摘要：基于单片机的智能楼道灯光控制系统设计由人体感应模块、光照强度检测模块、灯光控制模块、声音传感器模块、声光报警模块等组成。以单片机为核心，通过检测光照强度和红外人体感应相结合，实现了对楼道内灯光的控制，从而达到节约能源的目的。
关键词：单片机；智能；楼道；灯光控制
0 引言
随着社会的发展，煤炭等化石能源日渐枯竭，这对降低能源消耗和保护环境提出了更高的要求。目前我国仍有60%的电能来自于火电厂，火电厂主要依靠煤炭发电，节约电能有利于能源消耗和保护环境。
据相关报道，用于照明的能源消耗约占整个办公大楼能源消耗的 20% ～ 60% ，研究如何节约照明电能有很重要的意义。因此设计了一种用于楼道的灯光控制系统，以单片机为核心，利用光照强度和红外人体感应相结合，当楼道内无人或光照强度充足时，楼道灯光不会打开；当楼道内有人且光照强度不足时或光照强度不足且有声音时，楼道灯光自动打开。当人走后，红外热式电传感器没有检测到人时，楼道灯光将在 30s 后自动关闭，从而达到节约能源的目的。
1 总体方案设计
本系统主要采用光敏电阻检测是白天还是黑夜，红外热式电传感器感应人体信号，经过单片机分析处理后判断是否打开灯光。实现了楼道无人或者光照充足时灯光自动关闭，有人进入楼道且光照不足时自动打开灯光或者光线不足有声音时自动打开灯光。当有人经过楼道时，楼道灯光打开之后，红外热式电传感器没有再次感应到人体信号后，楼道灯光将在 30s后自动关闭，从而达到节约电能的效果。总体方案设计如图 1 所示。
2 硬件电路设计
2.1 控制器的选择
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统[1] 。本系统主控制作器选择 STC89C52 ，STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 字节可编程 Flash 存储器，该单片机功耗低、接口丰富、成本低廉、易于维修，适合作为灯光控制器。
2.2 红外热释电传感器
红外热释电传感器是一种基于红外线技术的自动控制产品, 具有灵敏度高、可靠性强、超低电压工作模式等优点 , 被广泛应用于各类自动感应电器设备中。一般生物都会辐射红外线，随着温度升高，向外辐射红外线越强，而人体的温度相对于周围的东西温度较高，因此利用红外线的强度判断楼道内是否有人经过。本系统选用 DYP-ME003 人体感应模块检测红外线强度，DYP-ME003 具有全自动感应、工作电压范围宽、微功耗等优点，还可以设置光敏控制，光照强度过强时不感应。当有人处于检测范围时，红外热式电传感器会输出高电平，人离开检测范围后自动延时关闭高电平，输出低电平，可以根据高低电平状态判断楼道内是否有人 。
2.3 光照强度检测模块
楼道灯光控制系统除了需要人体感应模块以外还有光线强度检测模块，只有在这 2 种情况同时满足时，楼道灯光才能打开，实现节约电能的效果。光照强度检测模块主要以光敏电阻为核心，用精密的电阻与之串联得到电压信号传输给 A/D ，减小了模块体积和降低了成本 。
2.4 声音检测模块
智能楼道灯光控制系统的声音检测模块，通过驻极体话筒传感器采集环境中的声音经过运算比较电路处理后给出一个高低电平的数字信号，然后经过单片机处理器处理,控制灯光的打开与熄灭，当在晚上光线暗同时检测到声音自动开启灯光。
2.5 布防报警模块
报警模块由布防按键指示灯、报警指示灯和蜂鸣器等组成。进入深夜之后为安全考虑，需要对楼道进行布防时，按下布防按键，布防指示灯持续闪烁 30s ，楼道将进入布防状态，布防指示灯常亮，当红外热式电传感器检测到人体之后，将触动报警装置，同时报警指示灯一直闪烁，蜂鸣器发出报警声音。
3 软件系统设计
软件系统的设计也是极其重要的环节之一，它决定了系统的安全性、可靠性以及功能是否齐全 。基于单片机的楼道灯光控制系统程序流程图如图 2 所示。当光照强度充足时，无论楼道内是否有人还是有声音，楼道内灯光都不会打开；当楼道内光照强度不充足时，红外热式电传感器检测到有人时或者检测到声音时，楼道灯光将会打开，灯光打开之后，30s 内没有检测到人或者声音时，楼道灯光将自动关闭，从而节约电能。当按下布防按键之后，30s 之后将进入布防状态，红外热式电传感器检测到人时，将发出声光报警。系统根据光照强度、人体红外线检测和声音检测进行操作，若光照强度不充足、有人体红外检测或有声音时，楼道灯光打开时为 1，则所有情况如表 1 逻辑关系表所示。
4 结束语
智能楼道灯光控制系统的核心是 51 单片机，利用单片机技术、传感器技术等知识，对智能楼道灯光控制系统设计与开发，经过多次调试，智能楼道灯光控制系统可以实现预期的功能。同时智能楼道灯光控制系统还设置了手动功能，当自动功能出现问题时，手动功能可以打开楼道灯光，从而不会影响楼道灯光的正常使用。
由于每个楼道的实际情况不太相同，所以在实际应用中，应结合每个楼道的实际情况做出最合理的方案。本设计只是针对大部分楼道所设计的智能楼道灯光控制系统。