应急灯照明延时控制系统开发
吴巨洪
【摘要】? ? 应急灯照明延时控制系统可作为目前在市场上出售的任何应急灯的附件，在市电处于断电状态下，延长应急灯的应急照明时间。改造方法简单，仅需在现有应急灯PCB板上寻找一个高电位点与本系统连接即可实现。
【关键词】? ? 应急灯? ? 光线检测? ? 微波感应? ? 直流升压? ? 照明时间延长
引言
目前，市售应急灯都存在市电断电后，无论白天或晚上，光线强或弱，应急灯都即刻点亮，同时，无论是否有人通过，应急灯一直处于照明状态。这就导致应急灯有限的储存电量大量浪费，不能完全用于当行人通过应急灯光照范围内时才释放，致使真正需要照明时应急灯的电量已全部释放完。
据统计，绝大部分的市售应急灯连续照明时间为2～3小时，而在宾馆、学校、居民楼内、公共场所等场所使用的应急灯，往往是用于市电停电后，人员流动时的应急照明，而用于紧急疏散时的应急照明概率相对较小。
在市电停电2～3小时后，应急灯储存的有限电量已基本释放完，无法满足停电2～3小时后行人通过时的应急照明需要。
以上这些都留下了安全隐患。因此，开发一种针对延长应急灯照明时间的控制系统十分必要和迫切。
一、控制系统介绍
本系统由主控模块（由STC15W408AS芯片及外围元件组成）、电源模块（含直流升压模块）、日光检测模块、微波感应模块构成。仅需在现有应急灯PCB板上寻找一个高电位点，该点电位必须在断电后变为低电位，将该点接入本系统中的主控模块后即可（用于检测市电是否处于断电状态）。改造后可实现应急灯是否处于应急照明状态将受到光线检测模块和微波感应模块的双重控制。即在市电断电后，当白天或光线较强时，在日光检测模块控制下，应急灯不工作;当夜晚或光线较暗时，日光检测模块才开始工作，但若微波感应模块没有感应到移动的人体生物信号，应急灯依然不工作。只有在市电断电情况下，当日光检测模块开始工作，且微波感应模块感应到移动的人体生物信号后，应急灯才处于应急照明工作状态。这样就充分的利用了电源，让电源发挥出了最大的效果。
二、控制系统原理
2.1主要模块简述
主控制模块采用STC 15W408AS芯片编程，微波人体感应模块采用5.8GHz直流型雷达微波感应开关，为多普勒雷达技术的主动式自动感应控制产品，采用平面天线发射及接收回波，适合恶劣环境使用。直流升压模块采用CE8301系列芯片为核心的成熟电路，性能优于一般的模块
2.2电路的控制程序
#include
sbit Led10=P1^0;
sbit Led11=P1^1;
sbit Led12=P1^2;
sbit Signal=P1^3;
sbit Guangmin=P1^4;
sbit Weibo=P1^5;
sfr? P1M1=0x91;
sfr? P1M0=0x92;
/*
本程序主要是通过15w408AS芯片实现控制
*/
//延迟函数
void delay（int i）
{
int j=0;
int m=0;
for（m=0;m<i;m++）
{
for（j=0;j<125;j++）
{}
}
}
//主函數
void main（）
{
int k=0;
//P10，P11，P12，设置为输出，其他为输入
P1M1=0xf8;//0x1111 1000;
P1M0=0x00;//0x0000 0000;
for（k=0;k<4;k++）? ?//系统检测是否正常
{
Led12=！Led12;
delay（2000）;
}
for（k=0;k<4;k++）? //应急灯检测是否正常
{
Led10=0;
Led11=0;
delay（2000）;
Led10=1;
Led11=1;
delay（2000）;
}
while（1）
{
Led10=1;
Led11=1;
//如果断电以及天黑，同时微波传感器检测到有人，应急灯亮
if（（Signal==0）&&（Guangmin==1）&&（Weibo==1））
{
Led10=0; ? //两路输出亮
Led11=0;
delay（6000）;
}
}
}
2.3 工作原理概述
当市电正常供电时，由于应急灯本体PCB板上选取的高电位点呈现高电位，该高电位点向本系统输出高电位，故本系统不工作，而应急灯处于正常的充电状态。
当市电处于断电状态时，不添加本系统的应急灯，无论是否有人通过，均处于放电状态（应急灯照明点亮），这就造成应急灯仅有的 “微量”储存电量被浪费。而添加了本系统的应急灯，在市电断电后，应急灯本体的应急电源（一般为直流1.5V或3V）将通过以CE8301系列芯片为核心的升压模块，将应急电源电压升为直流5V，为以STC15W408AS芯片为核心的主控制模块提供工作电压。同时，由于应急灯本体PCB板上选取的高电位点随着市电的断电而呈现低电位，向主控制模块输出低电平信号A，完成本控制系统工作所需的第一个采样信号采集。
这时，如果市电断电是在白天，正常的光照强度能够满足通行要求，日光检测模块向主控制模块输入低电平信号，主控制模块不工作，应急灯不亮。只有市电断电且光照强度不能够满足通行要求时，日光检测模块向主控制模块输入高电平信号B，则完成本控制系统工作所需的第二个采样信号采集。
在市电断电后，无论光照强度是否能够满足通行要求，在沒有移动人体通过（或人体静止时），微波人体感应模块向主控制模块输入低电平信号，主控制模块不工作，应急灯不亮。只要有移动的人体通过，微波人体感应模块向主控制模块输入高电平信号C，则完成本控制系统工作所需的第三个采样信号采集。
只有当三个采样信号A（低电平）、B（高电平）、C（高电平）均满足条件时，主控制模块才输出高电平，触发应急灯LED照明控制，使应急灯工作。当三个采样信号A（低电平）、B（高电平）、C（高电平）其中之一不满足条件时，主控制模块均输出低电平，应急灯不工作。
三、本系统的特点
（1）本系统通过光线强弱和人体微波两个自然物理量对应急灯是否处于应急照明状态进行控制，可有效节约应急灯储存的电量，使其有限的电量用在需要的场合。
（2）本系统对温度、湿度、烟雾、粉尘不敏感，不受温度、湿度、烟雾、粉尘的影响。即使在高温、高湿、高粉尘、高烟雾的环境下，也能可靠工作。
（3）本系统采取了在应急灯PCB板上引出高电平并通过直流升压模块升压的方法，满足了各控制模块对电源的需求，简化了整体控制电路对电源的要求。
（4）根据实验测试，增设本控制系统后可使应急灯待机和工作时间延长5倍左右。极大地提高了应急灯的“应急”效能。
四、安装与调试
（1）安装时，需根据现场光照情况，采取现场配作的方式，在原应急灯外壳上钻一个Φ5mm的孔，用于将光敏电阻感光探头伸出应急灯外壳，以便灵敏探测光线的变化。
（2）安装时，根据微波感应模块需覆盖探测范围，在原应急灯外壳底板上适当的位置钻Φ2mm孔，用于安装微波感应模块支架（自制），使微波感应模块置于应急灯外壳之外，同时在现场调整微波感应模块的实际覆盖探测范围。
五、结束语
本系统的设计也可用数字电路来实现，这里所阐述的方案虽然使用了传感器技术，但仍然属于“传统控制”技术范畴，仅仅是抛砖引玉，目的是说明在安全工作中的“传统”向“智能”迈进过程中，不但要密切关注、紧盯“新工科”所涉及的以互联网和工业智能为核心的相关专业技术的运用，仍需关注对现有传统产品中使用“传统控制”技术的安全设施、设备的“智能化”升级改造，在满足使用的前提下，可以大幅节约成本。目前，该控制系统获得国家实用新型专利（专利号：ZL2020 2 1249307.2）
参? 考? 文? 献
[1]王欣欣，包晓东，史航，张玉涛，任战勇. 消防应急灯检验结果中发现的几个问题及建议[J]. 中国住宅设施. 2018（6）
[2]楼然苗，胡佳文，李光飞，李良儿，刘玉良，俞红杰.51系列单片机原理及设计实例[J]. 北京航空航天大学出版社. ISBN 978—7—5124—0079—5
[3]张月华，曹月真. 基于CD升压模块的高增益直流变换器[J]. 电气传动.2019（3）
