自然資源是自然界中能被人類利用的各種物質(zhì)和能量，是人類進(jìn)行生產(chǎn)活動和生活的基礎(chǔ)，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)保證和物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的基石。伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，人類對自然資源的開發(fā)和利用程度越來越大，但是自然資源的數(shù)量是有限的，可再生資源的再生能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上利用速度，當(dāng)前這一歷史時期中，自然資源的枯竭速度已經(jīng)創(chuàng)造了歷史。然而在實(shí)際社會中，人們似乎還沒有意識到能源將給社會、地球帶來的危機(jī)，能源浪費(fèi)的現(xiàn)象十分普遍，大量能耗白白浪費(fèi)掉，不僅浪費(fèi)了資源，還污染了環(huán)境。

能源浪費(fèi)的現(xiàn)象在照明上表現(xiàn)得十分明顯，許多需要長時間照明的設(shè)備和場所如學(xué)校的教室、圖書館、閱覽室、工廠、辦公樓、地鐵等公共場所照明系統(tǒng)的電耗驚人。這些耗電量較高的照明系統(tǒng)中，一些電量的正常使用是不可或缺的，但由于使用和管理人員的責(zé)任心不強(qiáng)、環(huán)保意識差、缺乏科學(xué)的照明控制系統(tǒng)等因素造成的不必要的電量浪費(fèi)就難免讓人心疼。例如在夜間室內(nèi)無人時，照明仍然常亮，設(shè)備區(qū)的長明燈一年耗費(fèi)的電量驚人，許多白天光照強(qiáng)度完全足夠的區(qū)域照明也一直常亮，這種現(xiàn)象造成了諸多不必要的能源浪費(fèi)和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京科技大學(xué)的公共教學(xué)樓每天少開燈1 h,每年就可節(jié)約電量150 000 kW· h,約合節(jié)約人民幣10 萬元。由此可見，照明系統(tǒng)上的節(jié)能控制十分有必要，然而如何在保證實(shí)際照明需要的情況下，不增加管理人員的工作量，既保證照明質(zhì)量，又能實(shí)現(xiàn)自動智能化控制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的控制系統(tǒng)能夠通過什么樣的方式研制出來是擺在我們面前的一道迫切需要解決的難題。本文通過單片機(jī)的數(shù)據(jù)控制功能采用紅外熱電傳感器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動判斷一定區(qū)域內(nèi)的人員數(shù)量，從而自動控制照明亮度的控制系統(tǒng)是解決這一難題的有效手段，通過單片機(jī)對傳感器采集數(shù)據(jù)的收集、判斷與控制實(shí)現(xiàn)了節(jié)能控制照明系統(tǒng)，保證區(qū)域內(nèi)的照明亮度，在保證實(shí)際使用功效的目標(biāo)下，達(dá)到有效節(jié)約能源的目的。單片機(jī)在照明節(jié)能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，更具有極好的社會效益，同時也對環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

1 節(jié)能控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和工作原理

為了實(shí)現(xiàn)滿足一定區(qū)域內(nèi)人員的光照照度需求，節(jié)約無效損耗的能源，從而實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，節(jié)能控制系統(tǒng)通過光敏元件即紅外熱電傳感器或人體感應(yīng)器收集環(huán)境數(shù)據(jù)。當(dāng)光敏元件檢測自然光照達(dá)到預(yù)定的某一數(shù)值時，這一數(shù)值被認(rèn)為當(dāng)前的自然光照已經(jīng)達(dá)到了區(qū)域內(nèi)使用者的光照要求，因此無需啟動照明設(shè)備。當(dāng)光敏元件檢測到自然光照地域設(shè)定的數(shù)值時，表明自然光照不充足，需要補(bǔ)充照明，此時，安裝在區(qū)域內(nèi)的人體感應(yīng)裝置或熱釋電傳感器開始收集人體感應(yīng)信號，相應(yīng)區(qū)域的照明設(shè)備被聯(lián)通并啟動。在人離開后，人體感應(yīng)裝置或熱釋電傳感器在一定時間段內(nèi)收集不到人體感應(yīng)信號，則認(rèn)為區(qū)域內(nèi)沒有人員存在，無需光照，則照明設(shè)備中斷并關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)熱釋電傳感器在檢測人體信號時通常對運(yùn)動的人體信號檢測精度較高，而對靜止的人體信號傳感器檢測精度較差。

而通常在一定區(qū)域內(nèi)的人，例如教室或圖書館中的需要光照的人體，常常處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此為防止人體靜止時傳感器給照明設(shè)備發(fā)送錯誤的信號，導(dǎo)致照明關(guān)閉，在設(shè)計(jì)節(jié)能控制系統(tǒng)時加入了紅外對射計(jì)數(shù)裝置檢測區(qū)域內(nèi)的人體數(shù)量，通過人數(shù)判斷區(qū)域內(nèi)的人是否確實(shí)離開。通過雙重的檢測方式大大提高了人體檢測的精度和智能化控制節(jié)能系統(tǒng)的科學(xué)性和可靠性，從而達(dá)到真正智能控制照明系統(tǒng)，節(jié)約能源的目的。

圖1 所示為節(jié)能控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。