张友懿　王泽平　项秋

在当今大多数楼道中的照明灯和应急灯并不具备智能照明功能，造成大量能源浪费，本设计是以STCl2C5A60S2单片机为控制核心，将照明灯和应急灯作为一个控制整体进行设计，通过判定是否断电，是否为白天，是否有人通过等情况控制灯的照明亮度，从而实现节约电能，延长灯具使用寿命的目的。

引言

随着我国社会经济的不断发展，高层建筑也越来越多，其中楼宇安全问题也日显突出，在消防安全方面，楼道的照明不容轻视。

据调查，当今的很多楼道中的照明灯大多采用LED灯作为照明光源，在实际使用中，大多情况都是24小时不间断照明，并且很多楼道安装的消防应急灯在楼层停电时会不分白天黑夜的点亮，无疑会造成大量能源浪费，缩短灯具使用寿命。

针对上述现象，现设计一种可应急智能楼道照明灯。在设计中，楼道照明灯和楼道应急灯进行了结合，在楼道通电的情况下进行正常照明，当楼道停电时进行应急照明，该智能照明灯还可以根据楼道的实际情况进行照明调节。

系统总体设计

本设计是以单片机为控制核心，在正常通电和停电两种情况下，通过判定楼道的实际光照和有无人员通过的实际情况，控制灯具的照明。

该楼道照明灯的功能如下：

1.自动切换功能

在停电时，灯具将由正常照明模式自动切换为应急照明模式，在通电时，灯具又将由应急照明模式切换到正常照明模式；

2.充电、放电保护功能

灯具中包含有电池的充电和放电环节，而为了保证电池使用寿命的长度，需要防止电池的过充和过放，通常在充电过程中电池充满后就需要对电池进行涓流充电，在放电过程中，电池电压达到额定电压的80%就需要断开放电电路；

3.光强检测功能

灯具可以通过检测楼道的光照强度，来判断楼道是在白天还是在夜晚，进而决定是否打开人体红外检测开关；

4.人体红外检测功能

通过光照强度判定楼道的光照强度为夜晚后，人体红外检测判定楼道是否有人通过楼道，如果有人通过，灯具就会点亮。

整体设计避免了在白天的时候灯点亮，夜晚没人的时候点亮等能源浪费现象。

系统硬件设计

系统是以STC12C5A60S2单片机为核心的，这款单片机具有A/D转换功能，运行中，单片机通过读取电池电压大小做出对电池过充、过放的保护，通过光度传感器和人体红外检测器进行控制灯的照明情况。

1.系统供电电路设计

本设计采用的是LED灯照明，并且选用18650锂电池为充电电池，两者都需要直流电供电，所以在设计中需要用到整流、滤波、稳压等电路。设计中采用全波整流，电容进行滤波，由于稳压对于充电过程要求比较严格，所以采用LM317芯片稳压。LM317芯片可以通过调节电位器进行调节输出电压，此时输出的电压大小为6V，电路图如图1。

2.感光电路和人体红外传感电路的设计

在本设计中并不需要检测特别精确的光强，但却要准确的判断是否有人，所以测光时采用LXD55系列光敏电阻，而检测是否有人用AMLX90614ESF红外测温传感器，感光元件通过双电压比较器集成电路LM393连接单片机，而红外测温元件与单片机通过12C总线进行通信。电路接线图如图2。

3.过充/放保护电路及自动切换电路的设计

过充保护是在正常通电时，单片机由P1.O口读取电池电压，并进行判断，当电池电压达到额定电压时，则单片机判定此时电池将处于过充状态，此时使Q1截止，让电池进行涓流充电；过放保护则是在停电的时，整个电路由电池供电，当电压下降到额定电压的80%时，此时稳压管D8不能导通，继电器RL2不能吸合，便断开了电源。电路由外部供电转换到由电池供电过程中，单片机会出现掉电的瞬间，所以通过继电器实现电路的自动切换的过程，这样既能保证单片机在掉电过程中不需要执行任何操作，又能实现单片机的迅速通电，电路图如图3。

系统软件设计

系统软件设计中，主要是对断电与否、白天与否、是否有人等情况做出判断，进而控制灯具照明情况。系统程序流程图如图4。

总结

本设计很好的解决了楼道正常照明和应急照明在白天、夜晚没人时仍保持照明的问题，大大降低楼道照明方面的能源浪费，并且本设计运行稳定，判断准确，使用寿命长，具有很大的推广价值。

（作者单位：贵州师范大学机械与电气工程学院）