樓道中的智能化照明系統(tǒng)設(shè)計

隨著能源問題的日益嚴重，通過各種科技手段進行節(jié)能已變的十分重要。照明設(shè)施作為最廣泛的耗能設(shè)施，如果能夠進行更為合理的節(jié)能，那么其所帶來的環(huán)境保護效益和經(jīng)濟效益是顯著的。
文中采用熱釋紅外傳感器及相關(guān)電路控制實現(xiàn)“人來燈亮，人走燈滅，不走不滅”的設(shè)想。通過3 W或5 W大功率LED技術(shù)和大功率射燈進行有機的結(jié)合，從而組合出新的照明模式。采用電力線載波技術(shù)，主機自動檢測每個燈的工作情況，如有損壞自動通知主機進行維修，從而減少維護工作量。采用400 V直流總線集中供電方式，減少每個燈的整流濾波環(huán)節(jié)，從而降低成本，節(jié)省能量。

1 系統(tǒng)總體框圖
本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，由主機系統(tǒng)和分機系統(tǒng)組成。主機系統(tǒng)，即終端監(jiān)視控制系統(tǒng)，主要由顯示部分、控制部分、通信部分、電源部分構(gòu)成。分機系統(tǒng)，即各個照明單元，主要由燈具自檢部分，人體檢測部分，亮度控制部分，電源部分及燈組件構(gòu)成。整體框圖如圖1和圖2所示。

2 主機部分設(shè)計
2．1 主機整體電路及工作原理
采用直流400 V母線的供電方式，即輸入的220 V交流電壓先進入APFC方式整流濾波電路輸出直流電，再通過直流母線連到各個照明單元中的DC／DC電子降壓器，最后輸出滿足驅(qū)動大功率射燈及LED燈組需要的直流電壓。這種方法的優(yōu)點是利用一臺高效率的APFC電路對交流220 V電壓進行整流后獲得約400 V直流電壓，因此，在N個照明單元組成的照明系統(tǒng)中只存在1個APFC電路工作頻率，減少了電磁干擾。由于母線上傳輸?shù)氖侵绷麟娏鳎虼司€路上只存在電阻損耗，克服了線路電感上的壓降，可長距離傳送電能。通過電力線載波模塊作為通信模塊完成主機對整個系統(tǒng)各照明單元的啟動、停止、亮度調(diào)節(jié)，自動開關(guān)等控制。本設(shè)計采用LM1893構(gòu)建的模塊，LM1893可以在半雙工方式通信，主機和分機均采用I2C的方式進行數(shù)據(jù)的收發(fā)。
控制部分單片機C51及相關(guān)外圍電路構(gòu)成。16字×2行的HD44780LCD作為顯示器與51相連，實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)。當某照明單元出現(xiàn)故障時，通過蜂鳴器發(fā)出警報，提示工作人員。DS1302及相關(guān)外圍電路構(gòu)成外部定時電路，優(yōu)點是DS1302有兩個供電方式，當使用環(huán)境中有電時，通過系統(tǒng)電源獲得電能。設(shè)施停電時，則通過1 000μF的低壓大電容供電，且該芯片功耗低，足以滿足該芯片正常工作約72 h，這樣就保證了系統(tǒng)不用在每次停電來電后都要重置時間。主機整體電路如圖3所示。