基于多探测传感器的智能灯控系统设计(2)

2．3 步进电机旋转热释电红外传感器

热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。本设计所采用的是PIR热释电传感器，安装有菲涅尔透镜，感应距离7 m，感应角度110°。具有全自动感应、光敏控制、两种触发方式(不可重复触发方式，可重复触发方式)、灵敏度高、微功耗等特点。当人进入其感应范围，则输出高电平，人离开感应范围，则自动延时关闭高电平，输出低电平。但是该热释电红外传感器只能检测到动态，所以对于长时间处于相对静态的存在无法检测的缺陷。

为此，采用了步进电机模块。设计中，将热释电红外和步进电机固定一起。单片机P1．0～P1．3口分别经过74LS14双上升沿D触发器电平转换后，通过芯片ULN2003驱动步进电机旋转(电路设计如图5)，从而可以旋转热释电红外传感器，检测到静态。

2．4 其他硬件模块

系统电源模块：硬件电路中多次利用+5 V、-5 V电压，为供电方便，使用芯片ICL7660，将+5 V电压改变为-5 V电压。 

液晶显示模块：采用1602字符型液晶显示屏，将单片机输出的光、声电压值显示在屏上，便于设定光、声的阈值。数据端和单片机P0口相连。控制端RS、R／W、E分别与P2．　　　　　　4、P2．5、P2．6口相连。

模数转换模块：本模块选用Philips公司的PCF8591芯片作为核心元件，它是一种具有I2C总线接口的8位A／D、D／A转换芯片，在与CPU的信息传输过程中仅靠时钟线SCL和数据线SDA就可以实现。PCF8591为单一电源供电(2．5～6V)典型值为5 V，CMOS工艺。该芯片有4路8位A／D输入，属逐次比较型，内含采样保持电路；1路8位D／A输出，内含有DACPCF8591的A／D转换为逐次比较型，在A／D转换周期中借用DAC及高增益比较器。

3 软件设计

当有光(自然光)时，不管教室是否有人和声响，都将关闭电源，所有灯具不会点亮。当无光(自然光)时，若有人或者附近有异常声响时，则在短时间内旋转步进电机，使用红外热释电模块检测是否有人：若无声音，则不开启(动态检测)。经过可调整的时间后定时旋转步进电机，进行检测(静态检测)。

4 结束语

本课题主要是针对高校教学楼照明管理中电能浪费的现象，设计了基于模拟人眼视觉可见光传感、声传感及热释电红外(静、动态双模式)传感实现综合检测与灯控功能。从而大大提高灯控系统的可靠性和探测能力。整个灯控系统是由一个主控中心、多个分控中心和更多单元节点组成的多层网络。该系统特别适用于学校教室、楼道和其他公共场所。实验证明，该系统安装方便、工作稳定、可靠性高，是一种较高实用价值的智能灯控制系统。

此外，本课题在研究具体的节点设计以外，通过设计其网络特性，可与物联网的发展融合，具有良好的扩展性。