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浅析红外传感器的楼宇电器自动监测系统设计论文

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浅析红外传感器的楼宇电器自动监测系统设计论文

从节能的角度出发，在楼宇电器智能化设计中采用红外传感器的自动监测系统，具有自动控制功能强、灵活、方便且成本低的优点;很适合楼宇的照明改造工程，该系统是以热释电红外传感器为基础、应用VC程序界面和单片机相结合的技术，对楼宇照明进行自动监控。

一、系统总体方案设计

利用热释电红外传感器对人体进行采集，经过运算放大器对采集到的信号进行放大整形后、产生控制信号，通过执行器对某个房间中的用电设备进行自动开启或关闭的同时，还可以用光电传感器对光信号进行采集，产生控制信号控制照明电路和调光作用。整个楼宇控制系统分从机、主从机接口、主机界面三部分。

(一)从机设计

从机的功能是对现场数据信息的采集、计算和现场的控制，自动完成对各要素的定时采样和存储，达到自动控制照明电路。在接到主机的命令时，将采集到的信息经过主从机接口送给主机。从机以单片机为核心，一片单片机监控一个楼层或一个房间的照明电路，每一个房间或每盏灯旁边安装一个热释电红外传感器，当传感器检测房间是有人时，单片机控制继电器接通交流电电源，点亮照明灯，通过串口通信，在主机查询该从机时，有人的信息发送到主机上，并接收主机的命令，关闭交流电源。

(二)主从机接口

由于从机的数目众多，为此专门设计了主从机接口电路，以适应多从机的需求。

(三)主机设计

主机通过通信接口，主动的和从机取得快速有效的联络，并向从机发出各种命令、接收从机反馈回来的数据、询问并检测从机的状态等。

二、系统整体硬件设计

(一)驱动电路

单片机控制模块设在楼层分配电控箱中，采用光电隔离电路，可有效减少电网电压波动对其逻辑电平的干扰和强点磁场作用所引入的随机干扰。

单片机输出的控制信号，经光电耦合控制三极管的开关状态，以控制交流电源的通断。本系统采用直流继电器，线圈电压一般用+12V，独立电源供电。

(二)交流控制电路

为了使电控系统更加趋于合理和人性化，在交流电源开关处设计了手动开关和自动切换设置。在设置为手动状态时，照明灯的通断状态就像平时的照明灯一样，使用者根据个人和当前的环境来控制照明灯，传感器采集到的数据通过串口下参与主机，但不能通过继电器来控制照明灯电源的通断;自动状态时，根据传感器采集到的数据来判断是否打开或关闭交流电源，并将当前的状态传送到主机。

(三)人体探测和信号处理电路

人体探测和信号处理电路工作原理图如图2所示，热释电传感器安装于房间墙壁上的适当高度位置，当有人在房间的时候，传感器将输出微弱的电压信号，通过由放大器组成的带通滤波器，进行频率的筛选。本设计采用集成远算放大器来进行两级放大，以使其传感器可消除小动物干扰以及电磁干扰和灯光干扰，可靠性很高。检测放大电路输出的信号经传输线传送到单片机。

(四)单片机电路设计

作为从机的核心部分，主要功能是采用实时方式对每个房间是否有人进行检测，并将检测到的结果传输到PC主机上。热释电红外传感器外部采集到的信号进行处理，产生控制相应房间照明电源的控制信号，接到的外部中断。，以便达到对楼宇的实时监控，当热释电红外传感器检测到房间内有人移动时，通过信号处理电路进行传感器所采集的信号放大和处理，输出低电平触发单片机的外部中断产生中断，及时的控制继电器接通交流电源。

(五)地址存储电路设计

具有三条地址线分别是AO,Al,A2，可以确定芯片的硬件地址。地址是从000, 001到111地址，此电路选择AO,Al,A2接地，器件的地址为0，第8脚和第1脚分别为正、负电源。SDA为串行数据输入、输出，数据通过这条双向2L总线串行传送，在本电路中，为了节约读写的时间，只需要将从机地址两个字节写入。

(六)串口通信及硬件接口电路

从机向主机发送数据;当输出低电平时，从机接收主机发送过来的数据。从机的输出端A和Y与主从机接口的输出端A和Y通过双绞线连接起来。

(七)主从机接口电平转换电路

MAX232芯片具有电平转换的作用，内部有一个自动电源电压变换器，采用这款芯片接口简单，并且串行通信系统供电电源只需要正JV电源。对于没有正负12V电源的场合其适应性更强。

三、软件设计

(一)单片机程序设计

单片机软件设计包括主程序、l2C程序、串行口发送，中断服务程序和定时中断服务程序五部分。

(二)串口通信协议

各从机挂在总线上，各机使用使能信号控制接收与发送，但任何时候只能允许一点发送，是一种半双工工作方式。主机、从机协议规定如下:设置波特率为96006pt，以串行中断方式作为主机、从机通信的初始状态。

(三)单片机软件设计与流程图

在单片机内部RAM区建立的工作单元和标志位，每次由中断服务程序启动定时中断并重新设置计数值，即采用可重复触发定时器。

四、结论

综上所述，计算机信息管理系统的科学分析可以为县乡医院有效建立起适合本院的计算机信息管理系统提供参考和借鉴。计算机信息管理系统不仅能够快速处理各种数据，有效降低医护人员的工作强度，提高工作效率，而且能够帮助医院减少各类库存，大力提升经济效益。

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