基于光电传感器和热释电技术的照明节能控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于光电传感器和热释电技术的照明节能控制系统，属于以单片机为装置的核心部分将光电传感技术、热释电技术、上位机通信技术结合为一体的电气照明节能控制系统领域；包括光电传感器、红外探测模块、键盘、上位机、单片机、继电器、灯具，所述的光电传感器将产生的光电信号传给单片机；所述的红外探测模块将产生的热释电信号传给单片机；所述的键盘预先输入指令对单片机进行设置，单片机控制继电器，继电器控制电路上的灯具；所述的上位机与单片机进行数据信息通信互联。本发明专利技术设计了以弱电路控制强电路的技术方案，不仅可以为电子线路和电器电路提供良好的电隔离，还可以保护电子电路和人员安全，具有节能、安全、高效的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于照明系统领域，特别涉及将光电传感技术、热释电技术、上位机通信技术结合为一体的电气照明节能控制系统。
技术介绍
随着世界经济的高速发展，人类对于能源需求不断的持续增加，能源问题逐渐成为国际社会所关注的焦点问题。世界各国在对资源的争夺中展开了全方位的竞争。低碳生活，节能减排，绿色文明成为人们日常生活所追求的时尚。现有技术中所利用的能源大多是不可再生的资源，为了遏制住不断加大的资源消耗，现有技术中节能高效成为了当今各个研究领域中重要的课题方向。公共设施当中的用电量是很大的，其中照明又占了很大的比重，对公共设施当中的照明节能改造也就显得尤为重要了。光电传感器技术的发展使得它能够与单片机之间通信，使其能够与单片进行信号的传递，以便控制相应的继电控制系统。热释电技术的应用，使得能够根据限产的环境的变化做出准确地判定，代替了人为的操控，其与单片机的连接，实现了通过其给出的信号，作为导通的信号，控制灯具。CAN总线技术，依其在分布式控制的明显特点如网络各节点之间的数据通信实时性强、缩短了开发周期、已形成国际标准的现场总线、使得CAN总线在各个领域得到了广泛的推广。
技术实现思路
为了有效的解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种利用光电传感技术、 热释电技术、上位机通信技术结合为一体，实现以弱电路控制强电路，可以为电子线路和电器电路提供良好的电隔离及保护电子电路和人员安全，具有节能、安全、高效的照明节能控制系统。本专利技术采用以下技术方案基于光电传感器和热释电技术的照明节能控制系统其特征是包括光电传感器 TSL230B、红外探测模块HN911L、键盘、上位机、AT89S51单片机、继电器、灯具，所述的光电传感器TSL230B将产生的光电信号传给AT89S51单片机；所述的红外探测模块HN911L将产生的热释电信号传给AT89S51单片机；所述的键盘预先输入指令对AT89S51单片机进行设置，AT89S51单片机控制继电器，继电器控制电路上的灯具；所述的上位机与AT89S51单片机进行数据信息通信互联。所述的光电传感器TSL230B包括控制端S0、SI，输出频率的逻辑控制端S2、S3，所述的控制端S0、S1通过对光电传感器TSL230B的灵敏度进行设置，改变接收光照的表面积； 所述的输出频率的逻辑控制端S2、S3将输出的信号进行改变，并将改变后所产生的信号传给AT89S51单片机。3所述的红外探测模块HN911L，包括传感器、放大器、比较处理器、信号处理电路和延时电路，电路静态工作时，一脚输出高电平，二脚输出低电平；电路动态工作时，传感器接收红外辐射能量输出信号，该信号通过放大器放大，由比较处理器比较，经信号处理电路处理，最后由延时电路输出用做驱动信号，并将产生的信号传给AT89S51单片机。通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果传统的红外探测模块没有温度补偿电路，因而，探测的结果有一定的偏差，而本专利技术采用的是HN911L模块，它本身有温度补偿电路，探测器工作时，人体辐射和周围环境红外辐射一起进入传感器，当气温升高时，背景红外辐射增强，传感器自身极化强度即传感器输出的热释电信号减少，将明显影响对人体的探测。因此，内部的温度补偿电路，使放大器的增益随环境温度的升高而升高，从而保证了该传感器的温度稳定性。将产生的光电信号和热释电信号都传给单片机后，在预先由键盘输入对单片机进行设置，单片机控制继电器，达到以弱控强的电路。这种电路不仅可以为电子线路和电器电路提供良好的电隔离，还可以保护电子电路和人员安全。本专利技术与CAN总线进行互联，并通过CAN总线与上位机进行实时数据信息通信，依靠其强大的通信容载量和实时性，使该区域的照明设施能够根据上位机的处理分析，合理的进行利用。这样的设计方案高效、合理、节能、稳定性好、安全性高，在本领域中具有很好的推广应用价值。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明图I为本专利技术的基于光电传感器和热释电技术的照明节能控制系统组成结构示意框图。具体实施例方式如图所示，本专利技术是这样设计的包括光电传感器TSL230B、红外探测模块 HN911L、键盘、上位机、AT89S51单片机、继电器、灯具，所述的光电传感器TSL230B将产生的光电信号传给AT89S51单片机；所述的红外探测模块HN911L将产生的热释电信号传给 AT89S51单片机；所述的键盘预先输入指令对AT89S51单片机进行设置，AT89S51单片机控制继电器，继电器控制电路上的灯具；所述的上位机与AT89S51单片机进行数据信息通信互联。所述的光电传感器TSL230B包括控制端S0、SI，输出频率的逻辑控制端S2、S3，所述的控制端S0、S1通过对光电传感器TSL230B的灵敏度进行设置，改变接收光照的表面积； 所述的输出频率的逻辑控制端S2、S3将输出的信号进行改变，并将改变后所产生的信号传给AT89S51单片机。所述的红外探测模块HN911L，包括传感器、放大器、比较处理器、信号处理电路和延时电路，电路静态工作时，一脚输出高电平，二脚输出低电平；电路动态工作时，传感器接收红外辐射能量输出信号，该信号通过放大器放大，由比较处理器比较，经信号处理电路处理，最后由延时电路输出用做驱动信号，并将产生的信号传给AT89S51单片机。(I)根据室外阳光射入到室内的光通量，让光电传感器TSL230B进行采集。(2)根据室内的不同光照需求，来进一步调整TSL230B的灵敏度。(3)通过TSL230B采集的光的强度，其自身转化为频率传给AT89S51单片机，是单片机根据其输出的信号频率的大小，开启灯管的数目。(4)利用红外探测模块HN911L，对室内进行探测。(5)当人走入探测区域，产生信号，送入单片机，使其输出信号开启电磁继电器，开启灯光。6)人离开以后，一段的延时后，灯管自动熄灭，即使室内的照度值不够，室内的灯不会开启。7)与上位机的通信使整个区域的照明都能按照智能化的设计来运行，而不是单独的设备控制的一个小区域。运行过程阳光射入到室内以后，通过光电传感器进行采集，本专利技术采用的光电传感器为 TSL230B,较之一般的普通的传感器而言，传感器自身的灵敏度不能够调节，而本专利技术采用的传感器，可以通过S0，SI端对其自身的灵敏度进行设置，进而改变接收光照的表面积，然后再通过输出频率的两个逻辑控制端S2、S3将输出的信号进行改变；将产生的信号传给单片机。本专利技术已经使用传统的开关了，为了能有效的控制进入控制区域，灯开启；人离开，控制区域，灯熄灭；本专利技术采用红外探测模块HN911L，该模块由热释电电路，放大电路， 比较处理电路和延时电路。电路静态工作时，I脚输出高电平，2脚输出低电平。动态时，即有移动发热物体进入探测范围时，传感器接收红外辐射能量，输出幅度约lmV、频率O. 3 7Hz的微弱信号。该信号放大器放大，由比较器比较，经信号处理电路处理，最后由延时输出用做驱动信号。将产生的信号，传给单片机，以此信号作为是否开启的信号，代替了传统的开关。传统的红外探测模块没有温度补偿电路，因而，探测的结果有一定的偏差，而本专利技术采用的是HN911L模块，它本身有温度补偿电路，探测器工作时，人体辐射和周围环境红外辐射一起进入传感器，当气温升高时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周洪涛，刘伟，韩成浩，任烨，
申请(专利权)人：吉林建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：