淺析紅外感測器的樓宇電器自動監測系統設計論文
淺析紅外感測器的樓宇電器自動監測系統設計論文
從節能的角度出發，在樓宇電器智慧化設計中採用紅外感測器的自動監測系統，具有自動控制功能強、靈活、方便且成本低的優點;很適合樓宇的照明改造工程，該系統是以熱釋電紅外感測器為基礎、應用VC程式介面和微控制器相結合的技術，對樓宇照明進行自動監控。
一、系統總體方案設計
利用熱釋電紅外感測器對人體進行採集，經過運算放大器對採集到的訊號進行放大整形後、產生控制訊號，透過執行器對某個房間中的用電裝置進行自動開啟或關閉的同時，還可以用光電感測器對光訊號進行採集，產生控制訊號控制照明電路和調光作用。整個樓宇控制系統分從機、主從機介面、主機介面三部分。
(一)從機設計
從機的功能是對現場資料資訊的採集、計算和現場的控制，自動完成對各要素的定時取樣和儲存，達到自動控制照明電路。在接到主機的命令時，將採集到的資訊經過主從機介面送給主機。從機以微控制器為核心，一片微控制器監控一個樓層或一個房間的照明電路，每一個房間或每盞燈旁邊安裝一個熱釋電紅外感測器，當感測器檢測房間是有人時，微控制器控制繼電器接通交流電電源，點亮照明燈，透過串列埠通訊，在主機查詢該從機時，有人的資訊傳送到主機上，並接收主機的'命令，關閉交流電源。
(二)主從機介面
由於從機的數目眾多，為此專門設計了主從機介面電路，以適應多從機的需求。
(三)主機設計
主機透過通訊介面，主動的和從機取得快速有效的聯絡，並向從機發出各種命令、接收從機反饋回來的資料、詢問並檢測從機的狀態等。
二、系統整體硬體設計
(一)驅動電路
微控制器控制模組設在樓層分配電控箱中，採用光電隔離電路，可有效減少電網電壓波動對其邏輯電平的干擾和強點磁場作用所引入的隨機干擾。
微控制器輸出的控制訊號，經光電耦合控制三極體的開關狀態，以控制交流電源的通斷。本系統採用直流繼電器，線圈電壓一般用+12V，獨立電源供電。
(二)交流控制電路
為了使電控系統更加趨於合理和人性化，在交流電源開關處設計了手動開關和自動切換設定。在設定為手動狀態時，照明燈的通斷狀態就像平時的照明燈一樣，使用者根據個人和當前的環境來控制照明燈，感測器採集到的資料透過串列埠下參與主機，但不能透過繼電器來控制照明燈電源的通斷;自動狀態時，根據感測器採集到的資料來判斷是否開啟或關閉交流電源，並將當前的狀態傳送到主機。
(三)人體探測和訊號處理電路
人體探測和訊號處理電路工作原理圖如圖2所示，熱釋電感測器安裝於房間牆壁上的適當高度位置，當有人在房間的時候，感測器將輸出微弱的電壓訊號，透過由放大器組成的帶通濾波器，進行頻率的篩選。本設計採用整合遠算放大器來進行兩級放大，以使其感測器可消除小動物干擾以及電磁干擾和燈光干擾，可靠性很高。檢測放大電路輸出的訊號經傳輸線傳送到微控制器。
(四)微控制器電路設計
作為從機的核心部分，主要功能是採用實時方式對每個房間是否有人進行檢測，並將檢測到的結果傳輸到PC主機上。熱釋電紅外感測器外部採集到的訊號進行處理，產生控制相應房間照明電源的控制訊號，接到的外部中斷。，以便達到對樓宇的實時監控，當熱釋電紅外感測器檢測到房間內有人移動時，透過訊號處理電路進行感測器所採集的訊號放大和處理，輸出低電平觸發微控制器的外部中斷產生中斷，及時的控制繼電器接通交流電源。
(五)地址儲存電路設計
具有三條地址線分別是AO,Al,A2，可以確定晶片的硬體地址。地址是從000, 001到111地址，此電路選擇AO,Al,A2接地，器件的地址為0，第8腳和第1腳分別為正、負電源。SDA為序列資料輸入、輸出，資料透過這條雙向2L匯流排序列傳送，在本電路中，為了節約讀寫的時間，只需要將從機地址兩個位元組寫入。
(六)串列埠通訊及硬體介面電路
從機向主機發送資料;當輸出低電平時，從機接收主機發送過來的資料。從機的輸出端A和Y與主從機介面的輸出端A和Y透過雙絞線連線起來。
(七)主從機介面電平轉換電路
MAX232晶片具有電平轉換的作用，內部有一個自動電源電壓變換器，採用這款晶片介面簡單，並且序列通訊系統供電電源只需要正JV電源。對於沒有正負12V電源的場合其適應性更強。
三、軟體設計
(一)微控制器程式設計
微控制器軟體設計包括主程式、l2C程式、序列口傳送，中斷服務程式和定時中斷服務程式五部分。
(二)串列埠通訊協議
各從機掛在總線上，各機使用使能訊號控制接收與傳送，但任何時候只能允許一點發送，是一種半雙工工作方式。主機、從機協議規定如下:設定波特率為96006pt，以序列中斷方式作為主機、從機通訊的初始狀態。
(三)微控制器軟體設計與流程圖
在微控制器內部RAM區建立的工作單元和標誌位，每次由中斷服務程式啟動定時中斷並重新設定計數值，即採用可重複觸發定時器。
四、結論
綜上所述，計算機資訊管理系統的科學分析可以為縣鄉醫院有效建立起適合本院的計算機資訊管理系統提供參考和借鑑。計算機資訊管理系統不僅能夠快速處理各種資料，有效降低醫護人員的工作強度，提高工作效率，而且能夠幫助醫院減少各類庫存，大力提升經濟效益。