LED智能照明控制系統(tǒng)的設計

　　熱紅外傳感器

　　熱紅外傳感器有三個關鍵性的元件：菲涅爾濾光透鏡，熱釋電紅外傳感器(PIR)，匹配低噪放大器。菲涅爾透鏡一是聚焦作用，即將熱紅外信號折射在PIR(熱釋電紅外傳感器)上，第二個作用是探測警戒區(qū)內(nèi)紅外線能量的變化，并由系統(tǒng)內(nèi)固化軟件對所采集的數(shù)據(jù)進行運算加工，由控制系統(tǒng)內(nèi)的控制軟件通過控制邏輯來決定是否發(fā)出開燈信號。熱釋電紅外傳感器(PIR)將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號，即熱電轉(zhuǎn)換。因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度，當人體進人警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集到伺服系統(tǒng)以后，由軟件對該新采集的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)存中已經(jīng)存在的前期探測數(shù)據(jù)進行延時比較，以判斷是否真的有人等紅外線源進入警戒區(qū)，還是只是環(huán)境波動，甚至是元件自身內(nèi)部噪聲的影響，以免發(fā)生誤判斷。 匹配低噪放大器的作用是當探測器上的環(huán)境溫度上升，尤其是接近人體正常體溫(37℃)時，傳感器的靈敏度下降，經(jīng)由它對放大器的增益進行補償，增加其靈敏度。另外由于距離等衰減因素的存在，溫度傳感器和內(nèi)部軟件的初始數(shù)據(jù)并不需要定在37℃這個點上，而是要綜合環(huán)境因素，元件靈敏度、最近線性區(qū)段來定初始值。環(huán)境噪聲探測，主要是通過探測環(huán)境中人類日常活動所產(chǎn)生的噪聲，并與紅外線部分的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部進行或運算，以補償在環(huán)境溫度非常接近人體時紅外探測不敏感而無法判定是否有人進入需要照明的區(qū)域。

　　強光傳感器

　　光敏電阻的光譜響應峰值比較接近人視覺敏感區(qū)的波長。并且當光照強度減弱時，它的響應時間相對增加，裝置在光照強度變化時，輸出狀態(tài)保持相對穩(wěn)定。所以在多種光電探測器中選擇了光敏電阻。考慮到光敏電阻對溫度變化較為敏感，偏置電路中的電阻可以采用與探測元件溫變系數(shù)相近的光敏電阻，以防止工作點漂移。

　　聲控傳感器

　　聲控傳感器部分由聲控傳感器、音頻放大器、選頻電路、延時開啟電路和可控硅電路組成。利用聲音的相對比較，判斷是否啟動控制電路的開啟，使用調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)給定聲控傳感器的初始值，聲控傳感器不斷地把外界聲音的強度與給定強度比較，超過給定的強度時，向主機發(fā)送“有聲音”信號，否則發(fā)送“沒有聲音”的信號。

　　控制單元

　　控制單元采用單片機作為照明系統(tǒng)的控制核心，選用日本NEC公司的μPD78F0034芯片作為主控模塊，該芯片具有8位無符號乘法指令及16位除法指令，給軟件編程帶來了很大的方便。

　　根據(jù)國家標準民用建筑照明設計標準(GBJl33-90)，我們控制室內(nèi)亮度在2001x左右。

　　本控制器設置了3套傳感系統(tǒng)和嚴密的軟件控制，其工作方法如下所述。

　　首先通過被動熱釋電紅外探測器和環(huán)境噪聲探測是否有人，并探測環(huán)境亮度。如果沒人，所有LED燈均不開。如果有人，分成兩種情況：

　　·若需要照明的環(huán)境的照度X>200 lx時，LED照明燈具處于關閉狀態(tài);

　　·若需要照明的環(huán)境的照度X<200 lx時，LED照明燈具處于開啟狀態(tài)，并且隨著環(huán)境照度調(diào)節(jié)LED燈具的照度。

　　根據(jù)聲音的大小判斷是否需要啟動驅(qū)動電路。