图书馆照明控制系统设计-电气专业毕业论文.docx

1、 长春光华学院毕业设计图书馆照明控制系统The design of Lighting Contro1 System for the library学生学号： 学生姓名： 张竞文 专业班级： 电气 指导教师： 图萍给 职 称： 长春光华学院起止日期： 长春光华学院 Changchun Guanghua University长春光华学院第 1 页目录长春光华学院第 2 页图书馆照明控制系统设计描要: 本文介绍了基于单片机AT89S51的图书馆照明控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今比较成熟的传感技术和单片机定时控制技术,利用多参数来实现对学校图书馆照明的控制。 系统设计包括

2、硬件设计和软件设计两部分。该照明控制系统的主控制器是以 AT89S5l单片机为基础,实現了通信、信号采集、控制等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括:环境光照度信号取样电路、人体信号采集电路、继电器驱动电路以及信号处理电路等。对于软件一设计主要有主控制器的数据传输程序设计以及灯光控制、延时控制、A/D转换等程序设计。工作时,光信号取样电路采集光照最弱、人体信号采集电路采集室内是否有人信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明长春光华学院第 3 页设备进行开关操作,从而实現智能照明控制,以送到节能的目的。关键词：智能控制,热释红外,传感器.单片机, 定时控制The d

3、esign of Lighting Contro1 System for the libraryAbstract: This article desiribes Library Based on Single- Chip Microcomputer at89s5l Lighting Control System and its principles, proposes effective energy- saving control-method.The system uses the current sensing technology is more mature and timing o

4、f single .chip computer contro1 techno1ogy using multiple parameters to achieve control over lighting in the school liblary.System design includes hardware, design and software design of two parts. The Master 0f lighling Contro1 System is based on the at89s51 single chip,enabling communication,data

5、accquisition,contro1,and other functiolns.The text of the control circuit are described in detail in the design process,including: ambient light signa1 sampling circuit,the bodys signal acquisition .circuit,the relay driver circuit and signa1 processing circuit and so on.Software Design for data tra

6、nsfer program, as we11 as the main controller lighting control, Timer control, a/d control program design.Work, the optica1 signa1 Sampling Circuit capture,light, strong or weak, human acquisition of signal acquisition Circuit Indoor If anyone, whether working for the information and send a signal t

7、o the 长春光华学院第 4 页SCM, single- chip Mircomputer based on this information by contro11ing circuit for lighting switches, enabling Intelligent Lighting Contro1, to achieve energy- saving purposes.Keywords: lntelligent Control;0utside;Sensors;SCM;timing Contro1引 言随着国民经济的快速发展和社会进步, 教育在全社会越来越被关注和重视,长春光华学院

8、第 5 页校国规模也随着受教育者的数量增加而不断扩大。但由于学校开放型的管理模式, 高校的教室在白天室内照度很高的情况下, 仍然普通存在开灯作业,即使室内无人或人数很少的情况下, 也是全部开启室内照明,绝不会有师生因为只有少数人而仅开几盏灯。长明灯比比皆是,人走不关灯的现象到处存在。这种有形和无形的消费, 给校方的水电支出带来了沉重的负担 学校的水电支出约占全校经费支出的l/4-1/5, 电费支出占据较重比例 。能源短缺是2 1世纪国际面临的新课题。在寻找新的能源之外,节约能源,提高效益也就成为了我们研究的课题。所以学校如何来节省电力能源也成为下一个迫切需要解決的问题。从节约资源、对社会贡献、

9、节省高校经费支出和学生的健康等多方面考虑,高校教室照明的节电问题不得不提到重要的议事目程上来 。智能控制技术发展方向主要有基于人工智能技术的智能控制方向、智能控制的模糊控制方向和智能控制的人工神经网络控制方向, 在智能控制的人工神经 网络控制方向上, 基于人工神经网络和模糊逻辑有机结合的神经模糊技术, 已成为近年来的一个热门课題 。“智能建筑 是综合计算机、 信息通信等方面最先进的技术, 使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盜、运输设备等,实现建筑物综合管理自动化、远程通信和办公自动化的有效运作, 并使这三种功能结合起来的建筑。人工智能技术在建筑与照明中的应用趋势不断扩大。正如英国的Glas

10、gow市报指出: Glasgow正在成为一个研究和发展太空时代 智能建筑的国际组织的神经中枢区在智能建筑中的智能照明、供热、空调、通讯及办公设备将全部由电子计算机进一行控制与管理面对这一发展趋势,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到广泛应用。澳大利亚邦奇开发的Dynalie智能照明控制系统, 美国的智能照明建筑, 特别是現代化办公公司的智能照明技术等都值得我们研究与借鉴。长春光华学院第 6 页智能照明控制系统是指用计算机技术并辅助以其它手段,对电力照明实行自动控制,提供合适照明光环境的同时降低照明系

11、统电能消耗和其它使用费用。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。智能照明控制系统主要由输入装置、处理器和执行器三个部分组成. 输入装置可以不断检测周围环境的照度水平,可以探测到某个区域是否有人移动, 以及输入人们的控制指令, 并把相应的信号传送给处理器。输入装置包括传感器、 定时装置和控制面板或遥控器。处理器接受输入装置的信号,经过信息处理、判断、分析,输出控制信号。执行器与灯具直接连接, 控制灯光回路的闭合或断开和调节灯光到相应的水平,包指一手动开关。澳大利亚邦奇开发的Dynaiite

12、分布式智能照明控制系统的特点是模块化结构和分布式控制, 各功能模块之间通过网络总线直接相互通信,当系统中某个模块出现故障时不会影响其它模块,可靠推性高 。美围 IC& D智能照明控制系统是一套由计算机微处理器控制的低压继电电器配电盘组成, 按照客户対室内外照明的具体要求, 设定照明 控制的时间、 区域、方法来控制每一个独立的回路, 也有手动开关直接控制。国内生产的真善美智能照明系统具有集中控制、 多点操作、 集中显示、停电自锁、免打扰、遥控功能等智能功能,使家居生活更加方便和舒适 。但是,国内外智能照明系统的研究存在着如下问题:(1)、现有国外智能照明系统主要控制照度这个数量指标, 国外的研究

13、主要集中于办公室照明 , 以节能为主要目的,但据照明科技最新研究成果表明,长春光华学院第 7 页非定量指标(如舒适性和艺术性等)对室内照明光环境质量影响更大。(2)、国内一些智能照明控制系统能够实現集中控制和集中显示,具有一定的智能性,但其只能控制房间中的一个灯或一组灯的开关, 不能实现场景控制, 也不能对灯光的亮度进行调节,不能产生多种照明数果。(3)、针対住宅照明光环境研制的智能照明控制系统产品很少,还有很大的开发前量。目前常用的节电方式为手工控制,声控型,太阳能灯等。手工方式操作起来不灵活,费时费力。声控型往往判断不准确,不需要的时候也也会经常亮。太阳能设备投资比较大,且容易受光照强度的影响。因此市场上迫切需要一种操作方便、 价格低廉、便于大面积推广的新型节能方案 。图书馆是学校师生学习的主要场所,这就决定学校图书馆的场地面积比较大,灯光控制比较复杂, 如果单单依靠手动,不仅大大浪费了人力还会造成极大的浪费,于是开发出一种智能的照明系统使具有現实的意义,首先图书馆可以起到一个很好的示范效应,其次图书馆作为科研的重要阵地,也起到实验的作用,通过不断的实验改进,进而开发出一种通合大面积推广的系统,实现有规模的节能的目的。长春光华学院第 8 页第一章 图书馆照明控制系统的提出及控制方案的分析