基于單片機的LED智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計

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[2]?徐煜明、韓雁著.單片機原理及接口技術(shù).電子工業(yè)出版社? [3]?何立民著.單片微型計算機原理及應用.航空航天大學出版社? [4]?王文升.智能照明控制與節(jié)能[J].智能建筑與城市信息.2005? [5]?陳濤,毛信偉.智能照明控制系統(tǒng)的工程應用[J].智能電氣,2004? [6]?何立民著.單片機高級教程.北京航空航天大學出版社 [7]賈正松.基于單片機實現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(17):105-107. [8]石永生,陳廣盛,趙金龍.基于單片機的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計[J].信息通信,2013(10):63-64. [9]陳瞳.基于單片機的智能家居照明控制系統(tǒng)設(shè)計[J].山西大同大學學報(自然科學版),2020,36(01):18-21. [10]李春秀.基于單片機的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].通訊世界,2019,26(09):188-190. [11]鄭禮源.基于STC89S52單片機的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化應用,2019(05):68-70. [12]譚佳怡.基于單片機的智能照明控制系統(tǒng)分析[J].數(shù)碼世界,2016(12):210. 指導教師審核意見： 指導教師簽字 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻綜述 題目：基于單片機的LED智能照明控制系統(tǒng) 學生姓名： 學 號： 班 級： 專 業(yè)： 院 （系）： 指導教師： 二零二零年一月二日  文 獻 綜 述 1．前言 隨著計算機網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)的發(fā)展,智能建筑的發(fā)展越來越迅猛。目前，國內(nèi)大多數(shù)智能建筑存在效率低、能耗高的現(xiàn)象。就智能建筑的照明系統(tǒng)來說，許多地方的燈經(jīng)常是從早到晚開著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多少人。或者，當自然光照度很好時，燈不能及時關(guān)閉；反之，當自然光照度難以滿足人的需求時，又不能及時打開燈光。這種照明方式，不僅造成能源的浪費，而且不能滿足人對照明的基本需求，同時也給人的視力造成了很大的影響?，F(xiàn)代照明除了滿足人的基本生活、學習要求之外，將更注重能量的節(jié)省和使用上的便利，以及滿足人類工程學的個性方面的要求。特別是近年來大廈內(nèi)利用計算機工作的人員比例上升，不同視覺要求的工作的數(shù)量和復雜程度大大增加。所以要做到合理、經(jīng)濟、節(jié)能，首先應采用先進成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如電光源、燈具、照明控制系統(tǒng)。因此，適應不同個人和工作需要，結(jié)合自動調(diào)節(jié)與手動調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少了。智能照明控制系統(tǒng)還能夠運用在大學校園內(nèi)，相對商業(yè)樓宇而言，大學校園里的大功率動力和制冷設(shè)備比重較少，照明燈具則相對比重更多，所以控制教室照明是節(jié)能的關(guān)鍵。使用照明控制系統(tǒng)，更能體現(xiàn)其在節(jié)能與管理方面的優(yōu)勢，提高學校的科學管理水平，而且還能節(jié)省開支。 2.調(diào)研 從20世紀60年代開發(fā)了白熾燈、熒光燈、高強度放電燈所使用的電子調(diào)光器，到20世紀90 年代以來，國外以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)出燈光自動調(diào)光系統(tǒng)、自動關(guān)停系統(tǒng)和自動補償系統(tǒng)，也稱“智能照明”的新型照明控制系統(tǒng)，并已有定型產(chǎn)品得以良好的推廣和運用，使建筑照明由傳統(tǒng)控制走向計算機控制或無人控制的新領(lǐng)域。自1984年美國建成第一座智能建筑以來的十幾年中,在世界范圍內(nèi),智能建筑以一種嶄新的面貌和技術(shù),迅速在各地展開。尤其是亞洲的日本、新加坡、臺灣等國家和地區(qū),為了適應智能建筑的發(fā)展,進行了大量的研究和實踐,相繼建成了一批具有智能化的建筑。照明系統(tǒng)經(jīng)歷了以下幾個方式: （1）傳統(tǒng)照明控制方式 照明控制可分為開關(guān)控制和調(diào)光控制，調(diào)光控制又包括連續(xù)的調(diào)光控制和不連續(xù)的調(diào)光控制。按發(fā)光原理劃分，照明光源通?？煞譃闊彷椛涔庠春蜌怏w放電光源，其典型的光源分別為白熾燈和熒光燈。熱輻射光源，即利用電能使物體加熱到白熾程度而發(fā)光的光源;氣體放電光源，即利用氣體或蒸氣的放電而發(fā)光的光源。對于熱輻射光源來說，既可以實現(xiàn)開關(guān)控制，也可以實現(xiàn)調(diào)光控制，只需要調(diào)節(jié)供給光源的供電電壓即可調(diào)節(jié)光通量的輸出。而對氣體放電光源來說，實現(xiàn)調(diào)光控制并非那么簡單，不能簡單的控制供給光源的供電電壓，這類光源都有鎮(zhèn)流器，220V工頻電壓經(jīng)過整流器后再給光源供電，要實現(xiàn)調(diào)光控制，必須研制適應具體氣體放電光源的匹配鎮(zhèn)流器。通過控制鎮(zhèn)流器的輸出電壓的頻率和電壓來調(diào)節(jié)光源的光通量輸出。 傳統(tǒng)方式對照明控制而言，簡單，有效，直觀。但它過多依賴控制者的個人能力，控制相對分散和無法有效管理，其實時性和自動化程度太低。 (2)自動照明控制方式 這種控制方式利用數(shù)字控制技術(shù)來遙控燈具的開關(guān)。通常是控制中心發(fā)出信號，通過直接數(shù)字控制器來控制配電回路中的交流接觸器的分合，從而控制配電回路的通斷，實現(xiàn)燈具開關(guān)控制。采用該種方式，解決了傳統(tǒng)方式控制相對分散和無法有效管理等問題，實現(xiàn)了照明控制的自動化但卻無法實現(xiàn)調(diào)光控制功能。自動照明控制方式與傳統(tǒng)照明控制方式相比，主要解決的問題是集中控制的問題，自動化程度相對提高，但由于DDC系統(tǒng)本身固有的技術(shù)特點，使得 DDC在照明控制系統(tǒng)中表現(xiàn)出明顯不足，不僅無法實現(xiàn)調(diào)光控制，而且也很難實現(xiàn)燈光場景等預設(shè)置和場景管理等功能。DDC系統(tǒng)的主要優(yōu)點是易于根據(jù)全局情況進行控制計算和判斷，在控制方式、控制時間的選擇上可以統(tǒng)一調(diào)度安排。不足的是，對控制器本身要求很高，必須具有足夠的處理能力和極高的可靠性，當系統(tǒng)任務(wù)量增加時，控制器的效率和可靠性將急劇下降。盡管集散控制系統(tǒng)逐步取代 DDC系統(tǒng)，而且實現(xiàn)了分散控制與集中管理功能，但對于底層的設(shè)備來說，仍然是傳統(tǒng)的DDC技術(shù),唯有把現(xiàn)場總線技術(shù)應用到現(xiàn)場設(shè)備級管理后，這個問題才能得到根本性解決。 （3）智能照明控制系統(tǒng) 二十一世紀是一個網(wǎng)絡(luò)化時代，數(shù)字控制技術(shù)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)化管理正逐漸滲透至各種傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中。進入二十世紀后，隨著人民生活水平不斷提高，人們對十照明的要求也發(fā)生了很大的改變。尤其在一些中高檔的建筑中，照明不再單純地為滿足人們視覺上的明暗效果，更應具備多種的控制方案，使建筑物更加生動，藝術(shù)性更強，給人豐富的視覺效果和美感。 二十世紀90年代初，智能建筑己不再簡單地等同于樓宇設(shè)備自動管理。在一些建筑物中的重要場所，簡單地開關(guān)控制己無法滿足要求。人們開始追求多樣化的照明控制方式，使環(huán)境能體現(xiàn)出多種藝術(shù)效果。智能照明控制方式使照明自動控制不再依賴于樓宇設(shè)備自動管理系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了照明控制的獨立。同時該方式不僅具備開關(guān)燈控制，而且還能對光源進行調(diào)光控制。它是一個集多種照明控制方式、現(xiàn)代化數(shù)字控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身的控制系統(tǒng)。它的出現(xiàn)和發(fā)展，使照明控制和維護管理變得更為簡單，并為建筑照明提供了多種藝術(shù)效果。智能照明控制系統(tǒng)被越來越廣泛地接受和使用，這類產(chǎn)品和生產(chǎn)商更是層出不窮。正確的照明控制方式是實現(xiàn)照明藝術(shù)性和舒適性的有效手段，是節(jié)約能源的有效措施。綠色照明是指所用照明產(chǎn)品高效率、長壽命、節(jié)電、節(jié)能、低噪音、低諧波、低電磁干擾。在照明設(shè)計中，合理和正確地選用照明控制方式，不僅是經(jīng)濟性和實用性的良好統(tǒng)一，也是一個實現(xiàn)“綠色照明”的重要環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)照明控制相比，智能照明控制系統(tǒng)功能強、范圍廣、自動化程度高，實現(xiàn)照明的高層次智能管理，提高工作效率，節(jié)約能源，而且能夠延長燈具壽命，減少維護費用。隨著智能照明技術(shù)的快速發(fā)展，智能照明系統(tǒng)的水平將不斷提高和快速發(fā)展，并形成合力、科學、高效的是實施策略。 3.概述 3.1 課題研究背景 LED燈在生活中隨處可見，它給我們的生活帶來了極大的便利，也是現(xiàn)代社會必不可少的東西。LED燈給我們帶來便利的同時，也存在著使用上的不足?，F(xiàn)如今的LED燈大多數(shù)都是由手動來切斷電源來達到滅燈的效果，這種方式存在很大的局限性，第一是不便利，關(guān)斷LED燈需要走到開關(guān)所在位置，有時會顯得很麻煩；第二，有些情況下忘記關(guān)閉LED燈會造成能源的浪費，LED燈的損耗。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，LED智能照明系統(tǒng)應運而生，它非常完美的解決了上述兩個問題，讓關(guān)燈變得極為方便和智能。 3.2 課題研究的目的與意義 在傳統(tǒng)的LED照明系統(tǒng)中，需要人為的去控制燈的亮滅，場合需要亮燈或者是滅燈都需要人來判斷，會造成大量能源浪費。而采用LED智能照明控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點是節(jié)能，它可以根據(jù)自然光的光照強度來調(diào)節(jié)室內(nèi)的光照強度，而且還能根據(jù)室內(nèi)的人流量情況，根據(jù)不同場合、不同的人流量，進行時間段、工作模式的細分，把不必要的照明關(guān)掉，在需要時自動開啟。LED智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)了不同工作場合的多種照明工作模式，在保證必要照明的同時，有效減少了燈具的工作時間，節(jié)省了不必要的能源開支，也延長了燈具的壽命。?? 3.3 LED智能照明控制系統(tǒng)簡介 ????良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個必要條件。合理地選用光源、燈具及性能優(yōu)越的照明控制系統(tǒng)，都能提高照明質(zhì)量。智能照明控制系統(tǒng)具有開關(guān)和調(diào)光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統(tǒng)能根據(jù)不同的時間段，人們的不同需要，自動調(diào)節(jié)照度。???? ???智能照明控制系統(tǒng)是以自動控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統(tǒng)自動實現(xiàn)開關(guān)和調(diào)光功能，既大大減少了管理人員的數(shù)量，也排除了由于人為因素而出現(xiàn)的不定時開關(guān)，影響學校的正常教學、生活秩序的情況。??? ???智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時，有效節(jié)省了電費與管理費用的支出。根據(jù)一般的辦公大樓運營的經(jīng)驗來看，節(jié)能效果能達到40％以上，一般的商場、酒店、地鐵站等節(jié)能效果也能達到25％～30％。 4．總結(jié) 在科技飛速發(fā)展的今天，隨著智能化的普及，人們利用各種先進的技術(shù)代替各式各樣的人工行為，解決各式各樣生活生產(chǎn)中的不足。LED控制系統(tǒng)的改造也不可避免，舊的LED照明系統(tǒng)會逐漸被LED智能照明控制系統(tǒng)給替代，為生活帶來便利的同時，也節(jié)約了現(xiàn)如今很寶貴的能源，為保護自然環(huán)境做出來微小的貢獻。 可能存在的問題： 本次課題想要設(shè)計一款可以運用在家庭、學校、商場等其他公共場所的智能照明控制系統(tǒng)。LED智能照明控制系統(tǒng)需要提高它對自然光照強度和人流量感應的準確性。還需要提高該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果產(chǎn)生誤判或者感應系統(tǒng)失靈等情況，會造成公共場所的混亂與不便。 5.參考文獻 [1]?張友德著.單片微型計算機原理、應用與實驗.復旦大學出版社 [2]?徐煜明、韓雁著.單片機原理及接口技術(shù).電子工業(yè)出版社 [3]?何立民著.單片微型計算機原理及應用.航空航天大學出版社 [4]?王文升.智能照明控制與節(jié)能[J].智能建筑與城市信息.2005? [5]?陳濤,毛信偉.智能照明控制系統(tǒng)的工程應用[J].智能電氣,2004? [6]?何立民著.單片機高級教程.北京航空航天大學出版社 [7]賈正松.基于單片機實現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(17):105-107. [8]石永生,陳廣盛,趙金龍.基于單片機的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計[J].信息通信,2013(10):63-64. [9]陳瞳.基于單片機的智能家居照明控制系統(tǒng)設(shè)計[J].山西大同大學學報(自然科學版),2020,36(01):18-21. [10]李春秀.基于單片機的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].通訊世界,2019,26(09):188-190. [11]鄭禮源.基于STC89S52單片機的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化應用,2019(05):68-70. [12]譚佳怡.基于單片機的智能照明控制系統(tǒng)分析[J].數(shù)碼世界,2016(12):210. 指導教師（簽字）： 年 月 日