基于SCADA的教室照明控制系統設計

改造者：李艷蘋 高 輝 宋起超 吳東艷 張凌志

基于SCADA的教室照明控制系統設計

改造者：李艷蘋 高 輝 宋起超 吳東艷 張凌志

隨著各種能源的緊缺，人們對節約能源也越來越重視，但節能的同時又不能影響人們的生活、工作和學習。照明，我們每天都在用，無論家里、單位還是其他公共場所，然而，有時候你會發現來自太陽的光線已經足夠滿足我們的需求了，我們還在開著燈，這實際上就是一種能源浪費。因而，設計一個照明控制系統是很有必要的。本文使用STC89C52單片機為控制器設計了一個教室照明控制系統，該系統可以根據光照度以及室內人員情況控制室內照明，具有一定的智能性，既不影響學生和老師的正常上課和學習，又最大限度地節省能源。同時，使用組態軟件完成上位機程序編寫，實現在監控室監控教室照明設備的狀態。

學校教室主要的能源消耗就是照明，目前，大多數的學校教室仍然采用傳統的照明方式，即一個開關控制幾個燈，這種方式操作簡單，但是，不具有智能性，一旦開了就有可能不用的時候也在開著，這就形成了資源浪費。

本文設計的教室照明控制系統，以STC89C52單片機為控制核心，結合光照度和教室內人員情況對教室內照明進行控制，具有一定的智能性，相對于傳統照明方式，本文設計的照明控制系統很大程度上節約了能源。

教室照明控制系統的總體方案

硬件設計包括室內人體感應模塊、光照度采集模塊、電燈控制模塊、串口電路等。系統整體方案框圖如圖1所示。

教室照明控制系統的硬件設計

微處理器最小系統

微處理器最小系統如圖2所示。

串口通信模塊

局域控制器與上位機之間通過RS232進行通信，MAX232轉換電路如圖3所示。

圖1 系統整體方案框圖

圖2 微處理器最小系統

圖3 MAX232轉換電路

圖4 熱釋人體紅外電路圖

圖5 光度采集電路圖

圖6 下位機主程序流程圖

熱釋電紅外探測模塊

熱釋人體紅外模塊電路如圖4所示。

光度采集電路如圖5所示，圖中主要由接近人眼反應的光敏二極管，集成運算放大器，模數轉換獲取 16 位數字數據電路組成，其中集成運算放大器是電路的核心。信號經過集成運算放大器：將 PD 電流轉換為 PD 電壓，送入A/D轉換電路，通過單片機處理后，最終作為系統應用程序進行開關總電源判斷的依據。

圖7 上位機主程序流程圖

照明控制系統的軟件設計

下位機主程序流程圖如圖6所示。

上位機主程序流程圖如圖7所示。

結束語

本設計采用的是以STC89C52微處理器為核心的基于SCADA的教室照明控制系統。整個系統主要由微處理器、室內人體感應模塊、光度采集模塊、電燈控制模塊、RS232接口電路組成。該系統可以根據室內的光線和是否有人來控制燈管的照明，能夠達到智能控制和節能以及環保的目的。

李艷蘋 高 輝 宋起超 吳東艷 張凌志

黑龍江工程學院

1.黑龍江工程學院博士基金，基金號2012BJ21，項目名稱：基于SCADA的動力和能源監控系統；2.黑龍江省自然科學基金，基金號E201326，項目名稱：基于智能計算的高速鐵路路基沉降組合預測模型研究

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.035