为200LX～500LX;营业厅、阅览室、绘图室等需集中注意力的视觉工作场所需300LX～750LX。(附：是指单位面积上所照射的光通量，照度单位为lux，符号为lx。)

光敏电阻是利用光电导效应制作的元件，其工作原理是内光电效应。当光照强度变强，其电阻值就变小。光敏电阻是没有极性的纯电阻器件，在两端施加电压后，会由于自然光强度的变化，电阻两端的电流也随之变化，继而实现光电转换。基于以上的优点本系统选用光敏电阻实现对教室光照强度的采集和处理。

1.3 红外信号检测部分

红外信号检测部分主要由传感器及检测模块组成。系统采用光电传感器。其原理是将光信号转换成为电信号，再将检测到的变化量转换成电信号的变化量，以便于使用电子技术实现控制和检测。其工作原理是：直射式光电传感器是将传感器的发射源与接收端部位对直，如果接收端应接收的红外信号被人进门途中挡住，即削减了光通量，继而将相应的脉冲信号施加给外电路，最后通过放大器放大使计数器记下削减的次数。

2 系统电路图

3 软件设计

3.1 光照强度采集模块设计

该模块主要在于通过光敏电阻对教室内的自然光照度进行采集，进而运用采集电路动态分析，传送信号至单片机进行处理。其步骤如图4所示。

3.2 人数检测模块软件设计

采用光电传感器测量教室内的实时学生学习人数，不仅具有成本低、电路结构清晰简单等特点;光电传感器价格低廉，采用非接触式测量，稳定性较强，寿命相对较长。将检测电路与单片机相连，在门的里外两边各安装一个光电传感器，在两个传感器发射出红外光被遮挡的先后顺序中，如果是进入教室则门里面的传感器先发出脉冲信号，显示人数-1，反之人数显示+1。光通量变化被检测到后再通过单片机的加减运算得到教室里的总人数。

3.3 人数检测及光照强度采集模块软件设计

将计数电路部分与红外信号检测部分配合使用，其具体软件流程如图5所示。

4 结论

本设计对教室照明的控制部分进行了研究。以自然光照度、人数等外界条件为控制器的输入参数，比传统的人工管理更方便，并且节约了电能，降低了教室灯光的资源浪费，同时还加入了人数检测技术，使教师能更快捷方便地了解出勤人数。该系统设计对于各类学校的教室照明控制具有重要的意义，便于推广应用。