红外热电感应灯课程设计.docVIP

课程设计说明书 （2011 /2012学年第一学期） 课程名称 ： 电子系统应用课程设计 题 目 ： 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2012年01月04日 1 概论 1.1 论文选题背景及意义 随着科学技术的进步，传感器技术日益发展并渗透到人们的日常生活当中。红外传感器是其中较为常见的一种，广泛应用于机场、宾馆等处的自动门，自动照明控制，保安防盗等各个方面。常用的自动照明控制主要是利用人体经过热释电红外传感器时，所造成的红外线的变化被红外传感器接收到并转换成一定的电信号，而利用该电信号就可实现照明控制。由于热释电红外传感器只能对红外线的变化作出反应，即它只对物体的运动敏感，这就决定了它在走廊楼道的自动照明控制中具有广泛的应用。在日常生活中，红外自动感应灯的应用相当广泛，比如，家庭楼道、小区、酒店、航天等地方，经常需要用到红外自动感应灯，对于一些地方，比如仓库，储藏室地方等地方，红外感应灯不仅仅应用于照明，还起到一个预警的作用。　　在常规的环境参数中，人体感应是最难进行探测的一个参数，过去用光敏电阻或红外探测管来探测人体的方法，早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为红外探测比红外测量要复杂的多，红外测量是个独立的被测量，而人体探测却受到其他因素的影响，红外探测与大气压强，温度呈一定规律的函数关系。因此，用常规的方法进行人体红外探测的误差可达5%~10%。此外，人体红外探测的校准也是一个难题，光敏电阻等传统方法不能用做标定，这是因为标定后的精度无法保证，人体感应的标定对环境条件要求十分严格。如何去除环境的影响，将人体红外信号有效地检测出来将成为一个值得研究的话题因仅对人体释放的、特定波长的红外光最敏感，因而误动作极小。 将热释电红外传感器用于卫生间智能化照明系统具有如下优点： （1）不需要用红外线或电磁波等发射源 （2）灵敏度高、控制范围大 （3）隐蔽性好、可流动安装 1.2 课题分析 此类设计的要点在于对红外线信号的放大及处理，尤其是从系统的稳定性上下功夫，运放用作放大电路已为电子设计师所常用，因为其放大倍数完全可以通过反馈量的大小来进行调节，同时外围电路非常简单，性能也较好，但是作为放大从传感器接收下来的人体红外信号时，由于传感器易受热噪声的影响，放大器放大倍数的选择是一大难点，也是本设计成功与否的关键所在，选大了，无法关断所控制的照明灯，选小了，又检测不到人体发出的红外线信号。另外，前级的放大倍数与干扰比较电路的参数选择应配合起来，如何区分是热噪声信号还是有效的人体信号，另一方面还取决于对比较器参考电压的选择，至于延时部分的选择相对来说比较简单，只要前面部分的工作可靠了，一般后续电路就较为容易实现了）图1-1 传统照明控制方式原理图 传统方式对照明控制而言，简单，有效，直观。但它过多依赖控制者的个人能力，控制相对分散和无法有效管理，其实时性和自动化程度太低。 图1-2 自动照明控制方式 （2）自动控制方式照明阶段 这种控制方式利用数字控制技术来遥控灯具的开关。通常是控制中心发出信号，通过直接数字控制器（DDC）来控制配电回路中的交流接触器的分合，从而控制配电回路的通断，实现灯具开关控制。采用该种方式，解决了传统方式控制相对分散和无法有效管理等问题，实现了照明控制的自动化但却无法实现调光控制功能。其控制原理如图1-2所示。 自动照明控制方式与传统照明控制方式相比，主要解决的问题是集中控制的问题，自动化程度相对提高，但由于DDC系统本身固有的技术特点，使得DDC在照明控制系统中表现出明显不足，不仅无法实现调光控制，而且也很难实现灯光场景等预设置和场景管理等功能。DDC系统的主要优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制时间的选择上可以统一调度安排。不足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，当系统任务量增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。 尽管集散控制系统(DCS )逐步取代DDC系统，而且实现了分散控制与集中管理功能，但对于底层的设备来说，仍然是传统的DDC技术，唯有把现场总线技术应用到现场设备级管理后，这个问题才能得到根本性解决。 （3）智能控制系统照明阶段 二十一世纪是一个网络化时代，数字控制技术不断提高，网络化管理正逐渐渗透至各种传统控制