一种低成本、低耗电的室内自动控制系统设计

型

本项目设计的主动式热释电模型传感器如图3所示，可以分解为三大模块，一是电动机模块，二是感应探头模块，三是电路板模块。

电动机模块采用的是同步电动机，利用同步电动机带动探头正反交替旋转，一方面实现了功能的需要，一方面解决了探头单向旋转带来的连接线的绕线问题。对于感应探头模块，采用了D203S热释电和MJ3516光敏电阻和菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的作用一是聚焦作用;二是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在热释电晶体上产生变化的热释红外信号。对于电路板模块，根据转动速率，探头灵敏度和可靠性来设计集成处理电路，使用AT89S51单片机对信号进行收集、分析和对照明设备进行控制。

图3 主动式热释电传感器模型

图4 菲涅尔透镜

本项目完成了模型的构建，通过大量的实验与总结，设计合适的菲涅尔透镜，选择电动机的转速和排查各种影响因素。电动机的转速大小，会改变探头与静态人体的相对速度，从而影响着探头接收红外线的速率，过大过小都会使得传感器变得不稳定。菲涅尔透镜大体如图4所示，探头旋转会使热释电的灵敏度加大，这就要求设计相应的菲涅尔透镜，透镜厚度、接收角度和折射角度都经过实验改良设计。最后，还得经过实验排查各种影响因素，才能够达到稳定检测静态人体的功能，例如旋转时的绕线问题、环境风速问题等。

本项目的特色与创新点在于菲尼尔透镜的设计，若没有合理的菲涅尔透镜，传感器在旋转的情况下，将一直处于不稳定状态，失去检测静态人体的功能。

5.结语

整个照明系统成本低，不需人手控制，适用于学校、商场等大规模室内场所的照明控制，可以有效地对照明设备进行智能控制，达到科学管理与节能的目的。