教室智能照明控制系统设计开题报告

 2022-10-08 10:26:24

1. 研究目的与意义

随着计算机网络、通信、控制等技术的发展,智能建筑的发展越来越迅猛。目前,国内大多数智能建筑存在效率低、能耗高的现象。就智能建筑的照明系统来说,许多地方的灯经常是从早到晚开着的,不管这些房间或楼道是否有人,也不管有多少人。或者,当自然光照度很好时,灯不能及时关闭;反之,当自然光照度难以满足人的需求时,又不能及时打开灯光。这种照明方式,不仅造成能源的浪费,而且不能满足人对照明的基本需求。

随着各大院校不断扩招,教室不断扩建,教室的用电负荷不断加大,教室用电管理不善,造成学校电能浪费,经济损失,这种的浪费与当今的节约能源理念相违背。再者,现代自动化程度不断提高,计算机技术的普及,灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。的自动控制等等。所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。于是,开发简便、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。

2. 课题关键问题和重难点

① 自动光线检测功能:能够检测当前教室内光线的强弱;

② 自动人数记数功能:能够计算当前教师的人数;

③ 手动、自动切换功能:实现照明装置的手、自动切换;

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3. 国内外研究现状(文献综述)

中国经济持续多年的高速发展让能源问题日益突出。能源问题已成为制约我国国民经济发展的关键问题。此外,能源问题不仅关系经济发展和环境生态,在特定情况下还会对社会稳定有很大影响。鉴于能源问题的重要性,我国在绿色照明工程新闻发布,绿色照明工程未来五年问将在公用设旅、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯,节电290亿度电。上海、河北等一些地方采取政府对节能灯大宗采购每只补贴3至4元的方式进行推广。从普通白炽灯到高效节能灯,使我国的电光源产品结构逐步向节电型转变,荧光灯与普通白炽灯的比例由1995 1:6.25上升到目前的1:1.5。目前,我国照明用电约占社会总用电量12%,采用高效照明产品代替传统的低效照明产品可节电60%-80%。如今,北京正在大力推行绿色照明工程,己推出上百万只绿色照明光源和部分节能电器,据估算年节约用电可达3442万千瓦时,节约电费2519.7万元。由此可见,节能照明用电,对节能具有重要的意义。目前国内各类院校中,由于同学们的自觉节能意识薄弱,在光线足够强时也开灯,课上完离开教室后灯还亮着的现象普遍存在;而且,节能规划极为欠缺,教室的灯光控制由管理人员手工代替,教室极多,管理人员忙不过来,这样就造成不必要的电能浪费和经济损失。基于以上种种原因,提高教室用电效率就成为学校节能的重要且主要的措施之一,因此节能技术的重要手段之一就是教室灯关自动控制系统的设计无疑就成为其中一项重要课题。

随着国民经济的快速发展,高等教育越来越被政府关注和重视,校园规模也随着高等教育规模的扩大而扩大,教室的数量也大幅度增加。为使师生有舒适的教学和学习的环境,在教室的面积、设施方面,学校在力所能及的范围内予以最大的改善。但由于大学开放型的管理模式,以及部分大学生的节能意识的淡薄,高校教室在白天室内照度很高情况下,仍然普遍存在开灯作业,室内照明设施全部开启;为了建设绿色节,本文设计了种智能照明控制系统,可以合理有效地利用照明灯光,从而大大地减少高校照明能源浪费的现象。

目前,国内外研究开发的智能照明控制系统,按照网络的拓扑结构可以分为集中式或分布式。集中式智能照明控制系统主要为星形拓扑,即以中央控制节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互连结构。各照明控制器、控制面板等设备均连接到中央控制器(CPU)上,由中央控制器向照明控制器等末端执行单元传送数据包;分布式智能照明控制系统以中央监控为中心,组建控制主干网和多个控制子网,各照明控制器,控制面板等设备均具有中央处理器CPU单元,每个控制器和面板都可以直接连接在子网上。

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4. 研究方案

本文设计的系统采用智能控制,教室灯光智能控制器系统是以单片机为主控芯片,通过红外传感器感应进出教室人数,通过光敏电阻感应教室内的光线强度,经单片机进行时间控制及判断,以确定教室内是否有人存在,再根据教室内的光线强度来举决定是否开启灯光,实现对教室内的灯光进行智能控制。做到人在灯在,人走灯关。系统采用单片机和红外感应传感器自动检测人体信号,不需要人工干预,实现了照明控制的自动化。

1、电源模块:该模块将220v交流电经过变压器、全桥整流、稳压、 7805稳压之后、输出5v直流电、以达到给本设计所用的单片机、传感器以及其他元器件供电的目的。

2、手动控制模块:对教室灯光进行手动控制,可直接控制灯光一直开启或一直关闭,以此为特殊情况下的用电要求而设计。

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5. 工作计划

第1周:查阅相关资料,掌握单片机的工作原理;

第2周:继续查阅相关资料,并翻译不少于3000字的外文文献,论证设计的可行性,研究设计方

案和设计思路;

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