现代检测与控制技术大作业
题目：压力感应夜灯系统设计
学院：信息科学技术学院
专业：电子信息工程
姓名：
学号：
指导老师：**
完成时间：2015年5月16日
压力感应夜灯系统设计
摘要：本文结合生活实际对照明控制系统的功能需求进行了合理的预测,然后根据照明系统的发展趋势，通过综合的分析归纳，提出了一种压力控制照明系统的初步设计方案。

关键词：压力感应智能照明
一、引言
随着人民生活水平的不断提高，人们对工作和生活环境的要求越来越高，同时对照明系统的要求也越来越高。

照明领域的能源消耗在总的能源消耗中占了相当大的比例，节约能源和提高照明质量是当务之急。

传统照明技术受到了强烈冲击。

一方面，由于信息技术和计算机的发展对照明技术的变化提供了技术支撑；另一方面，由于能源的紧缺，国家对照明节能越来越重视，新型的照明技术得以迅速发展，以满足使用者节约能源、舒适性、方便性的要求。

二、设计背景
从1983年第一座带有智能化概念的建筑物在美国落成后，楼宇智能化成为建筑电气发展的主流技术。

各发达国家，如美国、日本及欧洲各国都对绿色节能照明提出了各自的工作计划及目标。

为贯彻执行资源的开发和节约并举、将节约置于首位的方针。

美国从2000年起投资5亿美元实施"国家智能照明计划"。

美国能源部预测，到2010年前后，美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯具替代，每年仅节电就可达350亿美元。

世界著名的印制电路板生产公司、奥地利的AT&S也积极开发LED用于印制电路板，并打算将该类印制电路板作为未来的支柱产品。

韩国政府则在实施将路灯更换成智能照明系统的计划。

欧盟已经规定，自2009年9月1日起，所有超市不允许销售白炽灯泡，也不允许销售高压的荧光灯灯泡，只能销售节能灯。

90年前后，在国外智能照明蓬勃发展的背景下，真善美、松下以及SOK等众多企业相继投入大量人力物力进行相关产品的研发。

国家主席胡锦涛访美期间参观世界首富比尔•盖茨位于西雅图的私人豪宅，所有电器设备均被连接成一个可控网络，涵盖了包括智能气象、智能照明、智能通风、智能电工和智能安防等各项“未来科学技术”，堪称世界智能家居的“未来之屋”。

上海世博会上，大家见识到了不同的馆区不同的国家有着不同的风采，但是，不管是美国馆、加拿大
馆、文化中心还是上汽通用汽车馆，都有一个共同点，那就是室内照明全部采用被称为“21世纪绿色光源”的智能照明系统。

由此可见，智能照明已经成为全球各国各行业的照明方面的共识。

三、系统原理与组成
压力感应夜灯系统适用于夜晚生活或夜晚起夜，只需通过踩踏“压力感应垫”即可控制电灯的开关，免去了摸黑寻找电灯开关的麻烦，且避免了使用手动开关忘记关灯造成能源浪费，省时又省电。

压力感应夜灯系统主要由开关模块、调光模块、时间管理模块、手持式编程器、压力感应器、光线感应器、红外线发射模块和红外线接收模块等部分构成，通过多个不同位置的“感应垫”控制系统各部分灯光的点亮和熄灭，亦可通过遥控单独控制局部灯光。

在白天室内光线充足的情况下系统会自动进入休眠模式，避免能源浪费；深夜突然开灯时灯光由弱渐强，避免了从黑暗环境突然进入强光环境造成对眼睛的伤害。

使用者可根据个人习惯调节灯光亮度，系统的记忆功能会保存习惯设定，自动调整。

“压力感应垫”在床板和房间门口铺设（门内外各一个），在感受到压力和压力消失时自动发射红外线信号至指定电灯开关，即可控制灯光亮灭。

当主人夜间起床去卫生间时床上的压力传感器检测到人离开床垫即可自动打开床头灯，在从开着灯的房间走出时，离开房间踩踏房间内的“感应垫”即可发送开灯信号打开门外相邻区间的灯，走出房间踩踏房间外的“感应垫”即可发送关灯信号关闭身后房间的灯；返回房间时再次踩踏“感应垫”则发送与上一次相反的控制信号（即在同一个“感应垫”上第一次踩踏为开灯第二次踩踏为关灯）。

压力感应夜灯系统有两种模式选择：
1、延时模式，踩踏“感应垫”后，电灯延时开启一段时间，然后自动关闭；
2、开关模式，踩踏一次“感应垫”，开启电灯，再踩踏一次“感应垫”，关闭电灯（在电灯开启情况下，踩踏“感应垫”关闭电灯，在电灯关闭情况下，踩踏“感应垫”开启电灯）。

使用者可根据需要选择相应的工作模式。

压力感应夜灯系统的特点：
1、只需踩踏即可开启和关闭电灯，简单、方便。

2、无需大面积铺设，只需放在房间门前，即可控制房间的电灯。

3、压力感应垫通过红外线与开关控制器通讯，免去了铺设线缆的繁琐。

4、压力感应夜灯系统有多种模式选择，延时模式和开关模式，根据不同环境选择不同的模式，可有效节省电能。

5、压力感应垫外部可安装清洁套，以保护感应垫，并保持清洁。

6、压力感应垫可升级增加自发电功能，免维护，不需要额外电源，只需踩踏即可正常工作。

7、压力感应夜灯系统可设置缓速点亮电灯，避免强光对眼睛造成刺激伤害。

8、床上的压力感应垫与其他感应垫设置不同，失去“压力”时，将点亮床头柜的电灯，感应到“压力”时，才会关闭电灯。

压力感应夜灯系统使用过程详解（部分过程可参照下页图）：
夜晚，房屋主人需要起床去卫生间或其他地方活动，一起身，床上的“感应垫”失去压力，即可点亮床头柜的电灯。

主人下床穿鞋，踩踏床前的“感应垫”，点亮卧室的电灯。

走到门前，踩踏“感应垫”，点亮客厅的灯。

走进客厅，踩踏“感应垫”，关闭卧室的灯。

走到卫生间前，踩踏“感应垫”，点亮卫生间的灯。

走进卫生间，踩踏“感应垫”，关闭客厅的灯。

事情完毕之后，走到门前，踩踏“感应垫”，点亮客厅的灯。

走进客厅，踩踏“感应垫”，关闭卫生间的灯。

走到卧室门前，踩踏“感应垫”，点亮卧室的灯。

走进卧室，踩踏“感应垫”，关闭客厅的灯。

走到床前，踩踏“感应垫”，关闭卧室的灯。

在床上躺下，床上的“感应垫”感应到压力，关闭床头柜的灯。

四、系统应用潜力分析
1、良好的节能效果
压力感应夜灯系统借助各种不同的预设置控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。

这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达30%以上。

此外，压力感应夜灯系统可对室内灯光进行调光控制，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。

2、延长光源寿命
不仅可以节省大量资金，而且大大减少更换灯管的工作量，降低了照明系统的运行费用，管理维护也变得简单了。

无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。

因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。

压力感应夜灯系统采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损害。

通过上述方法，光源的寿命通常可延长2～4倍。

3、改善工作环境，提高工作效率
良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。

良好的设计，合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统，都能提高照明质量。

压力感应夜灯系统以压力感应器和红外线收发模块代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。

同时，这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。

4、实现多种照明效果
多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。

现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。

压力感应夜灯系统可按不同时间、不同用途、不同的效果，对灯光采用相应的预设置场景进行控制，可以达到丰富的艺术效果。

五、总结
通过大半个学期的学习，在老师的引导下，我们了解到了很多关于现代测控技术的知识，对这门学科有了一个基础的认识。

王老师上课平易近人，多数时间是以探讨的方式鼓励同学们说出自己的想法，然后加以点拨，激发了我们的学习积极性，课堂气氛轻松愉悦。

在学习课本知识的同时也能听到同学们的一些有创意的想法，听老师讲述了许多知识点在生活中的应用实例，开阔了视野，很庆幸选了这门有趣的课。

由于知识水平有限，我的设计仅处于初步构想阶段，还有许多缺陷，其可行性仍有待检验。

在构思过程中我深切感受到现代测控技术的重要性。

这门学科应用前景广泛，发展迅速，与我们日常生活联系紧密，对各行各业都很重要，希望能有机会深入学习并从事相关工作。

六、参考文献
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