專利名稱：一種基于人數(shù)控制的教室照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教室照明裝置，具體的說，涉及一種能夠根據(jù)人數(shù)對教室內(nèi)燈具實(shí)現(xiàn)控制的照明裝置，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，高等院校主要是通過以光電開關(guān)為核心的照明裝置來實(shí)現(xiàn)對教室內(nèi)照明燈具的控制，即達(dá)到“人來燈亮，人去燈滅”的效果。這種照明裝置雖然充分體現(xiàn)了其智能化的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在著不可忽視的弊端。大部分情況下教室內(nèi)照明燈具開啟的數(shù)量與教室內(nèi)的人數(shù)存在著明顯的不對應(yīng)關(guān)系，即教室內(nèi)燈具開啟的數(shù)量與教室內(nèi)人數(shù)的比例過大， 這一現(xiàn)象造成了電能的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)也大大降低了教室資源的利用率。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的教室照明裝置浪費(fèi)電能的不足，本實(shí)用新型提供一種教室照明裝置，該裝置可以通過人數(shù)來實(shí)現(xiàn)對教室內(nèi)照明燈具的智能化控制(即當(dāng)人數(shù)在2N以內(nèi)時(shí)開啟前兩排燈，當(dāng)人數(shù)在2N和3N以內(nèi)時(shí)開啟前三排燈，當(dāng)人數(shù)超過3N時(shí)四排燈全部開啟，這里N代表人數(shù)，N和燈的排數(shù)均可以通過程序加以控制)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該裝置主要由單片機(jī)、光電開關(guān)、繼電器構(gòu)成，其特征是繼電器的常開端接入每一排照明燈具的零線回路，單片機(jī)通過三極管來控制繼電器的開啟與關(guān)閉，在單片機(jī)的P3. 2、P3. 3兩個(gè)端口接入光電開關(guān)接收端的常開端口，當(dāng)有人通過時(shí)產(chǎn)生下降沿脈沖，若第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人進(jìn)入教室，若第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人離開教室，單片機(jī)通過對脈沖產(chǎn)生的個(gè)數(shù)和脈沖產(chǎn)生時(shí)間的統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)對教室內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)人數(shù)來控制三極管的導(dǎo)通與截止，從而控制繼電器的開啟與關(guān)閉。在該裝置中以AT89C51單片機(jī)作為整套裝置的控制芯片。在單片機(jī)的P2. 0端口連接一電阻，電阻的另一端接至一 PNP三極管的基極，三極管的發(fā)射極接直流電源VCC，三極管的集電極接至繼電器的輸入端，將繼電器的常開端接至第一排燈和第二排燈的零線回路，當(dāng)P2. 0為低電平時(shí)繼電器閉合，當(dāng)P2. 0為高電平時(shí)繼電器斷開，這樣便可以通過繼電器的通斷來實(shí)現(xiàn)對第一、二排燈的控制；單片機(jī)的P2. 1端口采用與P2.0端口同樣的接法，只是繼電器的常開端接至第三排燈的零線回路，便可以通過繼電器的通斷來實(shí)現(xiàn)對第三排燈的控制；單片機(jī)的P2. 2端口也采用與P2. 0端口同樣的接法， 只是繼電器的常開端接至第四排燈的零線回路，便可以通過繼電器的通斷來實(shí)現(xiàn)對第四排燈的控制(對于教室內(nèi)燈具超過四排的可采用與上面同樣的接法進(jìn)行連接和控制)；同時(shí)在火線回路接入開關(guān)，便可以在白天關(guān)閉燈具，晚上開啟燈具。在單片機(jī)的P3. 2端口接一電阻，電阻的另一端接直流電源VCC，同時(shí)將第一對對射式光電開關(guān)接收端的常開端一端接至P3. 2端口，另一端與單片機(jī)的GND引腳相連，當(dāng)沒人通過時(shí)P3. 2為高電平，當(dāng)有人通過時(shí)光電開關(guān)常開端閉合，P3. 2端口為低電平，這時(shí)產(chǎn)生下降沿以供單片機(jī)檢測；單片機(jī)的P3. 3端口接入第二對光電開關(guān)，采用與P3. 2端口同樣的接法，這樣通過兩對光電開關(guān)的配合便可以實(shí)現(xiàn)對教室內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計(jì)。在單片機(jī)的P2. 3端口接一電阻，同時(shí)接一按鍵，按鍵的另一端接地，電阻的另一端接VCC，這樣當(dāng)按鍵斷開時(shí)端口為高電平，按鍵閉合時(shí)端口為低電平，此時(shí)通過單片機(jī)內(nèi)部控制使所有燈具開啟。本實(shí)用新型的有益效果是，可以通過人數(shù)來實(shí)現(xiàn)對教室內(nèi)照明燈具的智能化控制，達(dá)到節(jié)能的目的。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型的照明裝置框圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中的主控電路圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中的照明燈具連接圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中的繼電器控制原理圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中的人數(shù)統(tǒng)計(jì)原理圖。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中的按鍵原理圖。圖中 1.VCC 引腳，2. RST 引腳，3. XATL2 引腳，4. XATLl 引腳，5. GND 引腳，6.火線， 7.零線，8.開關(guān)，9.繼電器一常開端，10.繼電器二常開端，11.繼電器三常開端，12.繼電器一輸入端，13.繼電器二輸入端，14.繼電器三輸入端，15.P2.0引腳，16.P2. 1引腳， 17. P2. 2引腳，18. P3. 2引腳，19. P3. 3引腳，20.第一對光電開關(guān)發(fā)射端，21.第一對光電開關(guān)接收端，22.第一對光電開光常開端口一，23.第一對光電開光常開端口二，24.第二對光電開關(guān)發(fā)射端，25.第二對光電開關(guān)接收端，26.第二對光電開關(guān)常開端口一，27.第二對光電開關(guān)常開端口二，28. P2. 3引腳，29.按鍵。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型照明裝置框圖。該照明裝置分為四個(gè)模塊，分別為單片機(jī)、照明網(wǎng)絡(luò)模塊、人數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊和按鍵模塊。單片機(jī)是主控電路，控制著整個(gè)電路的運(yùn)行。 照明網(wǎng)絡(luò)模塊受控于單片機(jī)，單片機(jī)通過對照明網(wǎng)絡(luò)模塊的控制實(shí)現(xiàn)照明燈具的開啟與關(guān)閉。人數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊主要是通過兩對對射式的光電開關(guān)產(chǎn)生中斷信號(hào)送入單片機(jī)內(nèi)部，通過內(nèi)部運(yùn)算得出教室內(nèi)的人數(shù)。按鍵模塊主要是通過一個(gè)按鍵達(dá)到在特殊情況下開啟全部燈具的目的。如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例中的主控電路圖。由VCC引腳(1)、RST引腳O)、 XATL2引腳(3)、XATLl引腳(4)和GND引腳(5)構(gòu)成。VCC引腳(1)接直流電源VCC ；RST 引腳⑵接電解電容C的負(fù)極，電解電容C的正極接VCC，同時(shí)RST引腳⑵接一電阻R，電阻R的另一端接GND引腳(5)，XATLl弓丨腳(3)接晶振的一端，同時(shí)接電容Cl，XATLl (4)接晶振的另一端，同時(shí)接電容C2，電容C1、C2的另一端連接在一起接至GND引腳(5)。這樣單片機(jī)就可以處于正常工作狀態(tài)，保證整個(gè)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。如圖3所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例中的照明燈具連接圖。由零線(6)、火線(7)、開關(guān)(8)、繼電器一常開端(9)、繼電器二常開端(10)、繼電器三常開端(11)構(gòu)成。在火線輸入端接入開關(guān)(8)，開關(guān)的另一端接至四排燈的火線輸入端，可以達(dá)到白天燈具關(guān)閉，晚上燈具開啟的目的；第一排燈與第二排燈通過繼電器一常開端(9)接入零線，第三排燈通過繼電器二常開端(10)接入零線，第四排燈通過繼電器三常開端(11)接入零線，這樣可以通過控制繼電器達(dá)到對每一排燈具的控制。 如圖4所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例中的繼電器控制原理圖。由繼電器一常開端 (9)、繼電器二常開端(10)、繼電器三常開端(11)、繼電器一輸入端(12)、繼電器二輸入端 (13)、繼電器三輸入端(14)、P2.0引腳(15)、P2. 1引腳(16)、P2.2引腳(17)和GND引腳 (5)構(gòu)成。P2.0引腳(15)接電阻R1，電阻Rl的另一端接三極管Tl的基極，Tl的發(fā)射機(jī)接 VCC, Tl的集電極接繼電器一輸入端(12)，繼電器一輸入端(12)的另一端接GND引腳(5)， P2. 1引腳(16)接電阻R2，電阻R2的另一端接三極管T2的基極，T2的發(fā)射極接VCC，T2的集電極接繼電器二輸入端(13)，繼電器二輸入端(13)的另一端接GND引腳(5)，P2.2引腳
(17)接接電阻R3，電阻R3的另一端接三極管T3的基極，T3的發(fā)射極接VCC，T3的集電極接繼電器三輸入端(14)，繼電器三輸入端(14)的另一端接GND引腳(5)。當(dāng)引腳為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器閉合，燈具開啟，當(dāng)引腳為高電平時(shí)，三極管截止，繼電器斷開，燈具關(guān)閉，這樣單片機(jī)就可以通過控制引腳電平的高低來控制繼電器的開啟與關(guān)閉，從而控制燈具的開啟與關(guān)閉。
(0018)如圖5所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例中的人數(shù)統(tǒng)計(jì)原理圖。由P3.2引腳(18)、P3.3 引腳(19)、第一對光電開關(guān)發(fā)射端(20)、第一對光電開關(guān)接收端(21)、第一對光電開關(guān)常開端口一(22)、第一對光電開關(guān)常開端口二(23)、第二對光電開關(guān)發(fā)射端(24)，第二對光電開關(guān)接收端(25)、第二對光電開關(guān)常開端口一(26)、第二對光電開關(guān)常開端口二(27)和 GND引腳(5)構(gòu)成。P3. 2引腳(18)接電阻R6，R6的另一端接VCC，第一對光電開關(guān)常開端口一(22)接P3. 2引腳(18)，第一對光電開關(guān)常開端口二(23)接GND引腳(5) ；P3. 3引腳
(19)接電阻R5，R5的另一端接VCC，第二對光電開關(guān)常開端口一(26)接P3.3引腳(19)， 第二對光電開關(guān)常開端口二(27)接GND引腳(5)。當(dāng)光電開關(guān)之間沒人經(jīng)過時(shí)P3. 2引腳
(18)與P3.3引腳(19)均為高電平，當(dāng)光電開關(guān)之間有人經(jīng)過時(shí)P3.2引腳(18)與P3. 3引腳(19)均會(huì)產(chǎn)生一個(gè)下降沿的脈沖，若第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人進(jìn)入教室，若第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人離開教室，這樣單片機(jī)便通過檢測脈沖的個(gè)數(shù)和產(chǎn)生脈沖的時(shí)間來對教室內(nèi)的人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。如圖6所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例中的按鍵原理圖。由P2.3引腳(28)、按鍵(29) 和GND引腳(5)構(gòu)成。P2.3引腳(28)接電阻R4，R4的另一端接VCC ;P2. 3引腳(28)同時(shí)接一按鍵(29)，按鍵(29)另一端接GND引腳(5)。當(dāng)按鍵(29)斷開時(shí)P2. 3引腳(28)為高電平，當(dāng)按鍵(29)閉合時(shí)P2.3引腳(28)為低電平，單片機(jī)通過檢測此低電平從而控制所有的燈具全部開啟。
權(quán)利要求1. 一種基于人數(shù)控制的教室照明裝置，由單片機(jī)、光電開關(guān)、繼電器構(gòu)成，其特征是 繼電器的常開端接入每一排照明燈具的零線回路，單片機(jī)通過三極管來控制繼電器的開啟與關(guān)閉，在單片機(jī)的P3. 2、P3. 3兩個(gè)端口接入光電開關(guān)接收端的常開端口，當(dāng)有人通過時(shí)產(chǎn)生下降沿脈沖，若第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人進(jìn)入教室，若第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人離開教室，單片機(jī)通過對脈沖產(chǎn)生的個(gè)數(shù)和脈沖產(chǎn)生時(shí)間的統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)對教室內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)人數(shù)來控制三極管的導(dǎo)通與截止，從而控制繼電器的開啟與關(guān)閉。
專利摘要一種基于人數(shù)控制的教室照明裝置。它是在每排燈的零線回路中接入繼電器，繼電器的輸入端由單片機(jī)通過三極管提供輸入電壓，在單片機(jī)的P3.2引腳與P3.3引腳分別接入對射式光電開關(guān)，當(dāng)有人通過光電開關(guān)時(shí)產(chǎn)生下降沿的脈沖，若第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人進(jìn)入教室，若第二對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間比第一對光電開關(guān)產(chǎn)生下降沿的時(shí)間早，表示有人離開教室，這樣單片機(jī)通過檢測脈沖的個(gè)數(shù)以及脈沖產(chǎn)生的時(shí)間便可以實(shí)現(xiàn)對教室內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計(jì)，然后根據(jù)人數(shù)來控制每排燈的繼電器，從而控制每一排燈具。
文檔編號(hào)F21V23/04GK202109298SQ20102057775
公開日2012年1月11日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者張秀娟, 王桂海, 王立華, 肖風(fēng)玉 申請人:山東科技大學(xué)