范治中，刘育才，何松涛，李浩波

（成都理工大学 信息与通信工程系，四川 成都 610059）

近些年来，科技技术的快速发展可以说是日新月异，在人们的生活中随处可见，随处可以体验。科学技术的快速发展已经极大地改善了人们的生活方式，提高人们的生活质量和生活水平。然而人们对家居环境的舒适度也越来越重视。因此，生活中出现了许多智能产品，帮助提升人们的生活质量，使人们的生活变得更多姿多彩。

近年来室内环境舒适技术快速发展，家居是否舒适得到了更多的人重视。保持室内环境对人体的舒适度，不仅能给人们带来更好的生活，还对降低建筑能耗具有重要意义[1]。因此，很有必要对室内舒适性进行控制。人们都希望自己生活在一个舒适的环境中，而室内温度以及灯光的不正常会使人感到疲劳从而导致家居体验和工作效率的下降，因此，室内环境的舒适性也更加受到人们的重视[2]。为了缓解这些问题，很有必要设计开发一种能够控制室内灯光和温度的智能设备。本设计为基于单片机的室内舒适性控制设计，为了实现基于人体智能控制室内温度的高低和灯光的亮灭，本设计采用单片机为控制芯片通过传感器采集室内环境信息，以人体是否存在为基础智能控制室内的温度及光线，最后达到人体在室内活动时感觉舒适的目标[3-5]。

1 系统设计框架

本设计以STC89C52RC单片机作为主芯片。运用温度传感器检测室内温度，光敏电阻和HC—SR501人体传感器为单片机输入控制电平，易于控制的继电器控制空调与电灯开关。温度的上下限范围可通过独立按键进行设置，在系统自动控制之外也能通过按键单独控制空调继电器及电灯继电器[6]。本设计自动检测室内光照的强度、室内当前的温度，并根据系统进行自动控制灯光和是否开关空调。本设计需要使用温度传感器，检测室内的温度后发送至单片机系统进行处理，如果温度高于温度的设定值，同时在室内有人时系统打开空调调节室内温度，如果没人则不开，从而达到节约资源的目的。还需要选择光敏电阻来检测室内光照强度，当室内有人但室内光线强度足够大时则关闭电灯，当室内有人且室内光线比较暗时，需要打开灯，当人们离开房间后延时自动关闭[7-9]。系统框架如图1所示。

图1 系统框架

2 主控制芯片和传感器

单片机是一种微型计算机系统，此单片机具有结构简单、体积小、价格低、易于产品化、处理字长较短、系统开发周期短、初学者易于入门等特点。本系统在实际应用中需要检测温度、光强、人体存在、控制电路。用单片机作为系统的控制核心有许多优势如便宜的价格、高可靠性以及可以不断重复编程系统来进行测试[10]。其内部结构如图2所示。

图2 结构示意

本设计运用了3种传感器来对外界环境情况的变化进行采集信号，这3种传感器分别为热释电红外传感器、光敏电阻传感器、温度传感器。

热释电红外传感器是检查环境中是否存在人，将感知到的信号传送给主控芯片，由主控芯片根据红外变化信号作出相应的处理。

光敏电阻传感器是用于检查环境中光线强弱变化的，将感知的信号传送给主控芯片，由主控芯片根据光线信号作出相应的处理。

温度传感器是检查环境中温度强弱变化的，将感知到的信号传送给主控芯片，由主控芯片根据温度变化信号作出相应的处理。

3 主要程序设计

该系统需要一个单片机控制芯片，对单片机进行初始化后读取外部传感器发送来的数据。单片机对数据处理后送至LCD1602液晶显示当前温度和所设置的参数；如果当前室内有人并且温度高于温度上限值时，系统会控制一个外接负载的继电器吸合使空调打开。当室内温度低于所设定的温度下限值且室内有人或室内无人时则控制空调的继电器释放使空调关闭。当室内光线低于所设定的阈值且室内有人时则控制电灯的继电器吸合使电灯打开。当室内光线高于所设定的阈值且室内有人或室内无人时则控制电灯的继电器释放使电灯关闭[11-12]。主程序流程如图3所示。

4 实物检测

在此设计中，我们能够检测到室内温度、室内光照以及人体是否存在。在实物上能够体现出我们预先想要的设计效果。