摘  要：随着国家大力提倡智能化项目，智能化设备应运而生。智能化技术在其应用中主要体现在计算机技术、精密传感技术、GPS定位技术的综合应用。随着产品市场竞争的日趋激烈，产品智能化优势在实际操作和应用中得到了非常好的运用，其主要表现在：大大改善了操作者作业环境，减轻了工作强度;提高了作业质量和工作效率;一些危险场合或重点施工应用得到解决;环保、节能;提高了机器的自动化程度及智能化水平等。

关键词：智能化;光控;传感器

中图分类号：TP273       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）24-0050-02

Abstract：With the country strongly advocate intelligent projects，intelligent equipment came into being. Intelligent technology in its application is mainly reflected in the comprehensive application of computer technology，precision sensing technology and GPS positioning technology. With the increasingly fierce competition in the product market，the advantages of intelligent products have been well applied in the actual operation and application. Its main performance is：greatly improve the operator’s working environment，reduce the work intensity;improve the work quality and efficiency;some dangerous occasions or key construction applications are solved;environmental protection，energy saving;improve the automation level and intelligent level of the machine.

Keywords：intellectualization;optically controlled;sensor

1  智能光控运动系统意义

智能光控运动系统的研究是以智能光控系统为基础，在原有的技术支持上，开发了一种新的运动系统。为了解决现有技术中存在的问题，本文提供了一种用来检测人在某个房间或某个环境中对地面触碰的变化，从而改变地面灯光的变化;或通过地面灯光的变化来引导人们对地面的触碰以及做出相应动作及活动的系统。

2  智能光控运动系统主要内容

本系统涉及到的主要探测元件是传感器，传感器是探测设备的核心部分，可将物理量信号（例如压力、风力、质量、位移、应力、速度、加速度、冲击、震动、温度、声音、照度、电磁场等）转化为相应的易于精準处理的电信号（例如电流、电压、电感、电阻、电容等），该信号为原始电信号，并用处理器将原始电信号调制放大，使其成为一种适合的信号。本系统还涉及使用LED彩灯，LED是发光二极管的简称，它与普通二极管一样，由一个PN结组成，具有单向导电性。若给发光二极管加上正向电压，从P区注入到N区的空穴和N区注入到P区的电子，在PN结附近电子与空穴复合，产生自发光的荧光。不同的材料中能量状态不同，并且复合时所释放出来的能量也不尽相同，所以复合时所发出波长的长短有所区别。通常见到的发光二极管一般为红色、绿色或者黄色。LED彩灯是在发光二极管的基础上适当调整材料中的能量状态来改变其发光的颜色。LED彩灯的主要突出特点之一是在能耗方面，它的能耗是节能灯的四分之一，充分满足了当今社会绿色建筑、节能环保等理念。另一点，LED彩灯相比于白炽灯可进行高速开关，无论开关多少次，LED彩灯都不会出现短路或者灯光渐亮的过程，会快速响应。第三，LED彩灯是冷光源，不会产生太多的热量，不会因为热量而吸引附近的昆虫，导致灯的表面残留较多的污染物，保持光源干净光洁。LED彩灯在现代社会用途广泛，在医疗器械、景观照明、汽车用灯、大屏幕显示等多个领域应用普遍。

本系统采用人体移动时脚底触碰到地面上的传感器，传感器再将信号发送给电脑的方式，电脑检测到传感器信号后可控制对应的LED彩灯的亮灭，来反映人体活动情况。另一种控制方式为：电脑发送相应的控制模式，使LED彩灯按照事先编排好的模式点亮，人们通过LED彩灯的变化来触摸地面，再将触摸信号上传给电脑，从而实现互动的效果。

技术路线或方法：人进入此环境中脚底踩到传感器，传感器检测系统将传感器检测到的位置信号发送给主控制板，主控制板再将传感器的位置信号发给电脑，电脑得到信号经过处理分析后，就可知道此时人所处的位置，此时可控制地面上的LED彩灯点亮，通过人的移动使传感器发生变化，从而点亮或关闭相应的LED彩灯，从而实现房间里互动的效果。

第一种方式是地面传感器模块化。此种方式是本系统的地面传感器采用模块化拼接的方式，进行组合式的安装。模块化的目的是将复杂的整个系统分成若干个便于实现、便于控制的模块，从而进行分别控制，每一个模块有一个单独的特定功能，将所有模块组合到一起，拼装成为一个整体，完成整个系统的正常运行。单独一个模块可独立工作，并且与其他模块之间无相互影响，发生故障也不会影响整个系统的整体运转。并且模块之间连接简单，维修简单容易。主要目的为了现场施工的方便。

第一种确定的方案是触摸键盘方案：每个模块为40cm ×40cm，即0.16m2大小;模块采用4×4+1共计17个按键。四周每边各4个按键，中间1个按键，共计17个按键。每个模块采用上中下三层结构组成，顶层为触碰传感器层，中间层为有机玻璃或亚克力板，底层为框架安装层。触碰传感器层采用硬质PVC板制作，与框架安装层采用自攻钉固定，示意图如图1所示。

第二种方案是触摸键盘方案：此种方案每个模块为40cm×40cm，即0.16m2大小;模块采用一个整体的触摸板。每个模块由上中下三层结构组成，顶层为有机玻璃或亚克力板，中间层为触摸板，底层为框架安装层。触摸板采用硬质PVC板制作，是凭借电容感应获取动作情况，与框架安装层采用自攻钉固定。触摸板采用PVC板是因为PVC板具有防潮、防腐、防霉、易于成形加工等优质特性，并且电学性能较好，颜色可以按照使用者的意愿加工生产，美观大方。触碰传感器层示意如图2所示。

第二种方式是控制采集系统采用级联的方式。由于使用环境的不同，模块数量较多，拼接好的模块，整个控制架构采用级联的方式，可以随着使用环境的不同来匹配相应的级联个数。具体级联实施方案如下：（1）单个模块采用触摸板（40cm×40cm）。（2）LED指示灯采用红绿蓝三色指示灯，可单独控制其中任意灯的亮灭。（3）1—10个模块为第一级联（一级级联模块）。（4）1—10个一级级联模块组成一个第二级级联模块（二级级联模块）。（5）1—10个二级级联模块组成一个第三级级联模块（三级级联模块）。

此种方式相关项目技术指标如下：

技术参数：此种方案連接方式采用串口连接，供电方式为220V交流电源供电，适用重量范围在20kg～100kg，可供三人以上同时使用。系统设备的响应时间不低于100ms，系统正常工作时功率不低于20VA，电源电压不低于直流12V。其中组合处宽度适应范围较广，不影响组合处的识别。本系统设备最低使用寿命为3年。维修方式采用单个模块维护，可将各个模块分开处理，便于维修。系统模块最大组合数约为100m2空间，即625个模块组合。

3  系统的成本范围

此系统在投入使用时需考虑使用的范围和安装条件，涉及到的范围较广。本文讨论的成本及报价表只针对电气软件开发部分及电气成品报价。电气软件开发部分包括设计开发费用约为21000元，考虑到针对不同环境、功能的方案设计，开发时间需要约两个月内完成。其中开发设计产品包括硬件线路板和软件以及整体连线架构三部分，具体内容涵盖硬件、软件以及整体连接的架构。首先硬件线路板的内容包括一级控制板（40cm×40cm模块控制板）1块、指示灯板3块、触摸板1块、二级控制板1块、三级控制板1块。其次软件部分包括一级控制板控制软件、二级控制板控制软件、三级控制板控制软件。最后是智能光控运动系统整体连线架构图设计。

4  结  论

随着智能化系统设备的创新发展，智能化的产品层出不穷，智能光控运动系统是智能化系统中的一个创新。智能化运动系统可在多个环境中实际应用，从较大的舞台灯光照明效果到KTV等场所的娱乐气氛烘托，或者在独立运动、游戏设备的应用，都会起到锦上添花的效果。除此之外，设计人员需要针对不同的环境、场地进行具体的分析、测量，需要考虑到使用者的需求和安装时的条件等更多的问题，遵循以质量为基础，注重新型系统品质的设计，这样才能利用新的技术和新的工业来更好地满足环境的需求进行服务，使智能光控运动系统为智能化系统增光添彩。

参考文献：

[1] 程汉湘，武小梅.电力电子技术：第2版 [M].北京：科学出版社，2010.

[2] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础：第4版 [M].北京：高等教育出版社，2006.

作者简介：陈德明（1981.04-），男，汉族，黑龙江哈尔滨人，副主任，讲师，本科，硕士研究生，研究方向：建筑智能化工程技术。