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1、摘要1前言21、绪论21.1智能家居照明发展现状31.2智能照明控制系统的优势32、智能家居的照明设计42.1照明方式和种类42.2智能照明控制方式42.3智能家居照明控制系统设计52.3.1系统的基本功能52.3.2智能控制52.3.3系统的基本结构62.3.4 各个房间的照明设计及要求73、智能家居照明控制系统硬件系统设计93.1控制器的选择93.2显示器件的选择93.3光照检测元件的选择103.4选择zigbee开发板进行无线组网和无线传输技术10四丶软件设计智能家居照明控制系统11五丶实验与调试125.1试验模拟装置的制作125.2实验模拟装置的调试12六、 结论和展望12谢词13参考
2、文献13摘要 随着科学技术的不断发展，人类社会迎来了电子信息时代。而智能家居照明控制技术随着智能化住宅的蓬勃兴起而飞速发展，成为照明控制技术发展的一个重要方向。因此，针对现有的智能照明控制系统的优缺点，根据人们的行为模式和住宅的光环境决定照明的控制规律，研究智能家居照明控制系统对提高人们的生活质量、节约能源和提倡绿色照明等具有十分重要的现实意义。 本论文主要从智能照明的发展现状、智能照明系统的优势、照明的方式和种类、智能家居照明控制系统设计、智能照明控制系统的控制方式等方面研究了家居式照明系统的设计的常用方法，并且给出了智能化住宅各房间的典型照明技术。同时指出在进行照明系统的计时，不仅要根据场
3、合的具体环境使照明系统能够实现视觉需求的光环境，同时要注意节约能源，实现绿色照明。 论文分析了现有的智能照明控制方式的控制原理及其优缺点，设计了基于家居环境的智能照明系统，并介绍了该系统的功能及软、硬件的设计方法。关键字：智能家居；照明控制技术；光环境；照明质量前言 既互联网技术之后，物联网作为一个信息技术综合应用的代名词，掀起信息产业第三浪潮，大国纷纷将其纳为重点领域，显而易见，它将影响到政治，军事，经济，环境等方方面面，必在未来极大地改变人们的生活。 “智能家居”，又称智能住宅，是通过采用先进的计算机技术、网络通信技术和综合布线技术，建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统
4、等组成的家庭服务与管理集成系统，从而实现全面、安全、舒适的居住环境以及便利的通讯网络家庭住宅。把与家庭生活有关的各种子系统有机结合在一起统一管理，使生活舒适、安全、和高效，具有良好的发展前景。随着科学技术的发展和物质生活水平的提高，人们对家居生活环境的要求也越来越高。家居不再是生活起居的场所，同时也是休闲、娱乐的地方。目前，高科技技术已经融入智能建筑当中，智能的概念也不断得到深化和更新。建设部要求根据不同消费者的需求，推动家居数字化、建筑智能化，产品便利化的发展，未来智能家居市场潜力巨大。智能家居是一个多功能的系统，它包括可视化对讲、家庭内部的安全防范、家电远程监控，远程视频监控、远程医疗诊断
5、及护理系统，网上教育系统、家庭影星系统等。智能家居的基本目标是将家庭中各种信息相关的通信设备、家用电器和家用安防等装置连接到一个智能化系统上进行集中或异地监视、控制和家庭事务性管理，并保 持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。随着人类的应用需求和住宅智能化的发展，智能家居系统将拥有更丰富的内容，系统也越来越复杂，功能也越来越齐全。 二十一世纪是一个网络化时代，数字控制技术不断提高，网络化管理正逐渐渗透至各种传统控制系统中。进入二十世纪后，随着人民生活水平不断提高，人们对十照明的要求 也发生了很大的改变。尤其在一些中高档的建筑中，照明不再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，
6、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。二十世纪90年代初，智能建筑己不再简单地等同于楼宇设备自动管理。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。智能照明控制方式使照明自动控制不再依赖于楼宇设备自动管理系统，真正实现了照明控制的独立。同时该方式不仅具备开关灯控制，而且还能对光源进行调光控制。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，使照明控制和维护管理变得更为简单，并为建筑照明提供了多种艺术效果。智能照明控制系统被越来越广泛地接受和使用，这类产品和生产商更
7、是层出不穷。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率、长寿命、节电、节能、低噪音、低谐波、低电磁干扰。在照明设计中，合理和正确地选用照明控制方式，不仅是经济性和实用性的良好统一，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、自动化程度高，实现照明的高层次智能管理，提高工作效率，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不断提高和快速发展，并形成合力、科学、高效的是实施策略。1、绪论1.1智能家居照明发展现状 智能家居是综合计算机、信息通
8、信等方面最先进的技术，使住宅内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等，实现住宅综合管理自动化、远程通信和办公事自动化的有效运作，并使这三种功能结合起来的家居环境。 随着智能建筑，特别是智能家居式建筑的出现，使建筑要求和设计方法跟传统的住宅比，大为不同。照明作为建筑不可缺少的部分，随着国际上智能家居的大量出现，与之配套的智能照明技术也迅速发展，并21世纪的照明技术发展的一个重要方向。预计在本世纪，人工智能技术在建筑和照明中的应用趋势将会进一步扩大。面对这一发展趋势，开发了不少智能照明设计，如智能灯具、智能照明控制与管理系统，包括在照明方面的计算机硬件和软件。此外计算机在照明设计和测试方面也得
9、到广泛地应用。澳大利亚邦奇公司开发的Dynalie智能照明控制系统，日本的智能照明建筑，特别是现代化办公室的智能照明技术等都值得我们研究与借鉴。1.2智能照明控制系统的优势 智能照明控制系统是指用计算机技术并辅助其他手段，对电力照明实行自动控制，提供合适照明环境的同时降低照明系统的电能消耗和其他使用费用。智能照明控制系统于手动照明控制系统相比有很多优点，包括创造环境气氛，改善工作环境、提高工作效率，良好的节能效果，延长光源寿命，管理维护方便等。创造环境气氛 使用智能照明系统，可以根据使用情况和住宅内的日光亮度来预设回路。可在回路中实现灯具的单独控制或成组控制，每个回路或灯具都可以设置为不同的亮
10、度级别，这些级别存储为“场景”，可以理解为一个房间或某一区的完整面貌。设置场景后，即可方便地使用墙上的控制面板或遥控器手动调用。可以根据定时器、日光传感器和使用情况自动调用这些场景，使其达到丰富的艺术效果。改善工作环境，提高工作效率 智能照明控制系统以调光模块控制面板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，这种控制方式有效地解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头晕脑胀、眼睛疲劳的感觉。良好的节能效果 智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制组件，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
11、利用室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点亮到要求的亮度，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。延长光源寿命 智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备了电压限定和WE流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。智能调光器慢慢地把灯光调亮到一个设定的水平。刚打开灯时，这是相当重要的。在这一点上，白炽灯由于灯丝的热冲击易于失败。通过把灯慢慢地调亮到设定的水平，也被称为“软启动”，避免了冲击电流对光源的损害，可以相当多的延长灯泡的寿命。降低灯泡的亮度也可以延长灯泡的寿命。减低10%的亮度，灯泡可以延长一倍的寿命，而减少50%,可以延长到20倍以上
12、。还可以实现“软关断”，灯光慢慢地熄灭。当切换场景时，灯光的变化是渐变的，使人们不会有突然变化的感觉，充分考虑到人眼对灯光的亮度的适应性。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，可以降低照明控制系统的运行费用，管理维护也变得简单。 管理维护方便 智能照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，照明预置场景的信息存储在内存中，这些信息的设置和更换十分方便，使建筑物的照明管理和设备维护变得更加简单。例如在客厅中，可根据时间设定晚上11点后，场景照明自动切换到睡前场景照明。睡觉前还可以从集中显示器中查看各房间的灯是否关闭。2、智能家居的照明设计2.1照明方
13、式和种类（1）照明方式 照明方式是照明设备按照其安装部位或使用功能而构成的基本制式。它分为一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明四种。（2）照明方式的确定 要在满足照明舒适性的前提下节约能源，住宅中必须根据照明的功能目的采取合理的照明方式，一般照明结合局部照明便可获得良好的照明光环境。例如卧室，卧室主要是休息场所，当进行一般的活动(整理床铺、折迭衣服、交谈)时，可只打开一般照明，照度为50lx左右。但当坐在梳妆台前化妆时，如只打开卧室中央的吸顶灯，灯光可能从背后或侧面射来，脸上不能获得应有的照度，显得脸色晦暗。如果在梳妆台上方可设置局部照度(300lx)，并控制眩光的角度，不让光线直射入眼
14、，就可以达到很好的效果，不用时可以关闭，灵活、方便。一般人睡觉前会有床上阅读的习惯，可在床两侧的床头柜上设置台灯，或在床的上方设置壁灯，并可单独控制。 总之，在需要高照度的场所，尽量采用局部照明。尤其住宅中是以环境照明为主，如果都以高照度的标准设置室内的平均照度，不仅浪费有限的资源，而且达不到应有的照明要求。（3）照明的种类 一般包括正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明这五种。在本设计中主要采用正常照明，各种照明的具体定义及适应范围这里不在详细的介绍。（4）电光源的选择 选择光源以优先选用光效高、寿命长、节约电能的光源为原则，结合环境特点及工艺要求综合考虑。2.2智能照明控制方式智
15、能照明控制手段多样，分述如下。（1）定时控制通过时钟管理器、定时器等电气元件，实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具时间上的不同控制。定时控制有两种，一种是相对时间间隔来控制，一种是根据天文时间控制。（2）开关控制、调光控制由控制中心自动或就地控制面板对灯光进行启闭控制。（3）照明亮度自动调节控制利用照度动态检测器等电气元件，通过开关控制或调光控制，实现对照明灯具的自动控制，使该区域内的照度不会随日照等外界因素的变化而改变，将照度自动调整到最适宜的水平。（人工照度=照度标准-天然照度）（4）场景控制通过每个调光模块和控制面板等电气元件，对各区域内正常工作状态的照明区域的场景切换控制。（5）动静探测控制通过每个调光模块和动静探测器等电气元件，实现对各区域内正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。（6）手动遥控器控制在正常状态下通过红外线遥控器，实现对各区域内照明灯具的手动控制和区域场景控制。（7）自然光源利用控制调节有控光功能的建筑设备(如百页窗帘)来调节控制天然光，还可以和灯光系统连动。当天气发生变化时，系统能够自动调节，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内的照度维持在预先设定的水平。（8）应急照明控制智能照明控制系统对特殊区域内的应急照明实现控制，使得在正常状态时按一般工作照明灯具进行控制，应急状态
