智能教室照明控制系统
基于模糊理论的智能教室照明控制系统
前言
有时，我们会看到有的教室空无一人，却开满了灯，这样会带来不可忽略的资源浪费。
为了节约资源，相应低碳生活的号召，提出了智能控制教室照明的想法。大概的思路是采集教室的情况，然后通过系统控制教室的电灯打开的数量。从而很好地避免了浪费。
为了比较好的实现控制，将模糊控制的知识引进了该系统。这样可以使系统的鲁棒性增强，同时也可以简化过程的数学模型，是系统更容易实现。从而就形成了本报告中的基于模糊控制的智能教室照明控制系统。
由于作者的水平有限，系统中可能会存在一些错误，欢迎老师批评指正，谢谢！
智能教室照明控制系统流程介绍
1.结构确定
输入量为教室的学生个数和学生分布的集中程度，输出量为电灯的打开盏数。
2.定义输入，输出模糊集
2.1
学生个数表示在教室中的总学生数，论域为[0，80]。
将学生个数分为5个模糊集：VSR（非常少的人），SR(少量的人),MR（一般数量的人）,LR（多量的人）,VLR（非常多的人）。
2.2
学生分布集中程度定义：将教室的座位去划分为8个区域，统计每个区域中是否有学生，有学生记为1，没有学生则记为0；然后统计整个教室有学生的区域数，得到0~8的数字，即为教室学生密集程度。论域为[0~8]。例如：0表示教室没人，8表示教室的8个区域都有人，即分布分散。
将学生分布集中程度分为5个模糊集：SJ（分布集中）,MJ （分布一般）,LJ(分布分散)。
2.3
电灯打开盏数表示教室中两者的电灯数，论域为[0,24]。
将电灯打开盏数分为5个模糊集：VS(非常少),S（少量）,M （一般）,L（多）,VL（非常多）。
3.确定隶属关系
3.1采用三角形隶属函数来实现学生人数模糊化
??
???
????????≤≤-=???≤≤≤≤=??
?≤≤≤≤=??
?≤≤≤≤=≤≤==80x 60 /2060x x 80x 60 /20x -8060x 40 40)/20-(x x 60x 40 /20x -6040x 20 20)/20-(x x 40x 20
/20x -4020x 0 x/20x 20x 0 /20x -20x vlp
lp
mp sp vsp
）（）（μ）（）（μ）（）（μ）（）（μ）（）（μμ学生数
隶属函数图：
0.20.40.60.810
10
20
学生总数μvsp
0.20.40.60.810
20
40
学生总数μsp
0.20.40.60.8120
40
60
学生总数μmp
0.20.40.60.8140
60
80
学生总数μlp
0.20.40.60.8160
70
80
学生总数μvlp
3.2采用三角形隶属函数来实现学生分布密集程度模糊化
??
?
????≤≤-=??
?≤≤-≤≤=≤≤-== 8y 4 4/)4()(8y 4 4/)8( 4y 0 y/4 )( 4y 0 4/)4()y (y y y y y lj mj sj μμμμ密集程度
0.20.40.60.810
2
4
密集程度
μsj
0.20.40.60.8
10
4
8
密集程度
μmj
0.20.40.60.814
6
8
密集程度μlj
3.3采用三角形隶属函数来实现模糊化
??
???
??
??????≤≤-=???≤≤≤≤=???≤≤≤≤=???≤≤≤≤=≤≤==24z 18 /618z z 24z 18 /6z -4218z 12 12)/6-(z z 18z 12 /6z -8112z 6 6)/6-(z z 12z 6
/6z -126z 0 z/6z 6z 0 /6z -6z vl l m
s
vs ）（）（
μ）（）
（μ）（）（μ）（）（μ）（）（μμ开灯盏数
0.20.40.60.810
3
6
开灯盏数μvs
0.20.40.60.810
6
12
开灯盏数μs
0.20.40.60.816
12
18
开灯盏数μm
0.20.40.60.8112
18
24
开灯盏数μl
0.20.40.60.8118
21
24
开灯盏数μvl
4.常识建立
通常，在教室中自习的学生的数量越多，需要打开的电灯个数越多；当同时需要考虑一个因素是，当学生数量一定时，学生分布密集，则需要打开的电灯数少一点；而学生分布稀疏时，则需要打开的电灯数较多一点。
5.建立模糊控制表
电灯打开盏数Z
学生数X
VSP SP MP LP VLP
密集程度Y SJ VS S M M L MJ S S M L VL LJ S M L L VL
6.模糊匹配
6.1规则匹配
（1）利用传感器测得信息：X(学生数)，Y（密集程度）
例如：X(学生数)=35，Y（密集程度）=6
（2）计算得到隶属度
对于上例有：μvsp（35）=0，μsp（35）=0.25，μmp（35）=0.75,μlp（35）=0,μvlp（35）=0
μsj（6）=0，μmj（6）=0.5，μlj（6）=0.5
（3）得到相应的的模糊状态规则表
电灯打开盏数Z
学生数X
VSP SP(0.25)MP(0.75)LP VLP
密集程度Y
SJ 0 0 0 0 0 MJ(0.5) 0 μs(Z) μm(Z) 0 0 LJ(0.5)0 μm(Z) μl(Z) 0 0
6.2规则触发
利用6.1中得到的模糊状态规则表得到被触发的规则:
Rule1: If X is SP AND Y is MJ Then Z is S
Rule2: If X is SP AND Y is LJ Then Z is M
Rule3: If X is MP AND Y is MJ Then Z is M
Rule4: If X is MP AND Y is LJ Then Z is L
6.3规则前提推理
同一规则内前提之间通过“与”运算，得到前提可信度，继而得到规则前提可信度表。
Rule1: min(0.25,0.5)=0.25
Rule2: min(0.25,0.5)=0.25
Rule3: min(0.75,0.5)=0.5
Rule4: min(0.75,0.5)=0.5
电灯打开盏数Z
学生数X
VSP SP(0.25)MP(0.75)LP VLP
密集程度Y
SJ 0 0 0 0 0 MJ(0.5) 0 0.25 0.5 0 0 LJ(0.5)0 0.25 0.5 0 0
6.4 将上述的模糊状态规则表与规则前提可信度表进行“与”运算
电灯打开 盏数Z
学生数X
VSP SP(0.25)
MP(0.75)
LP VLP 分布 密集 程度Y
SJ
0 0
0 0 MJ(0.5)
min(0.25,μs(Z))
min(0.25,μm(Z)) 0
LJ(0.5)
min(0.25,μm(Z))
min(0.25,μl(Z))
0 0
6.5得到模糊系统的输出
μ
agg （Z ）=max{min(0.25,μs(Z))，min(0.25,μm(Z))，min(0.25,μm(Z))，
min(0.25,μl(Z))}
6.6解模糊 首先得到推理过程 Rule1:
0.20.40.60.810
20
40学生总数μsp
0.20.40.60.810
4
8密集程度μmj
0.20.40.60.810
6
12
开灯盏数μs
Rule2:
0.20.40.60.810
20
40学生总数μsp
0.20.40.60.814
6
8
密集程度μlj
0.20.40.60.816
12
18
开灯盏数μm
Rule3:
0.20.40.60.8120
40
60学生总数μmp
0.20.40.60.810
4
8密集程度μmj
0.20.40.60.816
12
18
开灯盏数μm
Rule4:
0.20.40.60.8120
40
60学生总数μmp
0.20.40.60.814
6
8
密集程度μlj
0.20.40.60.8112
18
24
开灯盏数μl
通过对上述图的分析，可得结果如下：
0.20.40.60.810 1.53 4.567.5910.51213.51516.51819.52122.524
开灯盏数
μ
μ
max =0.5,然后采用最大平均法，得到方程组及解如下：
()()???==??
?
?=-==-=
212915.06/224Z25.06/61Z1Z Z Z Z L M ）（μ）（μ
152
219221=+=+=?*
Z Z Z
最终的到该问题基于模糊决策的解，即：
当教室人数为35个，且密集程度为6时，应该打开16盏电灯。
结束语
完成了关于智能教室照明控制的系统，让我很好地掌握了模糊控制有关的知识。同时，在这个过程中，我也逐渐体会到了智能控制先对与传统控制的先进性，优越性，这也成为我后续继续钻研智能控制的有关知识的动力。虽然这学期的智能课程结束了，但智能专业知识的学习还在继续，我会继续深入的学习掌握这些有用的知识。
教室灯光智能控制系统
武昌理工学院 本科毕业设计(论文) 题目：教室灯光智能控制系统 学院：信息工程学院 专业：自动化 学号：20114224007 学生姓名：马克勤 指导教师：吕晓雁 二○一四年十月二七日
教室灯光智能控制系统 马克勤 摘要 随着社会的快速发展以及能源的消耗，为了有效利用教室灯光、节约能源，利用单片机设计作为控制核心的教室灯光智能控制系统，能根据学校作息时间、光照情况自动调节教室灯光的打开或关闭。该系统要具有很好的人机交互界面，能对教室灯光进行智能控制。本系统程序部分采用C语言编写，模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点能够满足各种大、中专院校教室灯光控制的要求，也可以很大程度的达到节能目的。 关键词:红外线；传感器；单片机
The classroom lighting intelligent control system Ma ke Qin Abstract With the rapid development of society and the energy consumption, in order to effectively use the classroom lighting, saving energy, using single-chip microcomputer as a control core of the classroom light intelligent control system, can according to the school calendar, illumination condition automatically adjusts the classroom lights on or off.The system has good man-machine interface, can the classroom light intelligent control. This system is partially written using C language, modular structure design, clear, good commonality, is advantageous for the improvement and expansion. The system has small volume, convenient control, high reliability, the pertinence, higher cost performance can meet the requirements of classroom lighting control all kinds of large, secondary technical schools, can greatly to achieve energy saving. Key Words:infrared ；The sensor ；Single chip microcomputer
楼宇智能照明控制系统设计
目录摘要 III ABSTRACT IV 1前言 6 1.1选题背景和意义 6 1.2课题关键问题及难点 7 1.3调研综述 7 1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 7 1.3.2目前项目的发展趋势 8 1.4主要研究内容 8 2 基于CAN总线的系统结构 9 2.1 CAN技术简介 9 2.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑结构 10 2.3 CAN总线系统的通信方式 11 2.4 CAN总线的分层结构 11 2.5 CAN总线报文格式与类型 12 2.5.1 数据帧 12 2.5.2.远程帧 13 2.5.3 出错帧 13 2.5.4超载帧 14 2.5.5 错误检测 14 2.6 本系统结构及特点 15 3．智能照明系统的硬件设计 17 3.1 系统简介 17
3.2 CAN通信接口模块的设计 17 3.2.1 芯片介绍 17 3.2.2 SJA1000工作原理 19 3.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 20 3.2.4采用MAX232芯片接口ＰＣ机与单片机的连接 21 3.3控制面板模块的设计 22 3.3.1 74HC164芯片说明 22 3.3.2显示部分设计 24 3.3.3键盘部分设计 25 3.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 26 3.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 27 3.4智能继电器模块 27 3.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 28 3.4.2继电器模块基本原理结构 29 3.4.3整流模块设计 29 3.4.4 V/F转换器LM331模块 30 3.4.5光电耦合器6N137 31 3.4.6单片机AT89C51模块 31 3.5传感器模块 33 3.5.1热释电传感器的工作原理 33 3.5.2芯片介绍 35 3.5.3热释电传感器原理 36 3.5.4照度传感器的设计 37 3.5.5 A/D转换部分 38 3.6调光模块 40 3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 41 3.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 42 3.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 43 3.7远程控制模块 45
智能照明控制系统方案
灯光控制系统方案
一、系统概述 系统原理概述 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（UTP5）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，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行 实时监控，或接入 以太网进行远程实 时监控。因此在设 计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成 诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
中央监控计算 机 Networ k Interface 网络接 系统结构图 网络接口 MR BA 中央监控计 局
二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，使灯具不会因上述原因而过早损坏。还可通过系统人为地确定电压限制，提高灯具寿命。智能照明控制系统采用了软启动和软关断技术，避免了灯丝的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。 智能照明控制系统能成功地延长灯具寿命2-4倍。不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对于难安装区域的灯具及昂贵灯具更具有特殊意义。 三、设计依据 《民用建筑设计通则》GB503522005 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92
教室智能照明系统的设计与实现
毕业设计（论文）说明书 题目：教室智能照明系统的设计与实现 系名信息工程系 专业电子信息工程 学号 6009202330 学生姓名高丹 指导教师赵贵海 2013年6月1 日
摘要 本研究针对教室灯光的控制现状及用电大量浪费的现象，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制的设计思路。该系统以AT89C51单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。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：教室灯光控制热释红外传感器光敏电阻 AT89C51
ABSTRACT This study of intelligent control classroom lamplight, analyzes the current situation of the development of the classroom light of intelligent control principle and method, is proposed based on single-chip microcomputer intelligent control of the classroom lamplight design. This system to AT89C51 single chip computer as control device of intelligent parts, adopts heat release infrared sensor detects the release of human existence and adopts photoconductive resistance constitutes circuit testing environment light intensity. According to the classroom light conditions and the measured the signal of human body system and ambient light, the system can make reasonable and intelligent judgment and then controls the work of classroom lighting circuit .It is a effective way to avoid the classroom of waste electricity. Small volume, convenient control, high reliability, high specificity and price reasonable make this system satisfy the advantages of large, secondary technical schools classroom light control requirements and greatly reach energy-saving purpose. Key words：heat release infrared sensor photoconductive dynatron AT89C51
智能照明系统设计
智能照明系统的设计 1引言 随着人民生活水平的不断提高，人们对工作和生活环境的要求越来越高，同时对照明系统的要求也越来越高。照明领域的能源消耗在总的能源消耗中占了相当大的比例，节约能源和提高照明质量是当务之急。照明用电作为电力消耗的重要部分，已经占到了电力消耗的10%左右，并且随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，照明用电还将不断增加。[1] 传统照明技术受到了强烈冲击。一方面，由于信息技术和计算机的发展对照明技术的变化提供了技术支撑；另一方面，由于能源的紧缺，国家对照明节能越来越重视，新型的照明技术得以迅速发展，以满足使用者节约能源、舒适性、方便性的要求。 智能照明系统是最先进的一种照明控制方式，它采用全数字、模块化、分布式的系统结构，通过五类控制线将系统中的各种控制功能模块及部件连接成一个照明控制网络，它可以作为整个建筑物自动化管理系统（BA系统）[2]的，一个子系统通过网络软件接入BA系统，也能作为独立系统单独运行，在照明控制实现手段上更专业、更灵活，可实现对各种照明灯的调光控制或开关控制，是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。 智能照明系统可对白炽灯、日光灯(专用镇流器)、节能灯、石英灯等多种光源调光,满足各种环境对照明的要求。适用范围有:大型公共建筑,如会展中心、航站楼、客运站、体育场馆、大型商场等;博物馆、美术馆、图书馆等文化建筑和教学建筑;星级酒店和高档写字楼的宴会厅、多功能厅、会议室、大堂、走道等场所。 通过采用智能照明系统,可实现以下控制功能:
(1)时钟控制:通过时间设定实现各照明区域的不同控制。 (2)调光控制:通过照度探测器和调光模块,达到各区域照度值始终在预先设定值范围。 (3)区域场景控制:通过控制面板和调光模块,实现各照明区域的场景切换控制。 (4)动静探测控制:通过动静探测器和调光/开关模块,实现各照明区域的自动开关控制。 (5)手动遥控器控制;通过红外线遥控器,实现在正常状态下各区域内的照明灯具的手动控制和区域场景控制。 (6)应急照明控制:系统对特殊区域内的应急照明所执行的控制。 3智能照明控制系统原理与组成 智能照明系统是基于计算机控制平台的全数字、模块化、分布式总线型控制系统。中央处理器、模块之间通过网络总线直接通信，利用总线使照明、调光、百叶窗、场景、控制等实现智能化，并成为一个完整的总线系统。可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中根据用户的要求通过计算机重新编程来增加或修改系统的功能，而无须重新敷设电缆，智能照明控制系统的可靠性高，控制灵活，是传统的照明控制方式所无法做到的。 智能照明的系统通常主要由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、PC接口、时间管理模块、手持式编程器、监控计算机（大型网络需网桥连接）等部件组成。 线路系统：总线式智能照明简单的开关特点：负载回路连线接到输出单元的输出端，控制开关用五类线与输出单元相连。负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量，控制开关不受影响；开关距离较远时，只须加长控制总线的长度，节省大截面电缆用量；可通过软件设置多种功能（开/ 关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点：实现双控时只需简单地在控制总线上并联一个开关即可；进行多点控制时，依次并联多个开关即可，开关之间仅用一条五类线连接，线路安装简单省事。 控制方式：智能照明控制，采用低压二次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景（各照明回路不同的亮暗搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。 照明方式：智能照明控制系统采用“调光模块”，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果，营造出不同的舒适的氛围。
医院智能照明控制系统方案
医院 智能照明控制系统建议方案 1、系统概述 “节能、智能科技与美学，21世纪建筑业的主题。” 现代建筑中照明系统对于能源的消耗已经高达35%，建筑界已经引入“绿色”照明的概念，其中心思想是最大限度采用自然光源、设置时钟自动控制、采用照度感应和动静传感器等新技术。 随着人们财富的积累，生活水平的不断提高，对健康越来越重视。人们在生病时不但要求有好的医生和好的治疗，也要求有好的治疗环境。国家投入巨资进行医院的建设与改造。伴随医疗改革的推进，医院面临激烈的竞争。医院除了提高诊治水平和医德医风外，还需提高病人一个温馨的医疗环境，良好的医疗服务。 2、系统功能和优点 智能照明控制系统在医院中应用的功能和优点：
1、实现照明控制智能化 采用智能照明控制系统后，可使照明系统工作在全自动状态，系统将按预先设置切换若干基本工作状态，根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。当夜幕降临时，系统将自动进入“傍晚”工作状态，自动地极其缓慢地调亮各区域的灯光。 此外，还可用手动可编程控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，随意改变各区域的光照度。 2、节约能源，降低医院运营费用 约能源和降低运行费用是当今社会的主题。随着社会经济的快速发展，人民生活水平和医疗水平的不断提高，人们对医院的现代化水平和环境要求越来越高，医院的电能消耗也越来越大，节能已成为各医院关注的一个问题。由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了医院的能耗。 3、美化环境 好的灯光设计不仅可以为医院营造出一种温馨、舒适的环境，提高医护人员的工作效率，也能为病人提供一个舒适的环境，减少病人的病痛。利用灯光的颜色、投射方式和不同的明暗亮度可创造出立体感、层次感，给病人一种艺术欣赏感。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，使灯具不会因上述原因而过早损坏。还可通过系统人为地确定电压限制，提高灯具寿命。智能照明控制系统采用了软启动和软关断技术，避免了灯丝的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。 智能照明控制系统能成功地延长灯具寿命2-4倍。不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对于难安装区域的灯具及昂
基于PLC的校园照明智能控制系统设计
摘要 目前，大多数校园照明系统仍然使用人工控制，大学的电能消耗中,照明用电占了绝大部分，工作时间长,且常采用手动控制方法,造成了浪费，其缺点是控制复杂、修理困难、容易发生误动作。针对这种情况，本设计使用西门子S7-200 PLC代替传统的人工控制校园照明系统。采用了PLC智能控制，系统稳定可靠，完全满足学校的照明要求，校园照明系统主要有道路控制输出信号、景观灯输出信号、公共绿地输出信号，根据PLC控制原理对其进行I/0分配和绘制照明系统流程图及编写校园照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行，能够实现当设备发生故障或出现某些不正常运行情况时，由自动控制变换人工控制，在排除故障后再次实现自动控制满足照明智能控制系统的要求。通过测算,每年节约电能达25%以上,灯具的使用寿命也有所提高,系统稳定可靠,完全满足了学校的照明要求,达到了预想的结果。 关键词：照明系统西门子S7-200 输出信号智能控制节能
Abstract At present, most campus lighting systems still use manual control, University of electric energy consumption, lighting electricity accounted for the vast majority, long working time, and often uses the method of manual control, resulting in a waste, the disadvantage is the control of complex, difficult, error prone repair action. In view of this situation, the artificial control of campus lighting system uses the design of Siemens S7-200PLC instead of the traditional. The PLC intelligent control, the system is stable and reliable, fully meet the requirements of the school campus lighting, lighting system main road control output signal, the output signal of the public green space landscape lamp, the output signal, according to the I/0 distribution and rendering lighting system flow chart and the preparation of intelligent lighting control system of campus ladder diagram of control program for the PLC control theory. Finally through the simulation operation, can be achieved when the equipment failure or some abnormal operating conditions, by automatic control transform manual control, automatic control meet again intelligent lighting control system requirements in troubleshooting. Through the calculation, annual savings of electricity can reach above 25%, the service life of the lamp is increased, the system is stable and reliable, fully meet the school lighting requirements, to achieve the desired result Keywords： Lighting system Siemens the output signal of the S7-200 intelligent control Energy saving
学校建筑智能照明系统设计方案【最新版】
学校建筑智能照明系统设计方案 广州学校城各学校的教室，灯光照度设计标准为室内平均照度300lx，讲台点照度5001x，如此高的照度要求，如果没有合理控制方案，能源上将造成巨大的浪费。因此，智能照明控制系统，不但用于控制公共楼道的灯光，普通教室、阶梯教室、投影室的应用也具有相当的实际意义。对于学校而言，使用调光控制显然造价过高，难以接受，而且教学楼的灯具大多选择了日光灯，调光控制需要专用的调光镇流器，比较烦琐。因此，开关控制是主要的控制方式。 1、教学楼 以350座位阶梯教室为例，每个教室安装一个照明控制器。教室内的灯具以区域和隔灯划分回路，既可以根据教室的上课人数开部分区域的灯光，也可以实现整个教室1/3、2/3、3/3的照度。教室窗边设置照度传感器，控制窗边灯光和电动窗帘，充分利用室外自然光。前后门口和讲台上都安装可编程开关，任何一个开关都可以控制室内的所有灯具。同时，控制器也对教室内的其它电器进行开关触电控制，并且与灯光联动。例如投影联动模式:事先设定一个情景模式，老师只需按一下按钮，投影仪自动打开，投影幕自动放下来，电动窗帘关上，讲台的灯光关闭，座位席上方的大部分灯光关闭，保留一些必要的照明，以方便学生作笔记。通过这一系列的控制手段达到了最佳的
节能效果，同时也提高了教学管理的质量。 2、图书馆 学校城某学校图书馆，共六层，每层均分为A、B、C三个大区。首层是计算机中心、书库，并有一个150座位报告厅;二至五层是图书阅览室，六层的A、B区是阅览室，c区是资料库。 大阅览室照明使用三管日光灯，阅览区平均照度3001x，藏书区照度200Ix。照明控制方式采用开关控制方式，根据区域和隔灯方式划分回路。每个阅览室设一个照明控制器，与照明配电箱一起安放在服务台旁，以便管理。门口安装可编程开关，开关控制的回路由编程确定，其中每个开关均设定其中一键控制整个阅览室灯具。书库和计算机中心考虑到书籍保护和计算机使用的要求，照度相对较低，控制方法与大阅览室相同。 报告厅使用了两种灯具，正常照明使用日光灯，投影和演示时使用筒灯，为人员进出提供方便。筒灯照明不计算正常照明的照度。日光灯和筒灯采用逻辑联动控制方式，会议演讲时使用正常照明，筒灯关闭。开启投影演示时，系统自动关闭所有日光灯，开启筒灯。照明控制箱和控制开关安装在报告厅的控制室，控制开关上的指示灯实时指示回路的状态。整个图书馆由大约20个控制器连成一个RS485控
智能照明控制系统的设计
基于单片机实现智能照明控制系统的设计 摘要 随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，为方便生活人们越来越多的在各个场所引入照明设备，照明在能耗中所占的比例日益增加。为了达到方便生活的目的，这些照明设备有时会彻夜开着，从而造成了大量电力能源的浪费。据统计，在楼宇能量消耗中，仅照明就占33%，因此照明节能日显重要。现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、触摸型虽然能自动关闭但不能自动打开、感光型开关在无人期间不能自动关闭……由此研究设计一种既智能又节能的控制系统来替代现有的产品是一件极其有意义的工作。本设计通过AT89C51单片机结合LED显示技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、按键采集与处理等技术来实现对照明设备的智能控制。其原理为：1、单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭。2、单片机通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测，如果亮度满足生活需要则保持照明设备的关闭状态；如果亮度不够则由单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号。3、如果芯片 BIS0001检测到人体信号，单片机立刻控制照明设备打开；如果该芯片没有检测到人体信号，单片机控制照明设备继续保持关闭状态。4、照明设备打开时，如果某一时刻单片机检测不到人体信号则延时一段时间后关闭，延时期间如果又检测到人体信号则结束延时。5、根据应用场所及使用人群的不同可以通过设置单片机P1.0—P1.4引脚的状态来设置不同的延时时间值。 本设计的程序采用C语言来编写，并且通过单片机仿真软件Proteus对程序进行仿真，大大提高了设计时间和设计的可靠性。 关键词单片机传感器 BIS0001 照明控制节能
基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计
基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系 统设计 一、系统设计要求： 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施 二、系统控制方案分析 该控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数，能够实现自动与手动控制相兼容。在自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同时，还可设置作息时间来控制，夜晚超过12点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。所研究的教室灯光控制器主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到设计目的。 三、系统控制模块的硬件设计 系统控制模块的硬件构成及简介系统控制单元是以AT89S51单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括：环境光采集电路、时钟模块、热释红外传感器模块、看门狗模块、按键电路、EEPROM存储模块、超时报警模块、数码管显示模块，其结构框图如图2-1所示。 图系统控制结构框图 环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度
EIB智能照明控制系统
EIB智能照明控制系统 一、前言 照明控制系统传统是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通断，或通过回路中串入接触器，实现远距离控制。而今出现的建筑物自控(BA)系统，是以电气触点来实现区域控制、定时通断、中央监控等功能。由于照明控制系统在BA系统中并非独立，同时控制功能简单，因此使用上有一定的局限性。故当BA 系统出现故障时，照明系统亦受到影响。随着微电子技术与数字化技术的发展，开发出了智能化水平更高的专业照明控制的独立系统，从而能节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量。根据使用单位的经验，不仅在照明管理与设备维修的简单及降低费用外，还对环境改善、提高工作效率都有着显著的效果。 二、系统的结构和组成 智能照明控制系统按网络的拓扑结构，大致有以下两种型式，总线式和以星形结构为主的混合式。它们各有特色，前者灵活性较强，易于扩展，控制相对独立，成本较低。后者可靠性较高，故障诊断和排除简单，存取协议简单，传输速度较高。 一般智能照明控制系统都为数字式照明管理系统，它由系统单元，输入单元和输出单元三部分组成。除电源设备外，每一单元设置唯一的单元地址，并用软件设定其功能。通过输出单元来控制各负载回路，各种形式的单元简述如下：1，系统单元：用于提供工作电源，源系统时钟及各种系统的接口，包括系统电源、各种接口（PC、以太网、电话等），网络桥。主系统对各区域实施相同的控制和信号采样的网络；子系统则对各分区实施不同具体控制的网络。主系统和子系统之间通过信息等元件连接，实现数据传输。 2，输入单元：用于将外部控制信号变换成网络上传输的信号；如可编程的多功能（开/关、调光、定时、软启动/软关断等）输入开关、红外线接收开关及红外线遥控器（实现灯光调光或开/关功能）。各种型式及多功能的控制板，（如有的提供LCD页面显示和控制方式，并以图形、文字、图片来做软按键，可进行多点控制、时序控制、存储多种亮模式等），各种功能传感器（如红外线传感器可感知人的活动以控制灯具或其他负载的开关, 亮度传感器）,通过对周围环境的亮度的检测，调整光源的亮度，使周围环境保持适宜的照度，以达到有效利用自然光，节约电能。 3，输出单元：智能控制系统的输出单元是用于接受来自网络传输的信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种型式的继电器。调光器（以负载电流为调节对象，除调光功能外，还可用作灯具的软启动，软关闭）模拟量输出单元，照明灯具调光接口，红外输出模块等。 系统一般采用集中控制和管理、分散执行的方式，亦即配置中央监控中心和智能控制照明柜，前者有控制计算机、主通信控制器等设备，用于对整个系统进行控制和管理工作，通过网络将控制命令与各智能控制柜的可编程控制器进行通信联络，同时接收来自智能控制柜内可编程控制器的有关自动及手动工作状态、
快思聪灯光智能照明控制系统方案
快思聪灯光控制系统 设计方案
一、系统概述 现代化的建筑对照明的要求越来越高，不仅要求提供舒适、绿色的光照，同 时不同的场合需要不同的照明环境。 传统的照明控制一般采用开关手动控制，对于上述要求很难实现，而且线路十分复杂，操作非常繁琐。随着用户要求的提高和技术的进步，传统的照明控制由于许多问题无法解决而逐步被智能照明控制取代，这已成为一种趋势。 快思聪以其绝佳的地理环境位置、一流的软硬件设施、高档的服务吸引五湖四海的贵宾、商务人士。快思聪按照二十一世纪商务快思聪标准，不仅在建筑结构、配套设施、装潢布局达到国内领先水平，同时在设备控制、计算机网络通讯、智能灯光控制、现代化商务快思聪管理达到国际水准。为了满足快思聪内大堂、会客厅、贵宾餐厅、酒吧、走廊等不同使用功能区域对照明环境的需求，营造特殊的灯光环境气氛，使各区域使用功能发挥的淋漓尽致，拟采用智能照明控制系统。 因此，我司凭借以往的工程经验，设计采用智能照明控制系统，对不同区域、不同使用功能的照明通过智能化照明控制系统营造有层次、变化的灯光环境、美化生活；减少人力工作疏忽，节约能源和人力资源；降低人力工作强度，增强控制的灵活性和可靠性。 二、设计依据 ●《民用电气设计规范》 JGJ/T16－92 ●《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 GYJ1253－88 ●《民用建筑照明标准规范》 GBJ133－90 ●《智能建筑评估标准》 DG/TJ08－602－2001 J10105－2001 ●强电厂家提供灯光控制图纸 三、设计目的 通过智能化照明控制，给快思聪各功能区域以焕然一新的风格！ 智能化照明控制技术是计算机技术、通讯技术、控制技术相结合、相渗透的 产物，是现代高新技术的结晶。与以往的照明控制相比，它从人工控制、单机控制过渡到整体性控制，从普通开关过渡到智能化开关，其最突出的特点是能够预置场景的变化，不同的照明回路强度组合形成不同的“场景”，场景可预置并存储在控制器里，调用时只需按一键就能选择场景和通过预设的程序自动变换场景（可按时顺序、时间、事件等），操作十分方便。就像人们通常在舞台上看到变化的灯光环境一样，在日常生活和工作的空间中营造有层
智能照明控制系统设计方案剖析
正奇金融广场 智能照明控制系统 设 计 方 案 书 项目名称：正奇金融广场 项目类别：智能照明控制系统 文本类型：设计方案
概述 *****多功能商业大楼。该大楼智能照明控制系统为地上二至五层，其主要功能区有上百间商铺，走廊，卫生间及一些公共区域。
第一部分：前言 网络时代的发展，应引入智能化的概念。在传统的楼宇自控系统中，一般只包括了综合布线、计算机网络、安防、消防、闭路电视监控等子系统。但近年来，随着经济的发展和科技的进步，人们对照明灯具节能和科学管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在楼宇大厦建设热潮中，各大公司企业和他们的建设者也意识到了智能照明的重要性。商业楼宇大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平。 节能是照明控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式，只能是白天关灯，晚上开灯。而采用了智能照明控制系统后，我们可以根据不同场合、不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还能充分利用自然光，自动调节室内照度。控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式，在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。 第二部分：商场用电现状 2.1商场用电概述 随着改革开放的不断深入和发展，各行各业正在发生着日新月异的变化，建筑行业的崛起和变化更是来势迅猛、内容纷繁，现代化的建筑千姿百态、造型各异并逐步呈现出高、大、全、新的特点。现代建筑的层数越来越高，占地面积越来越大，内部设施越来越完善，功能越来越齐全，所用设备和材料则越来越新。商业建筑的发展必然伴随着照明创新的繁荣，现代商业建筑照明设计的发展趋势
教室智能照明控制系统
河南工业职业技术学院 毕业设计任务书 类别：三年制高职 专业：电子信息工程 班级：电子信息0801 姓名：宋洪江 毕业设计题目：教室智能照明系统 指导教师姓名：马瑛 负责人签字： 2011年 05 月 20 日
设计题目：教室智能照明系统 一、设计要求： 设计一个教室智能照明控制系统，通过多种传感器采集室内光线、人数分布等信息，利用控制电路调节照明强度，实现节能控制。 二、设计任务 1.画出电路原理图 2.编写设计说明书，1万5千字以上。包括： （1）设计任务书 （2）前言 （3）目录 （4）正文，包括： 设计思想、电路工作原理、元器件选择、电力元器件参数、使用元器件明细表、总结、参考资料等 3.B5版面，正文5号或小4字号，章标题小2加粗，节标题小4加粗。
基于单片机的照明控制系统设计与实现 摘要 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。 本文介绍了基于AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，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计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51单片机为基础，实现了通信、控制与显示等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路以及看门狗电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。 关键词：灯光控制系统；AT89C51；单片机；节能；采集电路
楼宇智能照明控制系统设计_毕业设计
本科毕业论文 题目：楼宇智能照明控制系统设计院（部）：信息与电气工程学院 专业：电气工程与自动化
目录摘要 IV ABSTRACT V 1前言 1 1.1选题背景和意义 1 1.2课题关键问题及难点 2 1.3调研综述 2 1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 2 1.3.2目前项目的发展趋势 3 1.4主要研究内容 3 2 基于CAN总线的系统结构 4 2.1 CAN技术简介 4 2.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑结构 5 2.3 CAN总线系统的通信方式 6 2.4 CAN总线的分层结构 6 2.5 CAN总线报文格式与类型 7 2.5.1 数据帧 7 2.5.2.远程帧 8 2.5.3 出错帧 8 2.5.4超载帧 9 2.5.5 错误检测 9 2.6 本系统结构及特点 10 3．智能照明系统的硬件设计 12 3.1 系统简介 12
3.2 CAN通信接口模块的设计 12 3.2.1 芯片介绍 12 3.2.2 SJA1000工作原理 14 3.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 15 3.2.4采用MAX232芯片接口ＰＣ机与单片机的连接 16 3.3控制面板模块的设计 17 3.3.1 74HC164芯片说明 17 3.3.2显示部分设计 19 3.3.3键盘部分设计 20 3.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 21 3.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 22 3.4智能继电器模块 22 3.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 23 3.4.2继电器模块基本原理结构 24 3.4.3整流模块设计 24 3.4.4 V/F转换器LM331模块 25 3.4.5光电耦合器6N137 26 3.4.6单片机AT89C51模块 26 3.5传感器模块 28 3.5.1热释电传感器的工作原理 28 3.5.2芯片介绍 30 3.5.3热释电传感器原理 31 3.5.4照度传感器的设计 32 3.5.5 A/D转换部分 33 3.6调光模块 35 3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 36 3.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 37 3.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 38 3.7远程控制模块 40
学校照明控制系统解决方案
XX学校照明控制系统 解决方案
一、项目概况： 本项目XXX大学，学校位于高校云集的北京市海淀区学院路，占地约80.46万平方米（包括管庄校区），校舍建筑总面积84.49万平方米（包括管庄校区）。学校现有1个国家科学中心(筹)，2个国家重点（专业）实验室，2个国家工程（技术）研究中心，2个国家科技基础条件平台，21个省、部级重点实验室、工程研究中心。学校在校师生数全日制在校生2.3万余人，教职工总数2933人。校内共设有教学楼4栋，图书馆1栋，实验室2栋，学生宿舍楼6栋，其余还有食堂、体育场、报告厅等多种建筑。 学校建筑中，建筑用房类型较多，有教学楼、图书馆，还有体育中心(包括体育场、馆，风雨操场等)、食堂、宿舍、学生活动中心、文化交流中心等。本次需要照明控制提案的主要区域为下图中红色标注区域。
以教学为例，学校照明中最主要的是教室照明，一般教学形式分为正式教学和交互式教学，正式教学主要是教师与学生之间交流，即教师看教案、观察学生、在黑板上书写，学生看书、写字，看黑板上的字与图，注视教师的演示等；交互式教学增加了学生之间的交流，学生之间应能互相看清各自的表情等。目前教室中除传统的教学区的黑板和学生区之外，教学区中大多采用投影等多种形式，学校以白天教学为主，有效利用自然采光以利节能。另外教室多为单侧采光或窗外有遮阳设施时，未考虑到学生学习上课时要求的照度水平较高，因此有时即使是白天，天然采光也不够。教室内需辅以人工照明做恒定调节。教室深处与近窗口处对人工照明的要求是不同的。为改善教室内的亮度分布，便于人工照明的恒定调节与节能，宜对教室深处及靠近窗处的灯具分别控制。考虑幻灯、投影和电影的放映方便，宜在讲台和放映处对室内照明进行控制。有条件时，可对一般照明的局部或全部实现调光控制。
教室照明智能控制系统______毕业论文设计
设计任务书 一、设计题目：教室照明智能控制系统 二、设计要求： 设计一个教室照明智能控制系统，通过多种传感器采集室光线、人数分布等信息，利用控制电路调节照明强度，实现节能控制。 三、设计任务 1.画出电路原理图。 2.编写设计说明书，1万5千字以上，包括： （1）设计任务书 （2）前言 （3）目录 （4）正文，包括： 设计思想、电路工作原理、元器件选择、电路元器件参数、总结、参考资料等 3.B5版面，正文5号或小4字号，章标题小2加粗，节标题小四加粗。 前言 本设计针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面
的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件装置和相应软件,以达到学校教室用电设备的合理使用，节约电能以及改善教学管理的目的。 设计应用了先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以及实用的软件平台，成功地设计了一套功能完善的智能教室照明动控制系统。由传感探测单元、通讯网络RS-232、控制单元构成了整个系统。智能教室照明控制系统核心器件采用AT89S51单片机采集数据，并由控制系统实现对教室光照度、学生人数、教室使用状态等的监控与显示，并对教室部用电设备进行合理控制和管理，达到教学楼教室照明控制的智能化和节约化的目标。 本系统将单片机控制系统与网络技术结合起来，各组成部分包括硬件和软件设计的结构、功能与实现方法。最后通过RS-232方式实现与上位机通信，实现数据的远程传输及上位机对教室照明状态的控制，完成一个智能教室照明控制系统。 关键词：智能控制；热释电效应；光照检测；AT89S51