基于ATmega16的室内光照智能调节系统研究 中国高新技术企业杂志 2015年1月中-13

NO.2.2015

( CumulativetyNO.317 )

基于ATmega16的室内光照智能调节系统研究

邓　豪1　白　莎1　谯　鹏2

（西南科技大学1.信息工程学院；2.制造科学与工程学院，四川 绵阳 621010）

摘要：文章介绍了一种基于ATmega16单片机的室内光照智能调节系统，通过普通光敏电阻和颜色传感器共同检测环境光照参数，将当前光照强度与颜色传给ZigBeed的多支节，利用ZigBee无线通信技术将数据传至ZigBee的总节点，然后传至CPU，再通过CPU控制相应设备对当前光照做出智能调节。

关键词：ATmega16单片机；ZigBee无线通信；室内光照；智能调节系统；光照参数　　文献标识码：A

中图分类号：TP273　　文章编号：1009-2374（2015）02-0025-02　　DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0111

随着科学技术水平的发展以及社会信息化的加快，人们的工作、生活与智能化的关系日益密切。信息化在改变人们生活方式的同时，也对人们的居住条件提出了挑战。人们在不同生活条件下，所需要的最佳光照不同。而目前大多生活空间均采用单一无补偿光源，容易使人体产生视觉疲劳，甚至对眼睛造成一定程度的伤害。本系统通过多分支节点采集光照数据，用无线方式传送至CPU，再通过设备组对光照调节做出反应，并设计闭环反馈环节，使系统更加稳定及智能化。系统附加人体红外，在无人活动时停止工作，节约能源。系统逻辑框图如图1所示：

1　光照数据采集

目前光照数据采集的常用方法主要分为光电池检测和电子传感器检测，光电池是将光照直接转换为电能的光电元件，当光线射到硒光电池表面时，入射光透过金属薄膜到达半导体硒层和金属薄膜的分界面上，在界面上产生光电效应，两端产生电压差。产生电位差的大小与光电池受光表面上的照度有一定的比例关系，通过电路中测量电流的大小反映光照数据。后者主要是利用高精度的电子传感器，通过光照的变化，改变阻值从而改变元件上的电压；根据电压——光照度之间的函数关系得出光照强度。

系统采用光敏电阻和颜色传感器进行信息采集。常用光敏电阻对光的敏感性（光谱特性）与人眼对可见光（0.40～0.76um）的响应十分接近，只要是人眼可感受的光，都可引起光敏电阻的阻值变化，所以用光敏电阻检测有效的光强信息十分可行；利用TCS3200颜色传感器识别三原色，通过电路将三种颜色的光强信息转换为电脉冲信号，再经过一定的信息处理，就可达到识别颜的理论计算、选型、报表输出等多种实用功能。该软件不仅能够实现工程设计中计算过程数据与正式文件的整体统一，还可同时进行多种方案的比对，可以自动生成图表一体化标准格式的计算说明书。因此能将用户从原来重复低效的手工设计中解脱出来，不仅降低劳动强度、提高工作效率、缩短工程设计周期，而且还方便技

图1　系统逻辑框图

的正确性，也可以被提取出来作为非正式文件的插图。图4是由系统自动生成的速度图，力图则与之类似。

图4　速度图界面

术人员培训，为企业带来可观的经济效益和社会效益。

作者简介：高进兴（1977-），河北邯郸人，峰峰集团瑞达工程设计有限公司工程师，硕士，研究方向：煤矿机电与运输设备方面的设计与开发等。

（责任编辑：周　琼）

3　结语

多绳摩擦提升系统辅助设计软件是以“规程”、“规范”等为准则，运用VB及VBA编程技术、数据库技术等开发的一款CAD软件，能够实现多绳摩擦提升系统

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色的效果。图2是光谱的特性曲线图：图2　光谱特性

2　信息传送处理

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，该协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。传输范围为10～100m，满足本系统中各个节点之间的传输范围。工作时，ZigBee协调器首先建立网络，并为它设置操作数，之后ZigBee路由器通过ZigBee协调器连接加入网络，利用实现数据的传输。利用传感器采集的光照数据以电压的形式返回给分节点ZigBee，通过ZigBee无线通信技术将分支节点信息传送至主节点，主节点汇合各个节点的数据信息，通过串口将数据送至单片机，单片机通过对当前数据的分析，将要调整的光照、光色信息返回给主节点，再由主节点发送相关指令至分支节点，各分支节点接受并处理相关消息。

3　系统实现

图3　系统实现图

系统实现流程如图3所示。用户可以选取物理空间环境模式（如书房模式、客厅模式、卧房模式等），系统将根据所选模式查询预设数据，找到该环境模式下人体最适应的光照强度和光色数据，再根据需求使系统进行智能调节，为保证调光稳定且尽量节约能源，默认条件下系统的调节顺序依次为百叶窗、窗帘、灯光。其中灯光采用红光、绿光、蓝光三种基本光源按一定比例组

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合而成，可以方便地产生各种类型的光照，实现光照智能化。人体红外模块在一定时间间隔下工作，在物理空间长时间无人活动时使系统进入智能休眠，在系统休眠时检测到人员活动时智能开启系统相关功能，充分智能化。

4　结语

人们的生活因为科技而随着改变，对楼宇住宿也有非常高的要求。本系统适用于智能楼宇光照调节，电路

模块化，组成简单，可行性高；可应用于住宿、首饰、服装店等对灯光有较高要求的地方，电路集成模块小，不影响美观，应用面广。

本系统所设计的光照调节系统利用多传感器对光照采集，利用ZigBee传输载体，外置光源和设备对系统内光照进行补充和减缓。与以往智能调节系统相比，本系统采用多传感器配合采集，采集信息全面。系统通过实物测试，电路各个模块功耗低，采光精度高，采集电路简单，ZigBee采集信息返回速度快。

参考文献

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基金项目：西南科技大学大学生创新基金项目：CX14-067。

作者简介：邓豪（1994-），男，四川南充人，西南科技大学信息工程学院本科学生，研究方向：自动控制及电子信息。

（责任编辑：周　琼）