高校教学楼照明节电控制系统的研发

姚俊红

(德州学院机电工程系，山东德州 253023)

1 前言

目前，各高校普通的教学楼照明系统存在严重的电能浪费现象和很多不便之处。比如，由于同学们节电意识淡薄，自习室在白天光照能够满足要求的情况下，经常是灯具全亮。而晚上有的教室只有很少人甚至没人往往也是灯火通明，教学楼楼道内的灯在上课时间楼道内几乎没人经过而依然常亮等等现象，造成严重的电能浪费。另外，教室和洗手间照明部分基本上完全是由人为控制，即当人进入房间的时候先要找到房间内灯的开关，这个过程给人们带来了诸多不便。而楼道照明部分基本上采用声控延时和触摸延时两种控制方式，其中声控延时的控制方式需要一定分贝的声音来触发灯的控制部分使灯点亮，而突然间的噪声经常会影响其他同学的正常学习。

因此，针对以上现象，研发了一种高校教学楼照明节电控制系统，将现行普通教学楼照明控制系统做出了以下改进:第一，在教室、洗手间等房间的门口安装激光传感器，用来检测进入房间和从房间出来的人数，比较判断房间内的人数，然后根据房间内的人数控制相应区城灯的开关，另外，在教室内配合强制开关实现对每个灯开关的人为控制，使系统更加人性化;第二，在楼道内和路灯上安装红外检测装置，做到了当有人经过时，系统自动检测到人的靠近，然后亮灯并在一定延时后熄灭。这样避免了电能资源的浪费，同时也方便了同学们的学习和生活。

2 设计方案

2.1 教室照明节电控制部分

教室照明节电控制部分分别有两组激光式光电检测装置安装于教室或洗手间的门口，两组装置水平安装，距离可根据适当情况调整。这样当有人进出房间的时候，安装于房间门口的两组光电检测装置先后检测到信号，系统根据其先后顺序判断出进出房间的人数，并据此计算出房间内的人数，控制相应区域灯的开关。

2.2 楼道照明节电控制部分

楼道照明节电控制部分采用阻容降压直接接入市电驱动LED照明，利用热释电传感器检测相应区域是否有人经过。当有人经过时，传感器触发LED灯点亮，并通过自动延时一定时间后自动熄灭。

3 具体实施电路

3.1 教室照明节电控制电路

教室照明节电控制部分采用STC89C52单片机作为核心控制芯片，采用数码管作为显示模块，采用光耦加继电器电路作为弱电控制强电模块，采用电子变压器作为电源模块，

如图1电路图所示，教室入口装有两个激光传感器，当有人在房间门口走动时，G2中的激光式光电传感器检测到信号，将此信号与既定电平比较后在G2部分得到一低电平。这一电平被送往G3中的单片机进行处理。单片机根据G2中的信号判断出房间内的人数，并输出相应的信号。这些信号分别送至G4数码管及其驱动部分和G3继电器驱动部分。这样，G4中的数码管实时显示房间内的人数，G3中的继电器分别控制相应区域灯的开关状态。并装有强制开关，分别用来实现对教室内各个区域灯的人为控制。

图1 教室照明节电控制部分电路图

3.2 楼道照明节电控制电路

楼道照明节电控制部分采用带控制器的LED灯作为走廊路灯模块，LED灯的功率很小、价格低，配合相应传感器智能控制可有效节约电能。如图2电路图所示，通过阻容降压得到适合整个系统运行的电压，保证系统各个部分的正常工作。当有人在楼道中经过时，热释电传感器得到信号触发NF555，NF555输出高电平控制LED点亮。经过设定的一定延时后自动控制LED熄灭。光敏电阻可以自动检测楼道内光线强度，做到白天不亮，晚上有人经过时灯亮。

图2 楼道照明节电控制电路图

4 创新点及应用

(1)教室部分采用激光传感器检测进出房间的人数，采取分区控制方式，实现有人时开灯，人多时多开，没人时不开，从根本上避免了人走灯还亮的现象，杜绝了电能浪费。

(2)教室部分配有强制开关，使系统更加人性化。

(3)楼道部分采用热释电传感器检测该区域是否有人通过，控制LED灯的开关。

(4)采用光敏电阻检测光线强度，实现智能控制。

实验证明，该系统采用模块化构造，可直接安装在现有的教学楼照明系统上，无需进行改造，具有结构简单、拆装维修方便、灵敏度高、稳定性好、性价比高等特点，该系统的运用极大地提高了照明系统的自动化程度，在很大程度上节省了电能，节电率可以达到50%以上，具有很大的推广应用价值。

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