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节电装置系统程序设计和应用
焦 阳 张晶晶 甄国凯 屈寅嵩 王世豪
（河北建筑工程学院 河北 张家口 075000）
摘 要：红外热感智能控制灯光装置是利用红外线感应模块,检测模块到对象的距离,并利用单片机作为核心控制系统,单片机接收到信号后经处理转换成输出信号.是否需要光照是根据红外感应装置对对象的检测来确定的；对象出现在可检测范围,装置启动光照电源；当光强足够时,本设计能够起到节能与断电保护的作用.
关键词：红外热感；节能；程序设计
中图分类号：TM64
文献标识码：Ａ
ｄｏｉ：１０．３９６９/ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１7．02．０52
1 红外热感器工作原理
对感应器通电,若检测到移动热源则信号端由低电平改变为高电平,即灯自动闭合,延时一段时间,恢复低电平.红外热感节能系统工作中有五个模式：准备模式,初步检测各个感应器和灯是否正常；持续模式,感应器都在开启状态,等待检测结果；常亮模式,持续感应到有人,灯持续照亮；休眠模式、感应到教室里人离开且教室里没人逗留,则进入休眠,延迟一段时间自动断开电路；故障模式,为常亮模式,检测出错时进入,工作异常时进入并点亮故障灯.
感应原理：人体发射出来的红外线在被红外感应源聚集接收到之前,需要通过菲涅尔滤光镜片将人体发射出来的红外线增强.红外线感应装置可感应的距离范围是7m-10m,角度为向前的扇形区域,区域半径可以通过调整电位器相应改变.实际使用时需要调整控制面积与延时的电位器,这样既可以准确的测出人体移动,又可以避免一些不必要的干扰.
2 系统主要硬件设计
2.1 单片机最小系统
主控制器是实现智能化的最核心部件,负责协调与控制各种传感器的检测以及继电器和灯光,它的工作效率涉及到系统运行的稳定性和系统效率.51系列单片机成本低,稳定性好,各种性能都能满足此产品的要求,所以采用的是80c51单片机.①晶振,取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)；②电源（用于供电,通常用电脑的USB口供电）； ③复位电路（用于复位）； ④烧制程序的口（做并口输入）.
2.2 复位电路
复位电路:单片机的基本功能,通电时,RST引脚检测到信号,中断单片机内部开关.稳定的电平复位是维持其相对合适的RC值.
2.3 人体热感应模块
采用“D-SUN人体热释感应模块”进行对移动人员的检测.D-SUN人体热释感应模块,使用热红外感应技术的自动控制模块,其工作电压范围广,可采用多种供电方法.
（1）光敏控制.光线强时,不需要使用灯光照射,则装置不感应.
（2）全自动感应.接电后持续检测,不需要人工监测,一旦检测到便可发送信号到单片机.
（3）触发方式.这款感应器内置两种工作方式,一种是检测到热源后持续输出高电平,期间将不会检测,持续一定时间后电平恢复,继续检测；第二种是持续检测,检测到人后输出高电平,期间如果再次检测到人,将继续输出高电平,距最后一次检测到移动热源后持续固定时间后恢复低电平.
（4）工作电压范围.工作电压为4.5V-20V.
（5）微功耗.静态电流<50mA.系统电路：电路为简单的单片机应用电路,基础为单片机最小结构.
单片机其余引脚接线：P0.1-5接LED灯,输出高电平时灯点亮；P1.0-3接四个主要照明灯；P2.0-5接六个人体红外热感应的信号端；P3.0-2分别接红色,绿色,LED灯；P3.3接触动开关.
供电电路：此次采用四节18650电池供电,满电电压为14.8V,由于内阻原因随电量减少电压下降,故采用MOS管稳压,对感应器供应电压稳定至12V,对单片机稳定在5V,LED灯可直连,其中用电阻分压,保护LED灯.
3 系统主要软件设计
3.1 系统程序结构
（1）C语言比起汇编有更多的优点,所以我们使用C语言技术来编写系统的节电装置系统程序；并且使用了Keil uVersion2来进行节电装置系统程序的编译.
（2）采用自上而下的设计思路,根据不同功能分为多个模式,将模式嵌套在各个子函数,通过函数调用达到模式切换的效果.
3.2 系统主程序
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
unsigned char Time;
unsigned char Mode;
Mode_T 等于 P0 ^ 0;
sbit Mode_S 等于 P0 ^ 1;
sbit Mode_Du 等于 P0 ^ 2;
sbit Mode_A 等于 P0 ^ 3;
sbit Mode_Do 等于 P0 ^ 4;
sbit Mode_B 等于 P0 ^ 5;
sbit LED_11 等于 P1 ^ 0;
sbit LED_12 等于 P1 ^ 1;
sbit LED_21 等于 P1 ^ 2;
sbit LED_22 等于 P1 ^ 3;
sbit ganying_A 等于 P2 ^ 0;
sbit ganying_B 等于 P2 ^ 1;
sbit ganying_C 等于 P2 ^ 2;
sbit ganying_D 等于 P2 ^ 3;
sbit ganying_E 等于 P2 ^ 4;
sbit ganying_F 等于 P2 ^ 5;
sbit zhishi_RED 等于 P3 ^ 0;
sbit zhishi_GREEN 等于 P3 ^ 1;
sbit zhishi_YELLOW 等于 P3 ^ 2;
sbit kaiguan 等于 P3 ^ 3;
int area[2]{2}等于{{0,0},{0,0}};
int mark ;
int total 等于 area[1][1] + area[1][2] + area[2][1] + area[2][2];
void mDelay(unsigned int Delay)
{
unsigned int i;
for(;Delay>0;Delay--)
{
for(i等于0;i<124;i++)
{;}
}
}
void stand_by Mode()
{
……
}
void duration Mode()
{
……
}
void main()
{
IT 等于 1;
EA 等于 1;
EX0 等于 1;
zhishi_RED 等于0;
zhishi_GREEN 等于 0;
zhishi_YELLOW 等于 0;
duration Mode();
zhishi_GREEN 等于 1;
stand_by Mode();
}
void TimeConfiguration()
{
TMOD 等于 0x01;
TH0 等于 0x3C;
TL0等于 0XB0;
EA 等于 1;
ET0 等于 1;
TR0 等于 1;
}
void Timer0() interrupt 1
{
TH0 等于 0x3C;
TL0 等于 0xB0;
Time++;
}
void Int0() interrupt 0
{
switch (Mode)
case 0x80: TimeConfiguration();
break;
case 0x40: stand_by Mode();
break;
case 0x20: duration Mode();
break;
case 0x10: ALL Mode();
break;
case 0x08: dormancy Mode();
break;
case 0x04: broken_down();
break;
}
4 结语
笔者以红外热感为核心,所设计的控制系统主要输入参数以人体热释电传感器取得的信号作为参照,可以实现对公共场所灯器开关和灯光光强的自动控制.现已做出实物并应用于学校,各个参数和灵敏度良好,实用性非常强.不仅实现了智能控制照明系统,而且节省电力资源,也给工作人员带来了极大的方便.红外热感装置可以对所控制的参数进行修改,不仅灵活、方便,而且控制精度高,成本低,这都是使用了单片机程序的优点.这让智能控制装置又在灯光控制领域更上一层楼.
参考文献
1 钟震西.智能照明控制系统的研究［Ｊ］． 武汉理工大学学报（信息与管理工程版）,２０１１（３）
２ 郑时春,周燕,雷显国,等．单片机控制的热释电红外节能照明开关设计［Ｊ］． 科技创新导报,２０１４（４）
３ 陈淑静．基于热释红外探头的电灯节能自动开关［Ｊ］．山西电子技术,２００９（１）
４ 马晓莉．红外热感应智能型节能插座的设计与制作［Ｊ］．价值工程,２０１５（２８）
５ 刘燎原,袁德明,章全,等．基于热释电红外传感器的智能楼宇多功能安防系统的研究［Ｊ］．装备制造技术,２０１２（９）
（责任编辑 高 平）
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