智能化照明控制系统论文终稿

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1、智能照明控制系统目录摘要11前言22发展背景23发展现状43.1目前各类智能照明系统43.1.1有线智能控制系统43.1.2电线载波控制系统 63.1.3无线智能照明系统63.2智能照明控制系统的发展方向84发展趋势95 结论9参考文献11摘随着社会的快速进步，人们希望生活的加舒适， 充分的享受生活。在传统的中， 越舒适的生活意味着能源的消耗越大。但是，随着整个人类社会的进步，富裕人口越来越 多，整个地球的资源已无法满足这种能源的巨大消耗，崇尚节约能源的低碳生活已是世界 的趋势。在传统的照明工程中，豪华的宾馆、酒店、商场、写字楼以及住等，其单位功耗远 远超过一般建筑。随着科技进步及人类环保、节

2、能观的加强 ,人们对照明领域给予 多的关注，促使照明控制技术突飞猛进的发展，且其应用也日广泛。智能化照明是随计算机、传感器、通讯、网络与自动控制技术而发展起来的综合技术， 正以惊人的速向各个专业领域渗透。智能化是任何电子产品必然的发展方向之一。智能 照明控制技术的发展可以随照明加电、节能、使用捷，在需要的时间给需要的地 方以最舒适和高效的照明，提升照明环境质。智能化照明是随照明进一步走向绿色和 可持续发展的重要方向。照明新光源和智能控制技术将在未来的低碳生活中起到决定性的 作用。随着社会的进步，建筑设计也向着舒适、安全和节能源的方向发展。智能照明系 统充分用电子技术、通信技术和计算机网络技术将

3、建筑物内的各种照明器具有机的连接 在一起，实现有效的管和控制。智能照明系统正是智能家居的趋势之一。针对传统照明 系统布线麻烦、节能效果差等缺点，我们设计开发基于 CAN总线技术的智能照明系统。 系统中的智能灯光节点能够根据外界光强自适应调整自身灯光，周期性采集室内光 强、有无人进出等环境信息，并及时响应用户的控制命。本文主要介绍智能调光系统 及设计过程中的关键技术环节，包括CAN总线技术的应用，系统网络设计、智能继电器、 控制面板、传感器和红外遥控技术，并描述智能调光系统的主要应用。关键词：照明控制技术，智能建筑，智能家居，CAN总线，智能继电器，智能调光，红外 遥控1前言随着信息控制技术的发

4、展,现代化建筑中的楼宇自控设备和同功能的系统越来越 多，越来越复杂。但无论何种建筑，也论该建筑的智能化程有多高,照明控制一直在其楼宇自控系统中占据十分重要的位置。目前，我国照明用电占建筑用电的20%-30%，该 项目是一种基于单片机89C51 和 CAN总线的智能照明系统硬、软件设计。该系统可根据对 光强的同需求，均匀调节环境内光照强，实现室内照明的人性化、个性化。传统的控制方法是将被控制的设备用连线引入控制室，这样仅造成电电缆铺设 过多,增加投资成本,而且还大大增加灯回的辐射干扰 ,对空间电磁环境造成污染。智能照明控制系统为现代化建筑楼宇照明提供新途径一微机型灯光控制系统。它 采用网络控制技

5、术，使得照明灯的电线可以再经过控制室 ，而直接引入顶棚或马道。 这种控制方法仅可以方地控制灯光的，还减少电线及相应设施投资 ，减少灯回的辐射干扰 ，而且可以使灯回采用母线方式布线 ，线规整 ，于安装维修。但 在目前使用的微机型灯光控制系统中，由于网络通信大多采用RS-232、RS-485、20mA电 环等通信方式，因而普遍存在通信距离短、数据传输速慢、误码高、可靠性差等问题。 CAN总线是现场总线的一种，具有通信速高、开放性好、报文短、纠错能强以及控制 简单、扩展能强、系统成本低等技术特点和一系优点。 CAN是一种多主总线，通信介 质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速可达 1MBPS。C

6、AN总线的微机灯光控制系统就是采用现场总线控制技术，构成全分散式微机灯光控 制系统，有效地解决微机型灯光控制系统的足。CAN总线所需的完善的通信协议可由CAN控制器芯片和接口芯片实现，大大低系统的开发难、组成成本 ，缩短开发周 期。该系统投资少、功能强、可靠性高、于扩展,特别适合大型的智能办公大厦对灯光 设备的控制需要。在市场上具有强劲的竞争。该课题的关键技术是CAN总线技术。CAN (controller area network)是-种有效 支持分布式实时控制的通信网络。 CAN总线控制器可工作于多种方式，并采用无损结 构逐位仲裁竞争方式向总线发布数据，它废除站地址编码，代之以对通信数据进

7、编码， 这可使同节点同时接收到相同的数#,使CAN总线构成的网络测控节点之间的数据通信 实时性强，并且容构成冗余结构，提高系统的可靠性和灵活性。当系统有错误出现多 节点同时向总线发送数据时，系统将会出现总线短， 损坏某些节点的问题，而且CAN节 点在错误严重情况下具有自动关闭功能，保证正会出现RS485网络中因个别节点出现问题，使得总线处于死锁状态。难点在于采用CAN总线技术组网，连接各种类型的照明控制装置， 来实现能管，实现照明的定时控制和按需求控制等功能。2发屐背景从20世纪60代开发白炽灯、荧光灯、高强放电灯所使用的电子调光器，到 20 世纪90代以来，国外以计算机技术为基础开发出灯光自

8、动调光系统、自动关停系统和自动补偿系统，也称“智能照明的新型照明控制系统，并已有定型产品得以好的推广 和运用，使建筑照明由传统控制走向计算机控制或无人控制的新领域。自1984美国建 成第一座智能建筑以来的十几中，在世界范围内，智能建筑以一种崭新的面貌和技术，还 速在各地展开。尤其是亚洲的日本、新加坡、台湾等国家和地区，为适应智能建筑的发 展,进大的研究和实践,相继建成一批具有智能化的建筑。照明系统经历以下几个方式：(1) 传统照明控制方式照明控制可分为开关控制和调光控制，调光控制又包括连续的调光控制和连续的调 光控制。按发光原划分，照明光源通常可分为热辐射光源和气体放电光源，其典型的光 源分别

9、为白炽灯和荧光灯。热辐射光源，即用电能使物体加热到白炽程而发光的光源； 气体放电光源，即用气体或蒸气的放电而发光的光源。对于热辐射光源来说，既可以实 现开关控制，也可以实现调光控制，只需要调节供给光源的供电电压即可调节光通的时 出。而对气体放电光源来说，实现调光控制并非那么简单，能简单的控制供给光源的供 电电压，这类光源有镇器， 220V工频电压经过整器后再给光源供电，要实现调光控 制，必须研制适应具体气体放电光源的匹配镇器。通过控制镇器的输出电压的频和 电压来调节光源的光通时出。传统方式对照明控制而言，简单，有效，直观。但它过多依赖控制者的个人能，控 制相对分散和无法有效管，其实时性和自动化

10、程太低。(2) 自动照明控制方式这种控制方式用数字控制技术来遥控灯具的开关。通常是控制中心发出信号，通过 直接数字控制器夹控制配电回中的交接触器的分合，从而控制配电回的通断，实现 灯具开关控制。采用该种方式，解决传统方式控制相对分散和无法有效管等问题，实 现照明控制的自动化但却无法实现调光控制功能。自动照明控制方式与传统照明控制方式相比，主要解决的问题是集中控制的问题，自 动化程相对提高，但由于 DDC系统本身固有的技术特点，使得DDC在照明控制系统中表 现出明显足，仅无法实现调光控制，而且也很难实现灯光场景等预设置和场景管等 功能。DDC系统的主要优点是于根据全局情况进控制计算和判断，在控制

11、方式、控制 时间的选择上可以统一调安排。足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处 能和极高的可靠性，当系统任务增加时，控制器的效和可靠性将急剧下。尽管集散控制系统逐步取代DDC系统，而且实现分散控制与集中管功能，但对于 底层的设备来说，仍然是传统的DDC技术，唯有把现场总线技术应用到现场设备级管后， 这个问题才能得到根本性解决。(3) 智能照明控制系统二十一世纪是一个网络化时代，数字控制技术断提高，网络化管正逐渐渗透至各 种传统控制系统中。进入二十世纪后，随着人民生活水平断提高，人们对十照明的要求 也发生很大的改变。尤其在一些中高档的建筑中，照明再单纯地为满足人们视觉上的 明暗效果，应具

12、备多种的控制方案，使建筑物加生动，艺术性强，给人丰富的视觉 效果和美感。二十世纪90代初，智能建筑己再简单地等同于楼宇设备自动管。在一些建筑 物中的重要场所，简单地开关控制己无法满足要求。人们开始追求多样化的照明控制方式， 使环境能体现出多种艺术效果。智能照明控制方式随照明自动控制再依赖于楼宇设备自 动管系统，真正实现照明控制的独。同时该方式仅具备开关灯控制，而且还能x对 光源进调光控制。它是一个集多种照明控制方式、现代化数字控制技术和网络技术于一 身的控制系统。它的出现和发展，随照明控制和维护管变得为简单，并为建筑照明提 供多种艺术效果。智能照明控制系统被越夹越广泛地接受和使用，这类产品和生

13、产商 是层出穷。正确的照明控制方式是实现照明艺术性和舒适性的有效手段，是节约能源的 有效措施。绿色照明是指所用照明产品高效、长寿命、节电、节能、低噪音、低谐波、 低电磁干扰。在照明设计中，台和正确地选用照明控制方式，仅是经济性和实用性的 好统一，也 是一个实现“绿色照明的重要环节。与传统照明控制相比，智能照明控制 系统功能强、范围广、自动化程高，实现照明的高层或智能管，提高工作效，节约 能源，而且能够延长灯具寿命，减少维护费用。随着智能照明技术的快速发展，智能照明 系统的水平将断提高和快速发展，并形成台、科学、高效的是实施策。3发屐现状在当今世界经济全球化和区域经济一体化的形式下，随着信息业和

14、计算机产业的高 速发展、人们物质与生活水平的迅速提高，人们对工作和生活环境的灵活性、高效性 和舒适性要求越夹越高，传统的工作、居住环境受到强有地挑战，人们对照明的要求 也越夹越高，传统的照明技术受到时代的强冲击，越夹越被时代所淘汰，能适应当 今时代低碳节能的要求。而现代照明技术发生深刻的变化，智能照明技术随之出现，并 迅速地向前发展，以致形成照明技术发展的一个重要趋势。智能照明控制系统是一个由中央控制器、主通信干线、分支、信息接口及控制终端等 部分构成，是一个对各区域实施相同的控制和信号采样的网络系统。智能照明的控制终端 由调光模块、控制面板、照动态检测器及动静探测器等单元构成，主控制器和终端

15、之间 通过信息接口等元件夹连接，实现控制信息的传输。3.1目前各类智能照明系统3.1.1有线智能控制系统通常采用一对双绞线作为通讯介质，所有系统控制单元由这对双绞线连接组成控制网 络，每个系统控制单元所发出的控制信号在整个控制网络进传播，各个系统控制单元 接收到控制信息后，则根据系统通讯协议的规定执相应的动作，从而实现智能网络控制。这种方案系统单元设计简单，由于采用的专用的双绞线作为通讯介质，所以具有抗干 扰性能强、通讯效果好，通讯稳定性高的优点。现对几种典型的有线智能控制系统进概 述：(1) DALI 系统DALI意为数字式可寻址照明控制接口标准，是一种专门的智能照明系统，它定义实 现各种智

16、能照明控制模块之间数字通信的接口标准。在欧洲有多家厂商研究开发符合DALI 标准的产品，DALI标准已被编入欧洲电子镇器标准。它支持“开放系统的概，只要 它们遵守DALI标准，同制造厂商的产品可以互连。DALI技术实现采用尽少的设备， 提供高效简操作的智能化照明控制方式。DALI 系统的性价比高于110V系统，低于复杂的总线系统。DALI系统可以通过DALI/110V 转换器实现对带有110V接口设备的控制，并可通过网关实现与其他总线控制系统的集 成(如BA系统)，故具有广泛的应用前景。(2) EIB系统EIB即欧洲电气接线装置总线智能控制系统，是为电气接线装置专业打的智能化控制 系统，照明系统是亥系统的一个组成部分。EIB总线系统作为欧洲安装总线标准，用一条双绞线作为控制总线，取代传统数 繁多的导线，随照明、调光、百叶窗