專利名稱：基于光電傳感器和熱釋電技術(shù)的照明節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及將光電傳感技術(shù)、熱釋電技術(shù)、上位機通信技術(shù)結(jié)合為一體的電氣照明節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，人類對于能源需求不斷的持續(xù)增加，能源問題逐漸成為國際社會所關(guān)注的焦點問題。世界各國在對資源的爭奪中展開了全方位的競爭。低碳生活，節(jié)能減排，綠色文明成為人們?nèi)粘Ｉ钏非蟮臅r尚。現(xiàn)有技術(shù)中所利用的能源大多是不可再生的資源，為了遏制住不斷加大的資源消耗，現(xiàn)有技術(shù)中節(jié)能高效成為了當(dāng)今各個研究領(lǐng)域中重要的課題方向。公共設(shè)施當(dāng)中的用電量是很大的，其中照明又占了很大的比重，對公共設(shè)施當(dāng)中的照明節(jié)能改造也就顯得尤為重要了。光電傳感器技術(shù)的發(fā)展使得它能夠與單片機之間通信，使其能夠與單片進行信號的傳遞，以便控制相應(yīng)的繼電控制系統(tǒng)。熱釋電技術(shù)的應(yīng)用，使得能夠根據(jù)限產(chǎn)的環(huán)境的變化做出準(zhǔn)確地判定，代替了人為的操控，其與單片機的連接，實現(xiàn)了通過其給出的信號，作為導(dǎo)通的信號，控制燈具。CAN總線技術(shù)，依其在分布式控制的明顯特點如網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強、縮短了開發(fā)周期、已形成國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線、使得CAN總線在各個領(lǐng)域得到了廣泛的推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為了有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種利用光電傳感技術(shù)、 熱釋電技術(shù)、上位機通信技術(shù)結(jié)合為一體，實現(xiàn)以弱電路控制強電路，可以為電子線路和電器電路提供良好的電隔離及保護電子電路和人員安全，具有節(jié)能、安全、高效的照明節(jié)能控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案基于光電傳感器和熱釋電技術(shù)的照明節(jié)能控制系統(tǒng)其特征是包括光電傳感器 TSL230B、紅外探測模塊HN911L、鍵盤、上位機、AT89S51單片機、繼電器、燈具，所述的光電傳感器TSL230B將產(chǎn)生的光電信號傳給AT89S51單片機；所述的紅外探測模塊HN911L將產(chǎn)生的熱釋電信號傳給AT89S51單片機；所述的鍵盤預(yù)先輸入指令對AT89S51單片機進行設(shè)置，AT89S51單片機控制繼電器，繼電器控制電路上的燈具；所述的上位機與AT89S51單片機進行數(shù)據(jù)信息通信互聯(lián)。所述的光電傳感器TSL230B包括控制端S0、SI，輸出頻率的邏輯控制端S2、S3，所述的控制端S0、S1通過對光電傳感器TSL230B的靈敏度進行設(shè)置，改變接收光照的表面積； 所述的輸出頻率的邏輯控制端S2、S3將輸出的信號進行改變，并將改變后所產(chǎn)生的信號傳給AT89S51單片機。
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所述的紅外探測模塊HN911L，包括傳感器、放大器、比較處理器、信號處理電路和延時電路，電路靜態(tài)工作時，一腳輸出高電平，二腳輸出低電平；電路動態(tài)工作時，傳感器接收紅外輻射能量輸出信號，該信號通過放大器放大，由比較處理器比較，經(jīng)信號處理電路處理，最后由延時電路輸出用做驅(qū)動信號，并將產(chǎn)生的信號傳給AT89S51單片機。通過上述設(shè)計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果傳統(tǒng)的紅外探測模塊沒有溫度補償電路，因而，探測的結(jié)果有一定的偏差，而本發(fā)明采用的是HN911L模塊，它本身有溫度補償電路，探測器工作時，人體輻射和周圍環(huán)境紅外輻射一起進入傳感器，當(dāng)氣溫升高時，背景紅外輻射增強，傳感器自身極化強度即傳感器輸出的熱釋電信號減少，將明顯影響對人體的探測。因此，內(nèi)部的溫度補償電路，使放大器的增益隨環(huán)境溫度的升高而升高，從而保證了該傳感器的溫度穩(wěn)定性。將產(chǎn)生的光電信號和熱釋電信號都傳給單片機后，在預(yù)先由鍵盤輸入對單片機進行設(shè)置，單片機控制繼電器，達到以弱控強的電路。這種電路不僅可以為電子線路和電器電路提供良好的電隔離，還可以保護電子電路和人員安全。本發(fā)明與CAN總線進行互聯(lián)，并通過CAN總線與上位機進行實時數(shù)據(jù)信息通信，依靠其強大的通信容載量和實時性，使該區(qū)域的照明設(shè)施能夠根據(jù)上位機的處理分析，合理的進行利用。這樣的設(shè)計方案高效、合理、節(jié)能、穩(wěn)定性好、安全性高，在本領(lǐng)域中具有很好的推廣應(yīng)用價值。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明圖I為本發(fā)明的基于光電傳感器和熱釋電技術(shù)的照明節(jié)能控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意框圖。
具體實施例方式如圖所示，本發(fā)明是這樣設(shè)計的包括光電傳感器TSL230B、紅外探測模塊 HN911L、鍵盤、上位機、AT89S51單片機、繼電器、燈具，所述的光電傳感器TSL230B將產(chǎn)生的光電信號傳給AT89S51單片機；所述的紅外探測模塊HN911L將產(chǎn)生的熱釋電信號傳給 AT89S51單片機；所述的鍵盤預(yù)先輸入指令對AT89S51單片機進行設(shè)置，AT89S51單片機控制繼電器，繼電器控制電路上的燈具；所述的上位機與AT89S51單片機進行數(shù)據(jù)信息通信互聯(lián)。所述的光電傳感器TSL230B包括控制端S0、SI，輸出頻率的邏輯控制端S2、S3，所述的控制端S0、S1通過對光電傳感器TSL230B的靈敏度進行設(shè)置，改變接收光照的表面積； 所述的輸出頻率的邏輯控制端S2、S3將輸出的信號進行改變，并將改變后所產(chǎn)生的信號傳給AT89S51單片機。所述的紅外探測模塊HN911L，包括傳感器、放大器、比較處理器、信號處理電路和延時電路，電路靜態(tài)工作時，一腳輸出高電平，二腳輸出低電平；電路動態(tài)工作時，傳感器接收紅外輻射能量輸出信號，該信號通過放大器放大，由比較處理器比較，經(jīng)信號處理電路處理，最后由延時電路輸出用做驅(qū)動信號，并將產(chǎn)生的信號傳給AT89S51單片機。(I)根據(jù)室外陽光射入到室內(nèi)的光通量，讓光電傳感器TSL230B進行采集。
(2)根據(jù)室內(nèi)的不同光照需求，來進一步調(diào)整TSL230B的靈敏度。(3)通過TSL230B采集的光的強度，其自身轉(zhuǎn)化為頻率傳給AT89S51單片機，是單片機根據(jù)其輸出的信號頻率的大小，開啟燈管的數(shù)目。(4)利用紅外探測模塊HN911L，對室內(nèi)進行探測。(5)當(dāng)人走入探測區(qū)域，產(chǎn)生信號，送入單片機，使其輸出信號開啟電磁繼電器，開啟燈光。6)人離開以后，一段的延時后，燈管自動熄滅，即使室內(nèi)的照度值不夠，室內(nèi)的燈不會開啟。7)與上位機的通信使整個區(qū)域的照明都能按照智能化的設(shè)計來運行，而不是單獨的設(shè)備控制的一個小區(qū)域。運行過程陽光射入到室內(nèi)以后，通過光電傳感器進行采集，本發(fā)明采用的光電傳感器為 TSL230B,較之一般的普通的傳感器而言，傳感器自身的靈敏度不能夠調(diào)節(jié)，而本發(fā)明采用的傳感器，可以通過S0，SI端對其自身的靈敏度進行設(shè)置，進而改變接收光照的表面積，然后再通過輸出頻率的兩個邏輯控制端S2、S3將輸出的信號進行改變；將產(chǎn)生的信號傳給單片機。本發(fā)明已經(jīng)使用傳統(tǒng)的開關(guān)了，為了能有效的控制進入控制區(qū)域，燈開啟；人離開，控制區(qū)域，燈熄滅；本發(fā)明采用紅外探測模塊HN911L，該模塊由熱釋電電路，放大電路， 比較處理電路和延時電路。電路靜態(tài)工作時，I腳輸出高電平，2腳輸出低電平。動態(tài)時，即有移動發(fā)熱物體進入探測范圍時，傳感器接收紅外輻射能量，輸出幅度約lmV、頻率O. 3 7Hz的微弱信號。該信號放大器放大，由比較器比較，經(jīng)信號處理電路處理，最后由延時輸出用做驅(qū)動信號。將產(chǎn)生的信號，傳給單片機，以此信號作為是否開啟的信號，代替了傳統(tǒng)的開關(guān)。傳統(tǒng)的紅外探測模塊沒有溫度補償電路，因而，探測的結(jié)果有一定的偏差，而本發(fā)明采用的是HN911L模塊，它本身有溫度補償電路，探測器工作時，人體輻射和周圍環(huán)境紅外輻射一起進入傳感器，當(dāng)氣溫升高時，背景紅外輻射增強，傳感器自身極化強度即傳感器輸出的熱釋電信號減少，將明顯影響對人體的探測。因此，內(nèi)部的溫度補償電路，使放大器的增益隨環(huán)境溫度的升高而升高，從而保證了該傳感器的溫度穩(wěn)定性。將產(chǎn)生的光電信號和熱釋電信號都傳給單片機后，在預(yù)先由鍵盤輸入對單片機進行設(shè)置，單片機控制繼電器，達到以弱控強的電路。這種電路不僅可以為電子線路和電器電路提供良好的電隔離，還可以保護電子電路和人員安全。根據(jù)光照的強度，依次地開啟三組燈具，使光照的強度能夠滿足照度的要求。本發(fā)明與CAN總線進行互聯(lián)，并通過CAN總線與上位機進行實時數(shù)據(jù)信息通信，依靠其強大的通信容載量和實時性，使該區(qū)域的照明設(shè)施能夠根據(jù)上位機的處理分析，合理的進行利用。
權(quán)利要求
1.基于光電傳感器和熱釋電技術(shù)的照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是包括光電傳感器 TSL230B、紅外探測模塊HN911L、鍵盤、上位機、AT89S51單片機、繼電器、燈具，所述的光電傳感器TSL230B將產(chǎn)生的光電信號傳給AT89S51單片機；所述的紅外探測模塊HN911L將產(chǎn)生的熱釋電信號傳給AT89S51單片機；所述的鍵盤預(yù)先輸入指令對AT89S51單片機進行設(shè)置，AT89S51單片機控制繼電器，繼電器控制電路上的燈具；所述的上位機與AT89S51單片機進行數(shù)據(jù)信息通信互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光電傳感器和熱釋電技術(shù)的照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是所述的光電傳感器TSL230B包括控制端S0、SI，輸出頻率的邏輯控制端S2、S3，所述的控制端S0、SI通過對光電傳感器TSL230B的靈敏度進行設(shè)置，改變接收光照的表面積；所述的輸出頻率的邏輯控制端S2、S3將輸出的信號進行改變，并將改變后所產(chǎn)生的信號傳給 AT89S51單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光電傳感器和熱釋電技術(shù)的照明節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是所述的紅外探測模塊HN911L，包括傳感器、放大器、比較處理器、信號處理電路和延時電路，電路靜態(tài)工作時，一腳輸出高電平，二腳輸出低電平；電路動態(tài)工作時，傳感器接收紅外輻射能量輸出信號，該信號通過放大器放大，由比較處理器比較，經(jīng)信號處理電路處理， 最后由延時電路輸出用做驅(qū)動信號，并將產(chǎn)生的信號傳給AT89S51單片機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于光電傳感器和熱釋電技術(shù)的照明節(jié)能控制系統(tǒng)，屬于以單片機為裝置的核心部分將光電傳感技術(shù)、熱釋電技術(shù)、上位機通信技術(shù)結(jié)合為一體的電氣照明節(jié)能控制系統(tǒng)領(lǐng)域；包括光電傳感器、紅外探測模塊、鍵盤、上位機、單片機、繼電器、燈具，所述的光電傳感器將產(chǎn)生的光電信號傳給單片機；所述的紅外探測模塊將產(chǎn)生的熱釋電信號傳給單片機；所述的鍵盤預(yù)先輸入指令對單片機進行設(shè)置，單片機控制繼電器，繼電器控制電路上的燈具；所述的上位機與單片機進行數(shù)據(jù)信息通信互聯(lián)。本發(fā)明設(shè)計了以弱電路控制強電路的技術(shù)方案，不僅可以為電子線路和電器電路提供良好的電隔離，還可以保護電子電路和人員安全，具有節(jié)能、安全、高效的優(yōu)點。
文檔編號G01J5/10GK102595738SQ20121005758
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者任燁, 劉偉, 周洪濤, 韓成浩 申請人:吉林建筑工程學(xué)院