教室LED照明节能智能控制系统的研究与应用--开题报告

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1、基 于 术 的 无 线 定 位 系 统 研 究 （ 开 题 报 告 ） 1基 于 术 的 无 线 定 位 系 统 研 究电 信 120 （ 25120200） 周 志 远摘 要 ： 本 次 选 择 机 的 主 控 芯 片 作 为 教 室 智 能 控 制 器 ， 通 过 热释 电 红 外 传 感 器 感 应 从 而 能 判 断 出 教 室 内 有 人 无 人 ， 通 过 光 敏 电 阻 感 应 教 室 内 的 光 线 强度 ， 实 现 对 教 室 内 灯 光 的 智 能 控 制 ， 避 免 了 教 室 用 电 的 大 量 浪 费 。 本 文 详 细 阐 述 了 系 统的 软 件 设 计 过 程

2、， 采 用 模 块 化 的 编 程 思 想 ， 使 用 编 写 源 程 序 ， 实 现 教 室 的 节 能照 明 功 能 。该 系 统 具 有 体 积 小 ， 控 制 方 便 ， 可 靠 性 高 ， 专 用 性 强 ， 性 价 比 合 理 等 优 点 ， 可 以 满足 各 类 大 、 中 专 院 校 教 室 灯 光 控 制 的 要 求 ， 很 大 程 度 的 达 到 节 能 目 的 。关 键 词 :教 室 智 能 照 明 ； 软 件 设 计 ； 热 释 电 红 外 传 感 器 ； 智 能 控 制1 研 究 背 的 主 要 目 的 和 意 义中 国 经 济 在 持 续 多 年 高 速 发 展 后

3、 的 今 天 ， 能 源 问 题 日 益 突 出 。 虽 然 我 国 能 源 总 储 量占 据 之 首 ， 但 由 于 我 国 人 口 众 多 ， 所 以 人 均 储 量 少 ， 单 位 产 值 的 能 耗 是 发 达 国 家 的 3 能 源 问 题 已 成 为 制 约 我 国 国 民 经 济 发 展 的 关 键 问 题 。 从 环 境 和 自 然 资 源 角 度 出 发 ，能 源 问 题 也 是 我 国 长 期 可 持 续 发 展 战 略 中 一 个 重 要 关 键 因 素 。 此 外 ， 能 源 问 题 不 仅 关 系经 济 发 展 和 环 境 生 态 ， 在 特 定 情 况 下 还 会

4、对 社 会 稳 定 有 很 大 影 响 。 随 着 社 会 经 济 和 科 学技 术 的 快 速 发 展 ， 人 们 的 生 活 水 平 也 在 不 断 提 高 ， 导 致 用 电 负 荷 的 加 剧 ， 又 由 于 世 界 性的 能 源 危 机 ， 能 源 缺 乏 以 成 为 世 界 所 面 临 的 严 峻 问 题 。 中 国 城 市 每 年 用 于 公 共 照 明 的 能源 支 出 高 达 280 多 亿 ， 节 能 空 间 巨 大 。 其 中 路 灯 照 明 能 耗 占 30%以 上 。 发 展 城 市 道 路 照明 的 同 时 ， 路 灯 以 供 街 道 照 明 以 外 ， 还 大 力

5、 兴 建 了 很 多 的 景 观 照 明 亮 化 工 程 ， 美 化 城 市的 夜 景 ， 但 同 时 也 带 来 了 能 耗 的 极 大 浪 费 。 据 统 计 2010 年 ， 我 国 全 社 会 的 总 用 电 量 将超 过 5000 亿 kWh， 新 增 照 明 用 电 2000 亿 kWh。对 高 等 院 校 ， 据 测 算 ， 其 照 明 耗 电 占 本 单 位 所 有 耗 电 的 40% 左 右 ， 可 见 在 对 教 室灯 光 进 行 自 动 控 制 ， 其 节 能 效 益 和 经 济 效 益 都 是 相 当 可 观 的 。 由 于 大 学 是 开 放 型 的 管 理模 式 ，

6、 加 上 全 员 节 能 意 识 淡 薄 ， 教 室 无 人 时 照 明 灯 一 直 长 明 ， 造 成 电 能 的 巨 大 浪 费 ， 由此 提 高 教 室 用 电 效 率 实 现 智 能 控 制 就 成 为 首 要 考 虑 的 问 题 。目 前 对 灯 光 的 智 能 控 制 ， 尤 其 是 我 国 教 室 灯 光 的 智 能 控 制 尤 为 缺 乏 和 不 完 善 ， 依 然是 传 统 式 的 人 工 管 理 。 （ 如 华 东 理 工 大 学 梅 陇 校 区 教 室 在 白 天 无 人 时 日 光 灯 依 旧 开 启 ）基 于 术 的 无 线 定 位 系 统 研 究 （ 开 题 报 告

7、 ） 2各 类 大 、 中 中 专 院 校 不 断 扩 招 ， 教 室 不 断 扩 建 ， 教 室 用 电 负 荷 不 断 增 加 ， 教 室 用 电 管 理不 善 ， 造 成 学 校 电 能 浪 费 ， 经 济 损 失 ， 这 种 浪 费 与 当 今 的 节 能 理 念 相 违 背 。 再 者 ， 现 代自 动 化 程 度 不 断 提 高 ， 计 算 机 技 术 的 普 及 ， 灯 光 的 管 理 也 朝 着 自 动 化 、 智 能 化 方 向 发 展 。于 是 ， 开 发 简 便 、 实 用 的 教 室 灯 光 自 动 化 控 制 系 统 便 具 有 重 要 的 现 实 意 义 。 究 的

8、 现 状目 前 ， 国 内 照 明 大 力 采 用 高 效 照 明 产 品 代 替 传 统 低 效 率 照 明 产 品 实 现 节 能 ， 大 力 推行 绿 色 照 明 工 程 ， 大 量 运 用 节 能 技 术 ， 不 断 推 出 绿 色 光 源 和 节 能 电 器 ， 采 用 大 量 的 节 能灯 具 ， 装 备 新 技 术 ， 尤 其 以 照 明 改 造 为 国 家 大 力 推 行 。现 阶 段 ， 世 界 各 国 都 在 采 取 不 同 的 方 式 来 节 约 能 源 ， 节 约 电 能 。 司 推 出 的 离 子 体 灯 替 换 传 统 照 明 ， 节 能 效 果 能 达 到 50%

9、， 飞 利 浦 照 明 公 司 和 司 也都 在 大 力 研 究 ， 芯 片 光 效 由 以 前 的 100提 升 到 150,丹 麦 的 房 屋 建 设 就对 节 能 有 很 多 的 要 求 ， 并 且 居 民 入 住 有 节 能 装 置 放 置 时 ， 要 支 付 的 费 用 比 没 有 节 能 方 案房 屋 高 出 8%。 单 纯 的 光 源 节 能 加 上 有 效 智 能 照 明 控 制 会 让 节 能 的 空 间 大 力 提 升 ， 研 究 智能 照 明 控 制 系 统 是 是 现 在 的 发 展 趋 势 ， 综 合 了 照 明 、 自 动 化 控 制 、 计 算 机 技 术 、 电

10、 力 电子 技 术 和 互 联 网 +的 的 结 合 ， 通 过 充 分 利 用 自 然 环 光 来 减 少 人 工 照 明 带 来 的 能 源 消 耗 ，真 正 实 现 情 景 化 、 自 动 化 、 人 性 化 的 智 能 照 明 技 术 。 常 见 的 照 明 控 制 系 统 有 飞 利 浦 公 司下 属 的 邦 奇 能 照 明 控 制 系 统 ， 该 系 统 主 要 由 调 光 模 块 、 开 关 模 块 、 控 制 面板 、 液 晶 显 示 触 摸 屏 、 智 能 传 感 器 、 编 程 插 口 、 时 钟 管 理 器 、 手 持 式 编 程 器 和 控机 等 部 件 组 成 。 采

11、 用 络 连 接 ， 一 个 分 布 式 智 能 化 网 络 ， 使 用 协 议 。 以 施 耐 德 公 司 为 主 的 使 用 的 照 明 控 制 系 统 ， 是 一 个 二线 制 的 总 线 型 式 的 智 能 控 制 系 统 ， 系 统 所 有 的 单 元 器 件 （ 除 电 源 外 ） 均 内 置 微 处 理 器 和存 储 单 元 ， 由 一 对 信 号 线 （ 双 绞 线 ） 连 接 成 网 络 。 每 个 单 元 均 设 置 唯 一 的 单 元 地 址 并 用软 件 设 定 其 功 能 ， 通 过 输 出 单 元 格 控 制 各 回 路 负 载 。 输 入 单 元 通 过 群 组

12、地 址 和 输 出 组 建立 对 应 连 接 。 当 有 输 入 时 ， 输 入 单 元 格 将 其 转 变 为 在 总 线 上 广 播 。所 有 输 出 单 元 接 收 并 做 出 判 断 ， 控 制 相 应 回 路 输 出 。 快 思 聪 为 主 的 是 装 系 统 ， 系 统 由 总 线 、 总 线 电 源 、 智 能 传 感 器 （ 光 线 传 感 器 、 模 糊 开 关 、时 间 控 制 器 、 移 动 传 感 器 ） 、 智 能 开 关 驱 动 器 和 其 他 智 能 元 件 （ 逻 辑 模 块 总 线 耦 合 器 ）构 成 。 每 个 元 件 就 是 节 点 ， 这 些 节 点

13、连 接 在 一 根 2芯 双 绞 线 介 质 的 总 线 上 ， 不 分 主 从 隶属 关 系 实 现 相 互 之 间 的 通 讯 从 而 实 现 控 制 和 被 控 制 。2 文 献 综 述基 于 术 的 无 线 定 位 系 统 研 究 （ 开 题 报 告 ） 统 设 计 要 点照 明 作 为 教 室 智 能 控 制 的 子 系 统 之 一 ， 它 对 教 室 智 能 控 制 的 舒 适 性 、 经 济 性 、 方 便性 具 有 重 要 的 意 义 。 利 用 人 体 的 存 在 信 号 和 环 境 光 信 号 的 识 别 和 智 能 判 断 ， 可 以 有 效 的对 教 室 照 明 进 行

14、 智 能 控 制 ， 避 免 了 教 学 大 楼 照 明 用 电 的 大 量 浪 费 。 本 设 计 以 作 为 控 制 装 置 的 智 能 部 件 ， 采 用 热 释 红 外 人 体 传 感 器 检 测 人 体 的 存 在 （ 没 人 时 教 室里 灯 全 关 ， 有 人 则 进 行 环 境 灯 光 自 动 感 应 进 行 下 步 行 动 ） ， 采 用 光 敏 三 极 管 构 成 的 电 路检 测 环 境 光 的 强 度 （ 照 度 达 到 时 灯 全 关 ， 照 度 不 够 时 灯 打 开 补 足 光 照 度 ） ； 在 特 殊 环 境及 要 求 下 （ 如 多 媒 体 教 学 和 电

15、影 文 学 欣 赏 ） 可 以 通 过 手 动 来 控 制 灯 的 开 关 。 一 号 按 钮 控制 手 动 与 自 动 ， 二 号 按 钮 控 制 灯 的 开 关 盏 数 （ 按 0次 没 灯 开 ， 按 1次 开 2盏 灯 ， 按 2次开 4盏 灯 ， 按 3次 开 8盏 灯 ， 按 4次 后 返 回 到 0） 。在 本 次 系 统 设 计 中 ， 设 计 方 法 的 选 用 是 系 统 设 计 能 否 成 功 的 关 键 所 在 。 硬 件 电 路 是采 用 结 构 化 系 统 设 计 方 法 ， 该 方 法 保 证 设 计 电 路 的 标 准 化 、 模 块 化 。 硬 件 电 路 的 设 计 最重 要 的 选 择 用 于 控 制 的 单 片 机 ， 并 确 定 与 之 配 套 的 外 围 芯 片 ， 使 所 设 计 的 系 统 既 经 济 又高 性 能 。 硬 件 电 路 设 计 还 包 括 输 入 输 出 接 口 设 计 ， 画 出 详 细 电 路 图 ， 标 出 芯 片 的 型 号 、器 件 参 数 值 ， 根 据 电 路 图 在 仿 真 机 上 进 行 调 试 ， 发 现 设 计 不 当 及 时 修 改 ， 达 到 最 终 的 设计 目 的 。 软 件 设