式中P 为固定参数，调节ΔEM只能通过调节ΔI。ΔI 的调节，选择使用相关二级调节。所谓相关二级调节，就是指在调节某处照度时，首先将该处照度差值与相邻两处照度差值相关， 找出相关性，再予以调节。为了在程序中容易实现，相关正负关系足以达到设计需求。其次，在调节时，根据相关结果，予以分级调节。以图3 为例，进行说明。
由式3，可知M6处所测的照度数据与L2成反比。故调节时，以M6为圆心，分别以光源距M6距离中最近的二个两个距离为半径画圆。 所谓二级调节，是指调节时，第一级调节也就是重点调节距传感器最近光源，其次第二级调节时依据相关性调节第二个圆所交传感器。举例说明，假设，ΔEM6为负，ΔEM4为正，ΔEM7为负。由于ΔEM6为负，首先增加A7的光强I7，增加量为ΔI7。第二步，将ΔEM6、ΔEM4、ΔEM7相关，可知，第二级时，只增加A8的光强I8，增加量为ΔI8。其增加量关系应为：
2. 3 光源光通量调节控制
目前调节光强的方法主要有两种，一种是调功，一种是调压。本
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设计采用后者调压的方式。硬件实现上我们采用将市电通过整流电路转换为直流电流，后将直流电流通过逆变电路转化为交流电供光源使用。我们通过控制逆变电路实现对电压的控制。该部分很多资料已涉及，故不是本文讨论重点。
对其电压的控制量变化，是通过软件设计是实现的。将正弦波等分为256 份，将一份作为一个调节因子，调节过程中，依据逻辑运算单元得出的数据乘以调节因子，并对逆变电路实施控制，从而达到调节光源光通量的目的。 3 、智能照明系统方案
依据以上理论计算分析，为了实现照明系统的智能化控制目标并使照明系统光照均匀稳定，本系统采用闭合反馈的方式来实现光照度的自动调节。 3. 1 方案原理
为了对室内各处照度，进行实时监控，因此采用如文中的“2. 1 智能化照明的实现”中的（1 ）处提及的分布，使用传感器进行实时照度采集。将采集到数据通过智能控制单元，予以实时控制，其原理如图4 所示：
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上图仅以一路信号说明处理情况，其余各路处理方式与此路相同。我们首先使用传感器将光信号采样成8 位256 级的数字电信号，由低到高分别表示光线由暗到明。将光亮度分为256 级，首先是由于数字信号在后续处理中较为方便， 其次是因为256 个级别在人的感知中是一个连续渐变的过程，不会产生跳跃的亮度差。之后将连续采集到的N 组数据进行叠加，把叠加得到的数据送入逻辑判决，得到差异化数据。调整控制单元将这些差异化数据分析并执行相应子程序，得到执行调节单元所需信号。调节控制单元将得到的控制参数输出给执行控制单元。
3. 2 方案实现
本系统由中央处理单元、采样单元、控制单元、电源管理单元和人机输入单元4 个单元组成。该系统可以智能的调节区域性的光照度，克服了上文提及的传统照明系统的缺点。具体设计如图5 所示： 光信号采样单元，主要完成的是将光信号转换为可供单片机识别的数字电信号。该单元以光敏电阻为核心，配以外围电路。光照度通过光敏电阻转换为连续的电流信号，在通过A /D 将电信号转为8位宽度的数字信号，供后续电路的处理。
ZigBee 无线传输单元，主要完成的是将中央处理单元与采样单元、控制单元之间的数据传输。采用ZigBee 无线网络传输信号的优点一是当采样单元过多时，省去了系统过多的繁杂布线，使环境美观整齐; 优点二是有利于控制面积的增加; 优点三是借助ZigBee 超强的可扩展性，可以很方便的通过ZigBee 的节点并入更多的控制系统，实
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现系统的纵向扩展。
中央处理单元，主要完成的是将采样得到的数据与系统设定数值进行逻辑运算，输出控制单元所需数据。该单元主要由80C51 构成，以C 语言基础完成控制算法，实现逻辑控制。采用单片机构成的中央处理单元可以灵活的改变系统照明方式，还可通过修改程序提高系统的生命力。我们将设定的照度数据存储与外部RAM 中， 让单片机访问外部RAM 来修改程序中的系统变量。
人机输入单元，是为了实现人工可调照度及工作模式而设置的。通过按键改变系统的变量，将输入的数据存储于外部RAM 中， 并以中断的工作模式介入主程序的运行，实现工作模式的改变。
电源管理模块，为各个单元提供所需电压，保证系统的正常稳定的运行。
4 、软件实现
该系统软件设计部分主要分为两个部分： 照明模式选设和逻辑调光。照明模式选取，也就是建立照明模式的过程。在用户选设（ 即可选择系统所存储照明模式，也可自行设定照明模式） 照明模式后，系统根据照明灯具和传感器分布情况，建立照明模型。依据照明模型，设定照度矩阵行列式，将所设定的数据作为逻辑调光的参数， 存储于外部RAM 中。逻辑调光部分，将外部采样得到的数据与设定的参数做逻辑运算，依据上文中提及到的智能调控方案，施行二级调控，以达到用户要求。
系统软件流程主要分为三部分程序组成： 主程序、中断程序、调
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控子程序。主程序流程如图6 所示：
主程序是一个无限循环的程序。开机后，系统首先进行初始化，并读取外部RAM 中的上次存储的模式设置参数。在判断得知用户无需修改照明模式后，读取传感器所得数据，将此数据与所设参数做逻辑运算。得出结果后，进行分级调控。首先进行第一级调控，对整体光源光通进行初次调整。将调整后的照度数据进行相关处理，实施第二级调控，局部光源的微调。此时在数据计算上的精度要求应大于第一级调控时所需的数据精度。
中断程序主要是处理人机交互信息。用户通过中断程序将选取的模式信息告知系统，系统予以处理。
调控子程序主要完成对所要控制光源进行参数修正。依据逻辑相关出来的信息，调控子程序顺序的输出光源调整因子，调节光通。第一级调控子程序作为初调，其调节幅度略大于第二级调控子程序调节的幅度。 5、 结束语
本文通过对照度信息的分析，得出光通对照度的影响，并提出分级调光的方案，给出了实现原理。在调光系统中引入了智能控制的概念，构建了以80C51单片机为核心的智能控制单元，给出了一套智能控制算法。与传统的控制方法相比，本控制方法具有照明模式丰富、可扩展性强、人机交互性好等特点。
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基于光传感器实现智能化照明控制设计方案
