智能型控制论文

智能型控制论文（共12篇）

智能型控制论文 篇1

伦敦King's Cross地铁站目前安装了Advanced Electronics公司的智能型控制器。作为地铁站消防系统的一部分, 这种控制器可以进行火灾探测, 还可以对烟气阀进行控制。该地铁站总共安装了16个MX-4400四回路模拟量可寻址火灾报警控制器, 还安装了12个经MX-4400系列改进的烟气阀控制器来控制车站周围140个烟气阀, 这28个控制器通过网络互联在一起, 以保护地铁车站的安全。

智能型控制论文 篇2

一、智能控制技术在工程机械控制中的应用

1。控制目标和策略

在实际工作中，极其的作业形式和作业方法都存在着一定的差异，所以智能控制技术在控制目标和控制策略的选择上也存在着很大的不同。在智能控制技术应用于挖掘机领域方面，其主要要实现的控制目标就是要实现节能环保，同时也要提高机械生产的效率。智能控制技术使用在压路机领域方面主要就是要实现碾压的质量和压实的速度。当前挖掘机主要有两种控制策略，一是“负载适应控制”另一种是“动力适应控制”。负载适应控制主要就是指在发动机发出功率已经稳定的情况下，液压系统能够根据实际的需要对自身的运行状态进行适当的调整，从而使其能够以最佳的状态来完成工作。动力适应控制就是在实际的工作中发动机要根据运行的具体情况支持发动机的动力输出，这也极大的节约了能源。采用“负载适应控制”技术的挖掘机，一般设有几种动力选择模式，如最大功率模式，标准功率模式和经济功率模式，每种模式下的发动机输出功率基本恒定，同时液压泵业设有几条恒功率曲线与之匹配。由于系统中采用了发动机速度传感控制技术(ESS控制技术)，在匹配时将每种功率模式下的泵的吸收功率设定为大于或等于该模式下的发动机输出功率，这样可以使液压系统充分吸收利用发动机的功率，减少能量损失。还可以通过对泵的吸收功率的调节，协调负载与发动机的动力输出，避免发动机熄火。在实际的工作中，操作人员需要根据作业面的具体情况选择发动机电费模式，所以这种方式在实行的过程中还需要一定的人工参与，如果操作不当，非常容易造成浪费的现象。采用动力适应控制以后挖掘机就能够开启自动控制的模式，在作业的过程中，该技术可以根据实际的需要为发动机的运行提供一定的动力，这样也有效的避免了资源和能源的浪费现象，该系统可以根据机械运行的实际需要来供给动力，在运行的过程中不需要过多人工的操作和参与，在经济性和高效性上都有着很好的表现。这一系统的运行思路是让机器对施工的具体情况进行有效的识别，同时根据其分析的具体状况制定适当的解决办法，发动机和该系统在运行的过程中会对运行的状态进行适当的调整，这样就能够保证其在运行的过程中处于良好的状态。在挖掘机智能控制技术中还需要一些节能和为操作提供方便的方法，采用这些方法能够更好的对系统进行维护和保养，能够更加有效的提升整个系统的性能和运行质量。智能压路机在使用智能控制技术的过程中需要根据设定的质量和目标对压实的效果进行有效的检测和控制，同时还要通过系统的自我调节来寻找最佳的`解决方案。

2。控制方法，任何智能控制系统包含三个过程：

(1)采集信息;

(2)处理信息并做出决策和思考;

(3)决定执行。挖掘机是通过检测液压系统得运行参数来识别载荷大小的，如检测液压系统中泵的控制压力，泵的输油压力和各机构(行走，回转，动臂提升和斗杆收回)的工作压力等。有的还检测先导手柄的位移量和系统流量等。挖掘机控制器根据采集的信息，通过模糊控制理论推理出所需功率的大小和发动机的最佳转速。执行决定的过程是由控制器驱动发动机油门执行器，使发动机设定到理想的转速和输出功率。而压路机是通过连续检测振动轮的振动加速来识别地面压实质量的。振动轮内的旋转偏心快产生的振动，理论上是一条正弦曲线。当振动轮在地面上振动时，曲线总是被扰动的，在软地面上额度扰动小，在硬地面上的扰动大。通过对压路机振动轮的加速度进行快速傅立叶变换处理，能够计算出地面压实的数据。

二、结语

商业智能：控制风险 篇3

2007年秋，“经济学人智库”(EconomistIntelligence Unit)对154名全球CEO、COO、CFO级别的企业高管做的一项调查显示，只有不到10％的企业高管人员认为他们拥有做出关键决策所需的信息，这表明市场对商业智能与洞察力具有更大的需求。

过去很多企业往往依靠管理人员的直觉和经验做出决策，然而有时候这种直觉和经验却不一定是正确的。全球经济衰退形势引发了人们各种各样的担忧，由此也产生了很多来源复杂的信息，这些都使企业用户越来越重视获得值得信赖的信息，确保所有企业客户、产品、供应链以及销售数据能够准确、及时，并易于获取的关键。从上世纪60年代末开始，研究人员就开始探索利用IT技术实现以数据为导向的决策，其中BI软件扮演的角色越来越受到重视。

BI软件的基本原则之一是，正确的决策依赖于可靠的数据而不是直觉或片面的信息。现代BI软件使组织能够像处理其他任何业务流程一样处理决策，即可以进行评估和持续改进。在此过程中，公司将会赢得短期和长期的巨大收益。BI软件具有强大的跟踪记录功能，可以帮助公司将业务规则应用到数据集中，以实现重复或经常性决策的自动化。

为了迅速有效地应对瞬息万变的商业形势，人们把商业智能、信息管理、企业绩效管理以及GRC(公司治理、风险管理和法规遵从)等传统上各自孤立的商业规则整合起来，提高洞察力。这种数据整合的方法将帮助人们制定出影响整个企业的更明智的决策——从供应链优化到确保法规遵从、结账以及利润率分析。

举个例子，全球最大的运输企业之一——新加坡东方海皇集团(NOL)日前应用了BusinessObjects(简称BO)的商务智能、企业绩效管理以及GRC解决方案。BO解决方案所提供的信息将使NOL能够不间断地测量和监测业务绩效，根据实时提供的信息制定决策，缩小策略制定与具体执行之间的差距，解决运输企业所面临的行业问题，如基础设施拥堵、燃油成本上升、客户需求增加、贸易失衡和供应链安全性等问题。

虽然企业通过CRM系统、电子邮件、文档等数据来源可以获得大量的信息，但往往缺乏一种智能的方法去查找和分析他们所寻找的信息。通过文本分析和客户情感分析，企业将能够挖掘出大量的CRM信息，从而准确判断出客户对产品质量、客户服务以及市场营销活动的感受。在波士顿的一间未公开的实验室，16位拥有语言学博士学位的专家正在寻找一种能提供有关客户情感信息的用词与表达方法，针对这类表达方式开发出能对非结构化文本进行扫描的功能，更好地了解客户心理和思想。

智能型控制论文 篇4

技能点:PLC接线、洗衣机各种输入输出设备的检测与调试。

难点:顺序功能图转化为步进指令 (STL) 梯形图。

注意要点:必须具有电工安全基本知识, PLC接线时必须断电。

必要条件:电脑、可编程控制器、编程电缆。

本期智能家居控制跟我学, 教大家制作智能洗衣机控制。通过前几期PLC控制的实例介绍, 我们可以看出:用PLC的基本逻辑指令进行编程, 其基本的设计方法同继电器-接触器控制系统的设计方法是相似的, 通常有经验设计法和逻辑设计法两种。经验设计法自然与设计者的经验有关, 要求设计者有丰富的设计经验、熟悉比较多的控制线路等, 尽管这样, 但在比较复杂的联锁控制中, 也会出现设计漏洞。而逻辑设计法在理论上讲是完备的, 但比较复杂, 一般设计人员难以掌握。因此本期想通过智能洗衣机控制实例来介绍一种用PLC顺序功能图对问题进行描述和编程的方法。

顺序功能图 (SFC) 主要是针对顺序控制过程的控制功能和控制条件, 自上而下, 类似流程图的顺序, 来进行设计和编程的通用化语言。该方法精确严密, 简单易学, 有利于设计人员和其他专业人员设计意图的沟通和交流。

第一步:购买一台电脑主板已损坏的全自动洗衣机, 如图1、图2所示。

第二步:打开外壳, 如图3所示。

第三步:打开电脑主板, 如图4所示。

第四步:找出设备对应的导线, 如图5所示。

第五步:找出洗衣机的安全开关 (盖开关) , 如图6所示。

第六步:找出洗衣机的进水电磁阀, 如图7所示。

第七步:找出洗衣机的水位开关, 如图8所示。

第八步:找出洗衣机的排水电磁阀, 如图9所示。

第九步:智能洗衣机方案设计。

启动时, 首先进水, 到高水位 (根据衣服的多少可以选择不同的水位) 时, 开始洗涤。正转洗涤15秒, 暂停4秒后, 反转洗涤15秒, 暂停4秒后再正转洗涤15秒, 如此反复30次。洗涤结束后, 开始排水, 当水位下降到低水位时, 进行脱水 (同时排水) , 脱水时间为1.5分钟。这样完成1次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次上述大循环后 (第2、3次为漂洗) , 洗衣机发出完成洗涤工作报警, 报警10秒后结束全过程, 自动停机。

在洗涤过程中, 洗衣机盖门一但打开就暂停洗涤, 盖门闭合, 洗涤继续。

智能洗衣机控制采用的可编程控制器是日本三菱FX2N-64MR型PLC。

第十步:智能洗衣机顺序功能图设计。设计的智能洗衣机顺序功能图如图10所示。

第十一步:把顺序功能图 (SFC) 转化为步进指令 (STL) 梯形图。如图11所示。

程序说明:

(1) 输入、输出点的I/O分配, 如表1所示。

(2) PLC接线如图12所示。

(3) 在PLC由STOP→RUN状态时, 用接通一个扫描周期的初始化脉冲M8002来将初始状态S0置为ON。按下启动按钮, 首先进水电磁阀Y0得电进水, 到高水位 (根据衣服的多少可以选择不同的水位) 时, X003闭合, 开始洗涤。Y1得电正转洗涤15秒, 暂停4秒后, Y2得电反转洗涤15秒, 暂停4秒后, 再Y1得电正转洗涤15秒, 如此反复30次。洗涤结束后, Y3得电, 排水电磁阀打开, 开始排水, 当水位下降到低水位时, X004闭合, Y004脱水离合器得电, 同时Y1得电正转, 进行快速转动脱水 (排水电磁阀仍然打开) , 脱水时间为1.5分钟, 这样完成1次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次上述大循环后 (第2、3次为漂洗) , Y5得电, 洗衣机发出完成洗涤工作报警, 报警10秒后结束全过程, 自动停机。

在洗涤过程中, 洗衣机盖门一旦打开, X002断开, 电机停止转动, 暂停洗涤, 盖门闭合, 继续洗涤。

备注:

(1) 由于受篇幅的限制, 这里只介绍相对简单的智能洗衣机控制。

读者在上述介绍的程序中, 可以改变其电机正反转的时间、脱水时间等参数, 来改变洗涤状态。

现在提供一个功能多些的智能洗衣机设计方案, 供读者思考。面板设计如图13所示。

智能型控制论文 篇5

智能控制管理系统建设方案

山东贝宁电子科技开发有限公司

2017年10月

目 录

第1章 建设背景............................................3

1.1 城市照明存在的问题.................................3 1.2 发展智慧照明的必要性...............................4 第2章 建设意义和建设目标..................................5

2.1 建设意义...........................................5 2.2 建设目标...........................................6 第3章 建设内容............................................6 第4章平台建设方案........................................7

4.1 照明智能控制管理系统...............................7 4.2 路灯集中控制器....................................10 4.2.1 遥控功能....................................11 4.2.2 遥测功能....................................12 4.2.3 遥信功能....................................12 4.2.4 遥调功能....................................12 4.2.5 查询统计分析功能............................12 4.2.6 卫星自动校时功能(GPS).......................12 4.2.7 报警管理功能................................13 4.2.8 系统安全管理................................13 4.3 单灯节能管理系统..................................13 4.3.1 节能规划方案................................14 4.3.2 单灯控制节能................................15 4.3.3 单灯管理节能................................15

4.4 多路电流检测系统..................................18 4.5 路灯线缆监测报警系统..............................18 4.5.1 自动报警....................................19 4.5.2 抗干扰......................................20 4.6 软件平台..........................................20 4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端）........20 4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端）......21 4.7 节能分析及社会效益................................22

第1章 建设背景

1.1 城市照明存在的问题

随着照明设施数量越来越多，如何有效地管理好城市照明设施是城市管理部门目前的最大课题。此外，大量的维护工作和维护成本及不宜及时发现的安全隐患，也给城市管理带来巨大的困难。在当前形势下，采用以往的过于粗放、被动、无监督和评价机制的传统管理模式已不能满足现代化城市照明管理的需要，创建一种全新的管理模式来推动城市的照明管理和亮化管理已成为迫在眉睫的首要工作。

一、监控管理方式落后且维护成本高

目前城市照明管理还是采用比较传统的时钟控制方式，特别是重大节日或阴雨天不能根据需要进行亮灯情况调整，不能对单灯进行控制，不能根据实际情况（例如：天气突变、重大事件、重要节日灯）及时校时和修改开关灯事件，无法实现按需照明；路灯运行情况无法实时、准确监控，出现灯具故障或路灯控制器损坏造成白天亮灯情况，无法及时反馈到监控中心；另外，缺乏路灯故障处理情况跟踪、分析机制，影响照明生产管理考核，从而影响到领导的管理决策判断；路灯的数量非常多，并且分布非常广，而现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区。

二、能源消耗大

随着城市的迅速发展，城市城区道路照明和亮体工程建设得到了迅速发展，路灯和景观灯数量日益增加。城市照明用电的电能消耗越发成为政府财政支出的沉重负担，不符合国家节能减排，低碳环保政策；目前无法实现按需照明，造成了30%-40%的电能浪费，同时造成了光污染，并且极大缩短了灯具的寿命。

三、照明设施损坏所带来的大面积停电等问题

照明设备和照明线缆被损坏的现象屡有发生，给当地政府带来巨大的经济损失。线缆损坏后，造成路灯大面积停电，交通事故和偷抢案件发生几率上升，严重影响了社会治安。同时，裸露的带电电缆会出现安全隐患。目前城市照明控制方式不具备设施防盗检测，无法及时发现并准确定位电缆盗割、灯头被盗位置。

四、存在严重安全隐患

城市照明灯杆漏电、裸露电缆漏电等现象，容易造成人员触电，无法及时发现并断电，造成人员伤亡。尤其是在雨季，触电几率大大增加，更加危险。目前，国内已有多个城市因此造成了多起人员伤亡事件，已引起相关部门的高度重视，但至今仍无切实有效的解决办法。

1.2 发展智慧照明的必要性

随着国民经济的不断发展和城市规模的不断扩大，城市公共照明设施数量急速增加，用电量节节攀升，对城市公共照明的管理提出了更高要求，城市照明智能控制和节能管理已成为城市照明主管部门面临的重要任务之一。

发展智慧照明是建设数字化城市、智慧城市不可或缺的一部分，2016年8月，《“十三五”城市绿色照明规划纲要》顺利验收，该纲要全面总结了“十二五”期间全国城市照明的发展情况，紧紧围绕“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念，以提升城市照明品质和实现照明节能为核心，发挥智慧照明在智慧城市建设中的引领作用，对“十三五”全面推进我国城市绿色照明工作具有重要指导意义。

在日照市政府的领导下，日照市的城区照明建设取得了长足的发展，形成了有点有线、互相贯穿、风格各异的灯光景观，为提升城市形象，保障群众夜间生活做出了巨大贡献。为进一步推动日照市城市照明的发展，我公司特制定以下照明智能管理建设方案。

第2章 建设意义和建设目标

2.1 建设意义

建设城市照明智能控制管理系统具有以下重要意义：

1、提升科学管理能力

本系统能对城市照明实现精细化管理，将繁琐复杂的工作通过系统实现简单化。提供专家分析进行提前预测，做到真正的事前预知，能有效消除安全隐患，做到防患于未然。能根据不同的故障等级，启动不同的处置流程，进行协同办公，提高处置效率。

2、节约电能支出

在满足国家标准的前提下，通过智能开关灯、降功率等管理方式，为不同的应用场合提供不同的照明需求，减少过度照明，从而节约了大量的电能，真正实现节能减排。在响应国家的低碳经济的号召的同时，又能实现良好的节能效果。

3、降低运维成本

将“人工巡检”改为“值班等待报警”的维护方式，精准巡视，有效解决了巡检人员的问题，将被动巡检改为定点维护，有效减少车辆损耗，提高了维护人员及车辆的使用效率，极大降低了维护成本。

4、减少经济损失，降低安全隐患

当有灯杆漏电人员伤亡、线路破损、电缆盗割等现象发生时，值班工作人员会在第一时间接到短信报警通知，方便工作人员及时处理，也避免了裸露电线对行人造成的安全隐患。

5、提高城市形象

城市照明系统既是一种公益性事业，也是城市形象工程，城市照明智能控制管理系统的建成，将使灯光管理水平与现代化的大都市相适应，提高亮灯率，减少各种故障，合理照明，美化照明，安全照明，营造出智慧城市和数字城市的照明效果，树立和提升城市的品牌。

2.2 建设目标

本方案将有助于日照市城市管理局实现以下目标：

以按需照明为理念，通过单灯调节管理功能实现城市照明智能管理目的，节约运行成本。提高路灯管理水平和效率。

以精细管理为导向，通过照明设施资源管理系统，动态管理照明设施信息。以主动发现为目的，通过照明移动监控系统，实现随时随地监控路灯运行情况，突发事件紧急调控。

第3章 建设内容

一、照明智能控制系统建设

第一部分：监控中心建设

监控中心系统用若干计算机建立一个计算机局域网络，通过GPRS/3G/宽带网络，实现远端现场数据、处理和控制，并通过电脑端，将现场情况、数据报表、地理信息数据进行反应和显示，以供管理部门进行管理和决策。系统提供远程服务功能，同时中心还配备GPS校时、不间断电源等，保障中心系统稳定可靠地运行。系统还可以将分布在全市各角落的照明信息通过通讯网络采集到智能路灯管理系统，并在智能路灯管理系统进行信息的集成。

采集的信息内容包括：功率、电流、电压、开关箱信息、电能表度数、亮灯率统计数据等。在本系统中，也可对监控点进行分组分层，便于管理。

监控中心系统项目建成后可将城市照明的智能管理、数据采集、数据处理集一体，并通过群控或组控实现对不同监控的控制功能。

第二部分：路灯集中控制管理器建设

在路灯箱变中，安装“路灯集中控制器”终端，实现线路开关控制功能、监控和防盗功能，进行远程本地设防、撤防；实现报警功能；并通过电力载波 “单灯控制器”进行通讯。

通过Internet以及GPRS/3G网络，智能路灯管理系统可以跟每台“路灯集中控制管理终端”通讯，实现如下基本功能：

1、按需控制每个控制点开关灯

2、接受各种报警信息

3、采集控制点的电流电压

4、采集每盏灯的运行状态（安装单灯控制器可实现）

5、控制每盏灯的状态（安装单灯控制器可实现）第三部分：单灯控制器建设

对每杆路灯加装单灯控制器。实现开关控制、亮度调节、信息采集。

第4章平台建设方案

4.1 照明智能控制管理系统

城市照明智能控制管理系统由监控中心、路灯集中控制器、单灯控制器及路灯电缆监测报警器组成。路灯集中控制器安装在配电柜内，通过GPRS无线网络与监控中心进行通信，监控终端安装在照明终端。集中控制器接受、执行、转发监控中心的命令，并通过监控终端对每盏灯进行开关控制和亮度调节，实现灵活的远程控制。同时，路灯集中控制器可通过内置输出端口对各路灯回路的监控，并通过监控终端监控每盏灯的实时状态，还可以通过模拟量、数字量输入端口，将现场的光照、用电量等信息反馈至监控中心，以实现对城市路灯系统的科学管理。

系统工作原理图

城市智慧照明监控中心

城市智慧照明示意图

城市照明智能控制管理系统—电脑客户端登录界面

城市智慧照明监控软件系统截图

4.2 路灯集中控制器

路灯集中控制器通过电力线载波通信方式实现对所属控制节点的管理和控制，并通过GPRS无线通信方式，实现与监控中心的通信。

路灯集中控制器内置相关软件程序，在电力线上形成智能控制网络，实现对所属回路和路灯的管理和控制。

路灯集中控制器可实现以下功能：

4.2.1 遥控功能

系统提供了多种控制手段，其中既有时控、光控、手控等独立控制方式，又有相互结合、特殊控制等复杂控制方式。

 时控

根据当地的经纬度坐标计算计算出全年的日出日落时间，经过调整得出全年开关灯时间表下发到智能监控终端，实现自动开关灯控制。

 光控

根据光照度实现按需开关灯控制。 手动控制

在特殊条件下，可通过系统手动控制功能实现任意回路的开关灯控制。 预案控制

为了满足某些特殊时期（节假日、国家重大活动）对亮灯时间的特殊要求，系统提供预案管理功能，可以为特殊时期专门设置一套开关灯时间，并且不会影响其他时间路

灯的开关控制。

4.2.2 遥测功能

系统通过遥测功能来获取路灯设施的运行参数信息。主要参数包括：三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、支路电流等。

监控中心有周期自动巡测机制，系统按设定的时间周期自动进行巡测，同时系统也允许监控人员随时进行手动巡测。

4.2.3 遥信功能

系统通过遥信功能可以直接获取路灯设施的运行状态，一旦发现某个状态发生异常，会在第一时间将异常信息发送给监控中心。

4.2.4 遥调功能

系统通过遥调功能可以实现对远程监控终端的管理，可以调整监控终端的工作状态和工作参数，以便对路灯设施进行更好的监控和管理。

4.2.5 查询统计分析功能

系统数据分为两种：运行参数数据、统计分析数据，这两种数据的展示方式有所区别，其中运行参数数据一般用数据报表的方式展示，而统计分析数据则可使用报表、图形（曲线图、柱状图、饼图）等方式展示。

4.2.6 卫星自动校时功能(GPS)通过安装在监控中心的GPS设备采集卫星基准时间与服务器时间校对，保证监控中心所有服务器时钟的准确性和一致性。监控中心定时给智能监控终端发送校时指令，从

而确保监控中心和智能监控终端时间的准确性和一致性。

4.2.7 报警管理功能

系统报警数据有两种来源：遥测数据、遥信数据，通过分析遥测、遥信数据，可以检测设备运行状态异常并产生报警记录，产生的报警记录会永久保存，以供查询、统计、分析；同时，报警信息会通过多种方式（短信、声音、信息提示窗口）告知用户。

4.2.8 系统安全管理

为了规范系统操作，增强系统的安全性，系统采用了严格的安全管理措施。系统定义了多种用户角色，每种角色都有自己独立的操作权限和用户界面，用户登录系统后只能完成权限允许的各种操作。

用户登录系统后的所有操作都要记录日志，并永久保存，以便在发生异常操作时追溯问题，明确责任。

为了保证业务数据的完整性和安全性，在保存和传输业务数据时要对数据加密。

4.3 单灯节能管理系统

单灯控制器通过电力载波通信技术与智能监控终端进行通讯，实现对每一盏灯的监测和控制，无需布线，安装方便，同时实现：

1、数据采集：电压、电流、功率、用电量。

2、单灯控制：单灯定时开关，亮度调节。

3、时段控制：可按需进行时段控制。

单灯控制器图 4.3.1 节能规划方案

 改造后亮灯效果对比

全亮效果 80%隔一亮一效果

单灯控制器安装在灯杆下端全

亮度效果

隔

亮主灭辅效果

4.3.2 单灯控制节能

系统以智能照明控制管理为基础，提供开关灯时间的精确控制方案，协助用户制定分时、分区、分季节、分路段的开关灯计划，以单灯控制器为终端管理手段，提供单灯节能控制方案，实现30%以上的节能，并且能有效的减少亮灯时间，延长灯具寿命。

 单灯控制方案

借助于单灯控制器，系统可以对每盏灯进行监控，系统可以根据人流、车流、天气等环境条件设定合理的开关灯方案，在保证照明的前提下进行单灯节能控制。

 手动单灯控制

手动控制可以实现对单个或一条道路上的多个路灯进行灵活、简便的控制。

4.3.3 单灯管理节能

通过照明单灯节能管理系统的应用，使城市照明设施的管理具体到每一盏灯，城市照明的管理者足不出户即可对每一盏灯的工作状态、电流、电压、故障等信息实时“在线巡测”，改变了以前路灯养护主要依靠人工巡检，热线报修的发现故障的方式，大量节省办公、车辆、人员等费用和能耗，降低整体运维成本，达到节能降耗的目的。

 单灯报警

通过单灯控制器，系统可以获取每个灯具的电压、电流、功率因数等运行参数，再结合系统设置的报警判断限值可以确定灯具是否存在异常，并可进一步确定异常的具体类型。常见报警类型有：灯具损坏、灯具闪灯、电容失效等。

 单灯故障报表

对每天晚上单灯运行的情况进行分析、汇总，生成单灯故障报告，反馈给维护部门进行故障处理，系统可以按日、月、年或者即时需要查询、统计、打印。

流程示意图

单灯控制及运行状态查询界面截图

灯具故障统计信息截图

电量查询截图

4.4 多路电流检测系统

LBMCA-12型多路电流监测器集数据采集、传输功能于一体,多路采集，实时显示，数据采集和传输一体化设计，采用485通讯；可采集12路电流；支持远程参数查看、设置。

多路电流监测器

多路电流监测器配合集中控制管理器使用，可以监测每个回路的电流。在软件系统中设置阈值，超出阈值范围报警。工作人员可以通过多路电流监测器采集到某个周期内的电流电压数据进行分析，及时发现线路问题与安全隐患。

4.5 路灯线缆监测报警系统

照明电缆监测报警系统可实现对城市照明电缆实时远程监测，并能在第一时间发现电缆断线情况并通知监控中心。系统主要由三个部分组成:监控软件部署在监控中心服务器上，电缆集中监控器安装于路灯箱内，电缆监控终端单元安装于线缆末端。通过GPRS通讯和电力载波两级网络完成路灯控制箱到路灯末端电缆全天候24小时检测。如有电缆盗割现象发生，系统会在第一时间报警告知监控中心值班人员，并支持短信通知报警。系统具有投入资金少、维修方便、快捷、维修成本低、误报率低、报警地址准确等优点。

线路检测报警器 单灯控制器

路灯电缆监测报警系统可实现城市照明电缆实时远程监控，当装有电缆监控终端的线路被切断时会自动报警；监控中心因特殊原因无人值守时，系统可以通过预置若干个手机号码，以短消息方式把故障报警的时间、地点、报警类型等相关信息发送至各相关人员的手机上；由于电缆监控终端安装环境干扰性比较大，终端的软硬件设计中采用了多种抗干扰措施有效确保了系统的正常运行。

路灯电缆监测流程示意图

4.5.1 自动报警

当装有电缆监控终端线路被切断时会自动报警。

监控中心因特殊原因无人值守时，系统可以通过预置若干个手机号码，以短消息方

式把故障报警的时间、地点、内容等相关信息发送至各相关人员的手机上。

4.5.2 抗干扰

由于电缆监控终端安装环境干扰性比较大，终端的软硬件设计中采用了多种抗干扰措施，有效确保了系统的正常运行。

4.6 软件平台

4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端）

城市照明智能控制管理系统软件综合运用了物联网、云计算、空间地理信息、大数据等技术，可以通过电脑客户端登录，对已授权的路灯等设施进行管理、操作、维护。

pc端系统软件截图

pc端系统软件截图

4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端）

城市照明智能控制管理系统软件（手机端）是基于手机操作系统集单灯控制、设备运行监控、线路检测、故障报警、人员定位等功能为一体的路灯移动管理平台。系统的使用不受时间、地点、空间限制，有效解决路灯管理人员不在监控中心的情况下实现应急调控、设备检修人员能够在现场检测故障路灯的修复情况等问题，有助于突发事件现场快速处置，实现“零距离”应急处理和指挥。系统的应用将会使城市照明管理工作变得更方便快捷，巡检服务队伍的工作效率得到显著提高。

手机端系统软件截图

4.7 节能分析及社会效益

经济效益：

社会效益：

实施节能规划符合国家倡导的“节能减排，低碳生活”的发展思想，节约不可再生资源、减少CO₂的排放，同时有助于树立“重视能源利用，倡导科技环保”的全新城市形象，对强化广大市民的节电意识将会起到积极的示范效应。

智能空调控制电路设计 篇6

[关键字]单片机 串行通信 温度传感器 自动复位

随着科学技术的发展，微电脑智能控制技术的日趋成熟，其在家电产品中的应用也越来越广泛。为了使家电产品趋向高效、节能和智能化方向发展，淘汰老式空调的单调功能的控制电路，引入了智能化控制芯片，本电路（智能空调控制电路）的研制就能达到智能化控制的目的。本电路在执行机构（空调机）和被控参数（温度、时间等）之间建立一闭环控制。硬件电路上提供基于两种参数（时钟、温度）的控制方式。适当编制不同的软件，可灵活扩展空调机的工作方式。智能空调控制电路原理及分析：

智能空调控制电路（以下简称控制电路）为一89S51单片机的最小系统。其功能模块框图如下。下面将逐一介绍各功能模块电路。

1.主板电路。

（1）温度采样电路。这部分电路的重点组成部分是A/D转换器MC14433芯片。它把前级电路来的温度模拟信号转化成单片机能够识别的数字信号，供给单片机处理后，发出控制信号。传感器部分使用铂电阻温度传感器PT100。通过电桥电路将变化的电阻信号转换成供后级运放使用的差模输入信号。放大电路部分采用OP-07精密放大器组成的一个普通放大电路。具有失调小、漂移小的特点。传感器部分电路主要任务就是使MC14433的Vin与温度t成线性关系，提高控制精度。

（2）外部时钟电路。这部分电路核心是具有后备电池供电的MC146818低功耗高速CMOS集成芯片。MC146818有完备的时钟、闹钟及百年日历功能。可提供准确的当前时间供控制使用。其双向数据/地址总线直接接到89S51的P0口的8个引脚上。外接频率为32768Hz晶振。并配有独立的供电电路。在控制仪工作期间为电池充电，以确保断电时电池有足够的能量供时钟运行和使MC146818内部的数据不丢失。

（3）输出电路及报警电路。输出电路使用89S51的P1口作为I/O口。运用不同的算法，可实现开关量控制和脉宽调制输出，脉宽调制输出的控制信号可用来控制可连续改变的参量，开关量通过继电器输出。报警电路使用了一个音乐芯片。当89S51检测到一个非正常情况时，如传感器故障，使温度超限时，它会给P1.1脚一个高电平使喇叭发声，来提示用户处理。

2.面板部分。

（1）显示部分。显示电路部分接在89S51的串行口上。它的主要部分是CMOS型4096,由此决定它是静态显示。根据需要，显示元件可采用的是8段数码管和发光二极管，或者采用定制的码段液晶片、OLED显示等器件，来显示温度等必要的数据及运行状态信息。

（2）键盘输入及遥控输入。由于控制电路只采用了七个功能键，所以用一片74LS244将它与总线隔离开后，便可通过并口查询，方便地读取键盘值，然后作相应处理。加入遥控输入，通过软件解码来达到相应的控制功能。

3.硬件调试。自动复位电路：在89S51的实际应用中，当电源电压波动时，引起电压检测硬件电路上的INT0中断，从而使单片机处于节电工作状态下。但在电源恢复正常情况后，89C51不能借助外部定时中断恢复正常工作，进入“死机状态”。加入自动复位电路后，就可克服这种节电工作方式下的“假死机”情况。

经过多次的试验及调整，控制电路的软件调试成功，样机也能正常工作。

参考文献：

[1]MC146818数据手册[Z].

[2]MC14433数据手册[Z].

智能型控制论文 篇7

1 如何降低防盗报警系统的误报和漏报

针对误报警目前还没有一个权威的确切定义, 在我国一般认为:“没有出现危险情况报警系统发出报警信号即为误报。”报警设备故障、报警系统设计不合理、施工安装不当、环境噪音干扰、用户使用不当是造成防盗系统发生误报的主要原因。为了提高防盗报警控制系统的准确率, 减少误报和漏报率可以从下面两个方面改进。第一, 人防方面。建立合理有效的报警确认信息制度, 只有报警信息准确就可以减少误报和漏报次数。第二, 进一步地提高探测器的性能。通过提高探测器的性能, 利用主机可对信号优先排队处理的特性加强其抗干扰能力。光线、温度等外界环境因素也会影响探测器的判断, 要想提高探测器的判断准确率可采取:

(1) 二次延时判断确认。

(2) 使用多个各种类探测头的探测技术。

(3) 微处理器程序判断。

(4) 在红外探测头上增加滤光镜。

2 安全防护系统

智能楼宇安全防护系统主要包括以下四个子系统:监控报警系统、可视对讲系统、门禁识别系统、以及包括紧急报警、感烟报警、煤气泄漏报警在内的家庭综合安防报警系统。

2.1 监控报警系统

监控报警系统可以对整个区域进行全方位全时间段的实时现场监控, 以保证整个小区的环境安全。

2.2 可视对讲系统

这是一个非常实用的系统, 当有客人来访时, 来访者按下与房门号相对应的按钮, 客人的面貌就会出现在可视对讲器的终端上。房主在家就可以知道是谁来拜访了。房主还可以通过可视对讲系统与来访者进行对话, 并且给客人打开楼底的大门。

2.3 门禁识别系统

门禁识别系统安装在小区或单位的进出口, 在进出口处对来往人员进行检查。但发现有非本小区或单位人员进出时立刻发出报警信号。

2.4 家庭综合安防报警系统

室内一旦出现入室盗窃、煤气泄漏、火灾、紧急情况等家庭综合安防报警系统都会发出报警信号。

3 智能型楼宇防盗报警控制系统

智能型楼宇防盗报警控制系统主要的服务对象是楼宇住户。智能型楼宇防盗报警控制系统还使用了高性能的保安探头, 以实现高等级的安保。现代化电子技术和单片机技术被使用在这个新型的智能报警系统中, 所以保安功能全部可由用户设置与修改。通过小键盘用户可以自行设置符合各自特点的高质量专用保安系统。其主要功能结构如图1所示。

系统的主要执行功能如下:

(1) 系统控制面板上的电源开关键即POWER按键, 可以打开或关闭整个系统。

(2) 防盗系统:如发生有入室盗窃, 现场立刻发出警铃报警声, 系统还会自动对外发出报警信号, 拨打110或拨打房主电话。

智能型楼宇防盗报警控制系统为了满足项目的更高要求还设置了自动报警及自动检测的功能。系统在监控盗情时使用了幕帘式红外探测器、无线门窗磁探测器、被动式红外热释电探测器等多重探测的方法。各种传感器和主机之间采用无线方式进行通信, 不需要布线安装极其简单方便。一旦发生异常情况, 系统会进行多种方式报警。多种报警方式包括110报警、拨通房主电话报警、小区保卫处报警。

4 性能需求分析

为了使设计出来的智能型楼宇防盗报警控制系统具有广阔的市场, 系统设计时还要实现以下三点:

4.1 稳定性要高

连续、实时是报警系统要具备的基本特点, 各个模块之间的连续稳定性是实现整个系统稳定性的基础。各模块的稳定工作直接影响到整个系统的工作。

4.2 开放性要大

防盗报警是智能型楼宇防盗报警控制系统的主要功能, 那么系统的开放性要大才能实现数据资源与其它系统共享。

4.3 扩展性要好

社会在不断的发展, 问题会不断地出现, 智能型楼宇防盗报警控制系统不能一成不变, 也要不断的改进, 不断地进行功能升级。

智能型楼宇防盗报警控制系统中使用到了多种技术, 包括计算机、控制、网络、通信等。智能控制和智能管理被使用在这个系统中, 家庭总线系统把家里的各种电器、设备连接在一起, 组成了一个家庭系统。而每一个家庭系统利用网络与小区管理处联系在一起构造了一个更大的管理系统。在我国智能住宅技术虽然是刚刚才开始兴起, 但是它确有着广阔的前景。在未来的日子里安全防范系统也必将向综合性、智能化、全方位、多功能方向发展, 并且成为智能住宅的重要组成部分。

摘要：楼宇安全防范技术是保护人民利益与安全的重要手段, 利用单片机的特点设计了楼宇的智能防盗报警控制系统。

关键词：智能化,防盗报警系统,单片机,传感器

参考文献

新时期智能型高温炉控制系统研究 篇8

1 智能型高温炉控制系统的构成

新时期智能型高温炉控制系统主要采用的是小型闭环控制系统, 主要构成部分为执行元件、可控硅电路和FP93可编程PID调节器等。使用鼓风机确保箱内加热处于一个均匀的状态, 使用电铃实时反映试验的情况, 对出现的任何异常情况能够及时报警。

2 智能型高温炉控制系统的原理

将智能型高温炉控制系统升温过程中各个分段的加热时间、初始温度分别输入FP93可编程PID调节器中, 温控仪自动对比测温元件反馈值和设定温度, 经过内部特定专业PID计算, 对1个0~10 m A的电流信号进行输出, 对可控硅触发电路进行控制, 以此对可控硅运作进行有效的控制。对加热功率进行合理的调节, 使其达到变功率保温或升温的目的, 使工艺试验能够符合要求。

3 关键电路的分析

3.1 FP93可编程PID调节器概述

FP93可编程PID调节器需要按照一定的时间规律对控制给定值进行自动改变, 由此可见, 其控制的应用范围十分广泛。FP93可编程PID调节器具有强大的编程功能、操作能力和先进的设计, 共有4组40段可编程曲线, 它可以对升温斜率、降温斜率进行任意的设置, 结构为高抗干扰性, 使用的是专家PID调节方式, 以此确保智能型高温炉控制系统无欠调、无超调, 具有曲线拟合功能, 可以实现平顺、光滑的曲线控制效果。FP93可编程PID调节器的编程编排主要采用的是温度至时间、时间至温度的格式, 可以对当前的温度进行设置, 经过此段设置的时间可延伸至下一个温度。实际上就是智能型高温炉控制系统在运行过程中, 采用特定的专家PID算法, 根据各个分段中的初始温度和过程时间, 对自身的输出信号进行改进, 利用执行机构对智能型高温炉控制系统的加热功率自动进行更改, 当运行时间达到设定时间时, 程序能够自动转到下一个分段中运行。温度—时间的编程方法具有升温斜率和降温斜率设置范围十分宽泛的优势, 而且升温段和恒温段在设置格式上是统一的, 便于学习, 对曲线的设置也比较灵活。

3.2 可控硅触发器

为了提高智能型高温炉控制系统在运行过程中的稳定性、可靠性, 要求其同时具备自动调节方式和手动调节方式。由于晶闸触发器采用ZK-03型三相可控硅过零触发器, 又可以将其称为晶闸管交流调功器。现阶段, 晶闸管交流调功器的使用范围非常广, 晶闸管交流调功器的工作原理就是在FP93可编程PID调节器输出信号控制下, 当正弦波过零时, 发出相应的脉冲列, 以此触发小晶闸管, 而小晶闸管又触发大电流晶闸管, 对晶闸管进行保护, 并且使用正弦波进行过零触发, 保证晶闸管输出的正弦波处于完整状态。将负载电流瞬态浪涌、传导干扰和辐射干扰的影响降到最小, 内部中的脉冲变压器触发电网与电路之间的隔离, 以此减小电网波动对电路触发产生的影响。

4 智能型高温炉控制系统的调试

初次使用FP93可编程PID调节器时, 应当通过仪表自整定功能确定控制参数, 以此实现合理的控制。通过在分段中对给定值进行设定, 启动自整定功能进行实验, 试验数据如表1所示。由表1可知, 在不同的给定值下, 智能型高温炉控制系统整定获取的数值存在一定的差异性, 因此, 应当在程序运行至最为常用的给定值时启动自整定, 这样只需要整定一次。仪表在自整定完成后, 能够改进相应的控制参数, 将其变为禁止状态, 防止操作失误而造成自整定再次启动。FP93可编程PID调节器程序编排主要采用的是温度至时间、时间至温度的格式, 即从当前分段中设定的温度, 然后通过此分段设置的时间转至下一个温度。温度单位为摄氏度, 时间单位为分钟。

5 结束语

综上所述, 新时期智能型高温炉控制系统的稳定性、可靠性和精准性较好, 能够充分满足热处理工艺试验中各项经济技术指标和工艺, 操作较为简便, 能够实时了解仪表的运行情况。除此之外, FP93型智能温控仪具备停电处理功能, 能够在突然停电的情况下将当前段号进行保存, 以此提高产品的合格率和统一性, 减少人为的不利因素。

摘要：在金属热处理工艺试验中, 常用的实验设备主要有箱式加热用电阻炉, 控制方式主要包括自动和手动。在自动加热过程中, 智能选取一种功率进行;在升温过程中, 不能按照变功率、分段方式自动完成。在热处理工艺试验升温过程中, 各个分段中的升温速率要求、标准均不相同。因此, 必须采用自动与手动有机结合在一起的方式。主要针对箱式加热用电阻炉温控制系统通过日本岛电FP93可编程PID调节器进行改造的工艺和原理进行深入分析, 探究新时期智能型高温炉控制系统的设计。

关键词：智能型,高温炉,FP93,控制系统

参考文献

[1]冯春春.高温炉程控系统的研究及应用[J].信息通信, 2009 (04) .

[2]王成英, 梁倩, 杜强.智能型高温炉控制系统[J].有色冶金节能, 2009 (01) .

智能型控制论文 篇9

(1) 对小车运动轨迹设计采用红外发射接收探头检测路面寻迹线, 从起始线出发, 自动将物体按设计好的轨迹线逐一运送到库房内, 运行的时间应力求最短。

(2) 小车运送物体到达库房时, 把物体放到库房挡板线以内。

1 系统方案设计、比较与论证

本文主要设计一辆带有机械手的智能电动小车, 采用轮式结构以减少制造成本。能够实现把物体放入库房内, 同时对搬运过程中自动记录、显示每一次往返的时间和总的行驶时间。为完成相应功能, 系统可以划分为以下几个基本模块:单片机最小系统模块、舵机驱动模块、步进电机驱动模块、液晶显示模块、转向指示模块、声音提示模块。

2 车体设计

制定了左右两轮分别驱动, 车尾安装牛眼轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流步进电机进行驱动, 车体尾部装两个牛眼轮。这样, 当一个直流步进电机转动另一个不动时就可以实现机器人的旋转, 由此可以轻松的实现机器人的90度和180度的转弯。在安装时我们保证两个驱动电机同轴。当小车前进时, 左右两驱动轮与后万向轮形成了四点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳, 可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移, 车尾的牛眼轮还起支撑作用。

对于车架材料的选择, 我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固, 比铁制小车更轻便, 美观。

3 智能小车控制系统的总体设计

控制器模块采用宏晶公司的STC12C5A32S2单片机作为控制器的方案。该单片机I/O资源丰富, 并具有两路PWM, 可以很容易的控制两个舵机;寻迹线探测与寻木探测模块

集成式GP2A25反射式光电传感器。它具有集成度高、工作性能可靠的优点, 只须要调节探头与被测物之间的距离达到1.5cm就可, 此种探头还能有效地防止普通光源 (如日光灯等) 的干扰;电动机选择采用旧打印机拆机的步进电机控制机器人的运动, 由于其转过的角度可以精确的定位, 可以实现小车前进路程和位置的精确定位。当不给步进电机发送脉冲的时候, 能实现自锁, 从而能较好的实现小车及时停车的目的;电机驱动模块采用专用芯片L298作为电机驱动芯片。L298是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片, 它相应频率高, 一片L298可以控制一个步进电机, 而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动, 操作方便, 稳定性好, 性能优良;舵机驱动模块采用三极管驱动电路, 单片机I/O口只需要控制三极管的集极来控制三极管的导通或是截止, 来给驱动舵机;显示模块用LCD1602液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点;电源模块采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6 V给步进电机供电, 然后将12.6V电压再次降压5v、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。锂电池的电量比较足, 并且可以充电, 重复利用, 体积小巧, 便于安装到机器人;供电模块消耗的功率过大, 采用2576将电压稳至5V。2576的输出电流最大可至3A, 完全满足系统要求。经过反复论证, 最终确定了如下方案:

(1) 车体用有机玻璃车架手工制作。

(2) 采用宏晶STC12C5A32S2单片机作为主控制器。

(3) 用GP2A25型光电对管进行寻迹与寻木块。

(4) L298作为步进电机的驱动芯片。

(5) 用9013三极管作为舵机的模块

(6) 用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6 V给步进电机供电, 将12.6V电压经2576降压、稳压后为单片机系统和其他芯片供电。

4 硬件设计与软件流程

寻迹线探测电路采用型号为GP2A25P2A25反射式光电传感器, 该探头输出端只有三根线 (电源线、地线、信号线) , 只要将信号线接在单片机的I/O口, 然后不停地对该I/O口进行扫描检测, 当其为底电平时则检测到路面, 当为高电平时则检测到运动轨迹线。搬运机器人前进时, 始终保持运动轨迹线在车头两个传感器之间, 当搬运机器人偏离轨迹时, 探测器一旦探测到有轨迹线, 单片机就会按照预先编定的程序发送指令给搬运机器人的控制系统, 控制系统再对搬运机器人路径予以纠正。当搬运机器人回到了轨道上时, 搬运机器人车头两个探测器都只检测到路面, 则搬运机器人继续直线行走, 否则搬运机器人会持续进行方向调整操作, 直到搬运机器人恢复正常。

寻木块探测电路采用型号为GP2A25P2A25反射式光电传感器, 该探头输出端只有三根线 (电源线、地线、信号线) , 只要将信号线接在单片机的I/O口, 然后不停地对该I/O口进行扫描检测, 当其为高电平时则检测到物体, 当为底电平时则检测没有检测到物体, 搬运机器人再前进时探头始终寻找物体, 当搬运机器人寻物探头探测到物体时, 单片机就会按照预先编定的程序发送指令给搬运机器人的机器手夹持物体。

步进电动机驱动电路如图所示该驱动动电路J2接单片机I/O口进行向L298输入脉冲, J3接步进电机的线上L298输出地脉冲来驱动步进电机转动或停止。

5 结束语

本文对智能小车的硬件及软件进行分析设计, 并且通过使用Pro/E三维软件对车体的设计。通过测试, 系统完全达到了设计要求, 不但完成了基本设计要求, 并增加了全路程记时、每次往返时间和全程时间显示和语音提示, 转向时转向灯显示三个创新功能。

参考文献

[1]赵健领.51系列单片机开发宝典[M].北京:电子工业出版社, 2007.

智能型控制论文 篇10

目前市场上的产品有声控或红外感应照明控制装置, 但是大面积公共场所的局部照明智能节能控制还是空白的, 市场现有的一些装置会受到使用场合的限制, 如声控控制用在噪音大的地方灵敏度和可靠性都有所降低, 在一些灰尘比较大的公共场合红外感应灵敏度容易受到影响, 而且布线上, 传感器的安装调试上, 控制节点的维修维护上都不是很方便, 我们的节能装置控制系统主要由ARM7处理器、光强传感器、摄像头、SD卡等器件所组成, 有着体积小、灵敏度高、节能效率高等优点。

二、控制系统工作过程

一种智能型大面积建筑区域照明节能控制系统, 主要包括摄像头、ARM7嵌入式微处理器, BH1750光线强度传感器, 继电器, LED灯具, 驱动电路, 其工作过程是:该系统装置首先通过光线强度传感器检测照明区域的光强, 若所被监控区域光线强度达到所需点亮灯具的设定值时灯具可被点亮, 反之灯具不能被点亮, 摄像头对所要监控的区域进行图像的扫描, 把扫描到的像素点转换成二进制数送给ARM7嵌入式微处理器, ARM7处理器通过对摄像头采集到的信息进行分析处理, 对进入到监控区域的人进行位置判断, 确定人在哪个小区域后则将人的位置传给所在相应区域的驱动电路对灯具进行亮灭控制, 达到灯光区域控制的效果。由于所控制电路的电压为220V的交流电, 所以采用带光耦的继电器进行电气隔离, 一方面可以保护主电路不被高电压所破坏, 另一方面, 也防止了外界的干扰信号对主电路的影响, 控制系统工作过程如图1所示。

三、系统数据的处理

(1) 光照强度的检测:光照强度传感器检测当前所监控区域内的光照强度, 当光照强度传感器所检测到的光照强度值小于系统内部预先设定值时, 系统内所监控区域的灯不会有任何的动作;当光照强度传感器所检测到的光照强度值大于系统内部预先设定值时, 控制系统会对摄像头所采集到的监控区域的图像进行分析处理, 当有人出现在某一相应的小区域时, 控制系统通过控制相应区域的驱动电路来点亮相应区域的灯。

(2) 图像的二值化:系统通过摄像头所采集到的图像是彩色图像, 而彩色图像的像素点有0-255总共256个值, 而摄像头采集的一幅图片的像素点就会有几千个, 这样的大数据量处理起来十分的不便, 为了使处理起来更加的方便, 需要对图像进行二值化的处理, 使原来的彩色图像变成黑白图像, 这样就使数据的处理量大大的减少了。

(3) 图像的分割:通过软件的方法可以将系统所监控的区域人为的分成若干个小区域, 摄像头采集到一幅的像素点有几千个, 通过定义一些数组可以改变摄像头所采集到的数据, 也可以达到分区的目的, 若把人出现的位置定义为“1”的话, 那么通过对采集到的数据进行分析, 找出数据中集中出现“1”的位置就可以判断人在哪个小区域, 再将人的位置信息通过串口传给处理器, 这样处理器就可以发出相应的命令来控制相应的区域, 保证只有有人的区域内的灯被点亮, 从而达到智能控制的目的。

四、图像采集的相关算法

图像的数据采集和图像的数据处理是控制系统的核心, 如何保证能够准备的捕捉到人的位置成为控制系统成功与否的关键, 首先根据所采集的图片信息的大小程序中定义若干个数组, 定义几个数组就相当于把控制系统所监控的区域分成几个区域, 每一个区域的信息都存储在相应的数组当中, 在程序中设定一个阈值, 通过阈值对采集的图像信息进行处理, 由于彩色图片是由0到255共计256个像素点所组成的, 对图像信息进行处理时, 将大于阈值的像素点的值设置成“1”, 小于阈值的像素点的值设置成“0”, 这样就完成了图像的二值化, 将二值化的图像信息送到处理器当中, 判断集中出现“1”的位置, 就可以判断人所出现的位置, 当有零星1出现的时候, 处理器进行忽略, 从而保证控制系统的准确性。

五、照明设施的控制

照明设备采用市场上常见的节能灯, 节能灯采用220V电压进行控制, 照明设备与控制器通过带光耦的继电器进行连接, 由于所用的继电器是带光耦的继电器, 这样就使得控制器得到了保护, 通过继电器隔离了220V电压, 也防止了其他信号对控制器的干扰, 在实际测试中我们用思路继电器连接了四个节能灯, 当系统工作时, 光照强度传感器会检测当前所监控区域的光照强度, 当所监控区域的光照强度大于设定内系统内部的设定值时, 所监控的区域的任何照明设施都不会被点亮, 当所监控区域的光照强度小于设定内系统内部的设定值时, 当摄像头时时进行图像的采集并将图像的信息二值化, 再将采集的信息给处理器, 处理器通过分析处理来判断出人的位置, 发出控制信号来控制相应的继电器, 从而只点亮人所在位置的灯, 而其他的灯不被点亮, 实现所监控区域的照明设施的智能控制, 达到节约能源的目的。

六、结束语

由于目前市场上一些节能产品的不足, 促使了我们想开发一套先进的节能控制系统, 本文比较新颖创新的解决了在大面积建筑区域场所的照明节能控制, 实现了监控区域内的智能照明节能区域控制, 介绍了相关的一些图像处理的算法和图像的分割技术, 相信该产品在未来有一定的应用前景。

摘要：基于LPC2148处理器的建筑区域照明节能控制系统, 控制系统由ARM7处理器、光强传感器、摄像头、SD卡等主要器件组成。控制系统能够根据当前所监控区域的有无人情况智能的控制所监控区域的照明设施, 达到只有有人的地方的照明设施被点亮, 这样就减少了不必要能源的浪费, 大大节能了电能。

关键词：摄像头,ARM7处理器,区域照明

参考文献

[1]何斌, 等。Visual C++数字图像处理【M】.2版。北京:人民邮电出版社, 200.

[2]魏弘博, 吕振肃, 等.图像分割技术纵览【J】.甘肃科学学报, 2004, 1 (62) :19-24.

智能家居控制系统展望 篇11

关键词：智能家居 构成 技术 发展预测

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—030—02

1 智能家居的国内外发展情况

智能家居是指通过利用电脑、网络、综合布线技术等，建立家庭信息管理平台，将家居生活中的各种子系统（防盗报警系统、家电控制系统等）联系成一个整体，通过一定的媒介平台，如电脑网络、有线电话、GSM网络等，构成家庭信息与外界的沟通的通道，实现家居用品的远程控制和监测，满足人们对家居系统安全、舒适、方便方面越来越高的要求。随着科技的进步和人们对居住环境要求的提高，只能家居系统拥有广阔的发展前景。

智能家居系统概念最初是在1984年提出的，美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念用到CityPlace—Building，出现了“智能型建筑。到上世纪80年代，开始出现采用电子技术的家电，结合家用电器、通信设备和安全防范设备形成住宅自动化的概念。80年代末，随着通信技术和信息技术的迅猛发展，在美国出现了Smarthouse，是通过总线技术对住宅中的童心、家电、安防设备进行监控与管理的系统。从此，智能家居的概念基本建立。上世纪末，新加坡推出了家庭智能化系统，在现场模拟中看到已有较为晚上的报警、监控、控制功能，同时还有一些使家居生活更加方便、舒适的功三表抄送、电话接入等功能。但由于家庭自动化设备的安装费用较高，市场并未真正打开。

我国上世纪末引入了智能家居，智能家居在我国发展逐渐被人们熟悉，现在逐步进入快速发展的时期。2000年，我国召开了首届国际建筑智能化峰会，智能化家居开始在国内推广，到2005年，我国信息产业部批准发布《家庭网络平台》和《信息设备资源共享协同服务》两个技术标准，只能家居在我国取得飞速的发展，到现在，我国已有10余家企业相继加入这个行业，如居美宜家和天津瑞朗智能家居电子科技有限公司，中国的智能家居市场逐渐被打开。智能家居的概念被越来越多的人所熟悉，有不少人在装修时会考虑智能家居的购买，智能家居系统逐渐进入了一些的大型社区，进入市民的生活。近年来我国房地产业的迅速发展也使智能家居受到更多的关注，智能家居成为房地产开发商的炒作的卖点，将智能家居引入新建楼盘中。随着市场的扩大，很多厂家都将自己原来单一的产品进行技术整合，加入智能家居控制使其功能更加完善和人性化，从而取得更好的经济效益，也使智能家居控制更加普及。随着智能家居有其方便、安全、人性化的优点，很多消费者都在考虑选择智能家居产品。

虽然我国智能家居的发展前景令人欣慰，但也存在很多阻碍因素。我国智能家居发展还不成熟，缺乏统一的设计和评价标准，市面上的产品稳定性和可靠性还不够，安装和吊饰成本高，一般公民承担不起，不能大范围普及，另外还缺乏各行业之间的良好的合作体系，这些问题都限制了智能家居的发展。

2 智能家居控制系统的构成

智能家居要实现的主要功能包括：遥控控制功能、高加密（电话识别）多功能语音电话远程控制功能、定时控制功能、集中控控制功能、场景功能、网络远程控制功能、全球网络视频监控功能、安防报警功能、影音设备共享功能、数字家庭客厅娱乐系统、背景音乐系统、指纹锁、新风空气调节方案、宠物保姆，概括起来主要是家庭安全防范、家庭设备自动监控、设备远程控制、家庭通信几方面的功能。

智能家居系统主要的组成部分是：系统服务器、家庭控制器、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、探测器、传感器、执行机构、打印机等。其中系统服务器、家庭控制器、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS将家电设备联系在一个网络中，构成家具设备之间、同外界的信息交流的通道，交换机、通讯器实现信息的交换，探测器、传感器将设备相关的信息传递给控制器或者通讯器，控制器接受设备相关信息输出控制信号实现家居设备的控制、调节，执行机构接受控制器的控制信号，实现家居设备的开关和调节，如继电器等，打印机用于打印一段时间家居控制系统的工作情况。

3 智能家居系统的相关技术

智能家居系统综合了多种先进的技术，包括计算机技术、数字技术、网络通信技术和综合布线技术等，都是较为先进的科学技术，计算机技术、数字技术、网络通信技术是现在的热门技术，还在迅猛的发展中，智能家居系统也会随着这些先进技术的发展和更新换代而发展。

计算机技术是上世纪最伟大的科技发明之一，计算机已被人们大量使用，可完成算数、逻辑运算等，同时有大容量的存储器，配件包括鼠标、键盘、显示器、打印机等，功能强大。但是在智能家居控制系统中有时候会选择功能没有那么强大，体积小、价格便宜的微控制器，如单片机。数字技术是随着计算机技术的发展而产生的技术，主要是将普通信号转换为计算机可识别的二进制码进行运算、存储、传送、还原的技术，在工作过程中还要完成信息的编码、解码和压缩，也被称为数字控制技术。网络通信技术通过计算机和通信设备对图形文字等信息进行采集、处理、存储和传输，达到资源共享，是智能家具控制系统实现远程控制的关键，近年来网络通信技术发展得功能更加强大，形式更多样化。综合布线是建筑物内信息传输的网络，使语音、数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统相连，同时与外部网络相连，是建筑物信息传送的神经。

4 智能家居系统的发展预测

智能家居系统是因人们对家居生活的更高要求而产生的，它的发展也会因为人们的要求的变化而发展，把握住消费市场的方向，会跟着人们对家居系统的要求的提高而变得功能更多样化，稳定性和可靠性都大大提高。智能家居是多种技术融合的产物，它的发展速度和发展的方向还会受到这些技术的发展的制约。下面本文从消费者和市场影响方面以及技术层面对智能家居控制系统的发展做出预测。

4.1 从消费者和市场影响看智能家居控制系统的发展

智能家居系统可以提供全方位的信息交换，优化人们的家居生活，提高家居生活的安全性、舒适度，做到能源的节约。因人们对家居生活要求的提高，智能智能家居要做到实用性、易用性和人性化，家居系统操作会越来越简单，功能更加实用、更强大、更智能，扩展更多的生活服务和健康服务，功能会功能将会越来越精彩。

我国因为人口数量大，的城市住宅以密集型小区为主，因此家具的智能化要结合整个小区的智能化，将智能家居控制系统与小区的智能系统紧密联系，而产生智能小区。智能家居控制系统多为小区配套系统是一段时间内智能家居的发展情况，但最终智能家居会独立出来，可以根据用户的喜好和需求自助选择系统功能。

随着智能家电的发展和成本的降低，智能家居控制系统必然会和家电行业结合，从而使智能家居系统配备家电产品。通过系统的整合，使整个系统的安装和调试更加系统，减少重复投资，降低安装和调试的费用，生产物美价廉的产品，使智能家居得到更好的普及，使智能家居走入一般人家，向“平民化”转变。

“可持续发展”是现在的经济和工业发展的主张，智能家居系统要通过智能化的手段达到节能减排，使用户长期受益，智能家居才能在市场中有旺盛的生命力。

4.2 从相关技术的发展看智能家居控制系统的发展

智能家居控制系统涉及的技术领域都处在飞速的发展中，智能家居也会随着这些技术的发展而发展和改变。

随着数字技术的发展，智能家居控制系统在电路设计上会更多的采用集成电路，这样可以使线路有很高的集成度，缩小体积，节约安装成本，也有更高的可靠性。采用数字化的显示方式，能提高显示的效果。采用数字化的通信传输方式，例如家电远程控制中就开始利用有线电话、有线网络，结合我国的网络普及程度还开始发展利用了GSM短信息数字通信平台的远程家电控制，具有较高的可靠性。

智能家居控制系统要通过网络的连接实现各种家具设备之间的信息传递和家居系统和外界的信息传递。随着网络技术的不断发展和普及，现有的有线组网技术（电话线、以太网、电力线）将逐渐被无线组网技术所取代，克服有线组网技术不限繁琐、影响美观、有剪线危险的缺点，无线组网技术无需布线，有安装周期短、后期维护容易、容易迁移的优点，功能的实现也更容易。基于GSM、GPRS、蓝牙技术、红外技术、WiFi技术等的远程控制较有线电话的远程控制就有诸多优点，GSM在我国覆盖面相当广，易于实现，较有线网络远程控制（如利用英特网和计算机的远程控制）功耗、成本低，安全性更高。今年还兴起了ZigBee技术，有低成本、低功耗、高质量等优势。

社会经济的发展和信息化程度的提高要求只能家居有更强大的功能，功能需求的多样化对智能家居的硬件平台提出了更高的要求。传统的单片机已不能满足日益扩大的功能要求，嵌入式控制系统应用到智能家居控制系统中，采用多片单片机联合控制或者是其他嵌入式系统平台，采用一些运算速度快、稳定性高、便于升级、性价比较高的芯片，如PHILIPS公司生产的LPC2131芯片较传统单片机就有很多优势。

智能家居的操作界面也必将更方便简洁，今年来的控制系统中已经开始采用彩色LED触摸面板。控制显示界面方面：加入3D立体成像动交界面的阐述；控制方面：加入声控、动作控制等；远程控制的方式也会更加多样化，从以往的有线电话控制，发展更多的基于INTER网和GSM网络的控制方式。今年兴起的物联网技术也将给智能家居的发展带来新的契机。

5 总结

智能家居从上世界末进入中国以来已逐渐被人们所熟悉，它结合了计算机技术、数字技术、网络通信技术和综合布线技术，是多种先进技术融合的产物。到现在智能家居对人们来说已不是一个陌生的名词，已经开始逐渐进入人们的生活，走进一些新兴的大型小区，但是由于其安装和调试成本较高，没有确定的规范，没有行业间的合作体系，智能家居在我国并没有普及。随着相关技术的发展和人们对家居系统不断提出更高的要求，智能家居控制系统必将成为未来住宅的发展趋势，走进普通居民的家居，进一步提高居民的家居生活品质与品味。

参考文献：

[1] 付蓉，严建亮.智能家居远程视频监控系统的设计与实现[J].计算机技术与发展，2012（3）：137—140.

[2] 熊江.数字信息家电和智能家居系统的产业化研究[J].电脑知识与技术（学术交流），2007（1）：204—205.

[3] 贾琢成.霍尼韦尔HRIS—1000系列 单户型智能家居系统注重用户体验[J].智能建筑，2010（2）：40—46.

[4] 高晓苗.浅谈智能家居的设计[J].信息与电脑（理论版），2012（1）：36—37.

智能型控制论文 篇12

位置伺服控制系统是指其输出能以一定精度复现输入变化的一类自动控制系统。目前,矢量控制的高性能交流伺服控制系统大多采用由电流环、速度环与位置环构成的三闭环串级结构。采用常规PID控制设计的这类系统具有结构简单易实现、可靠性强、稳态精度高等优点,但存在对参数摄动和外部扰动的鲁棒性不强,以及难以同时实现定位无超调和定位时间的最优控制等缺点[1]。为此,文献[2]提出了一种串级滑模控制方案,其在速度环滑模控制器中引入积分环节,减小了转矩的脉动,位置环采用准滑模控制策略,极大地抑制了位置输出的抖动,同时仿真研究表明该方案具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力,表现出良好的控制性能。文献[3]提出了一种串级复合滑模控制方法,其中速度环采用带有积分补偿的滑模控制器以消除力矩的抖动,而位置环引入复合滑模控制策略,在位置误差较大时采用滑模变结构控制,在小位置误差时采用复合前馈控制,从而很好地达到了消除滑模抖振的目的。本文将智能控制与滑模变结构控制相结合,设计了一种基于PMSM的智能型位置伺服控制系统方案,以期达到对系统的高精度控制。

2 控制系统总体结构设计

本系统在电流环、速度环、位置环三闭环矢量控制的基础上引入了智能滑模变结构控制,其中位置环采用模糊滑模变结构控制;速度环采用模糊神经网络滑模变结构控制;将模糊神经网络引入到常规滑模变结构控制中,利用模糊神经网络较强的推理与自学习能力来逼近滑模控制律中的切换控制项,以达到对速度的精确控制[4];而电流环采用常规PI控制。基于PMSM的智能型位置伺服控制系统的结构如图1所示。

3 位置环智能控制器的设计

位置伺服控制要求具有稳定平滑无超调的瞬态响应以及较小的位置跟踪误差[5]。为了实现位置的高精度控制,充分利用滑模控制的响应快速、对参数和外界干扰不灵敏的特点,同时又必须有效消弱滑模控制的抖振,位置环采用模糊滑模变结构控制器[6,7,8,9]。基于模糊滑模变结构的智能位置控制器的结构如图2所示。其中c为滑模系数,Ks、Ks分别为输入量化因子,Ku、Kβ分别为输出比例因子,u、β分别为一维模糊控制器FC1、FC2的输出控制量。

由图2可以看出,该智能位置控制器包含两个部分:一是采用滑模函数s(x)作为输入的主模糊控制器FC1,其输出u与输出比例因子Ku相乘即得到该智能位置控制器的输出量,即速度环给定量ωref=u·Ku,这里输出比例因子Ku不是常数,而是可在线调节的变系数。二是以滑模函数绝对值s(x)作为输入的从模糊控制器FC2,其输出β经输出比例因子Kβ(Kβ为常数)得到可调比例因子Ku,即Ku=Kβ·β,其中β∈(0,1]。设主模糊控制器FC1的输入输出映射关系为函数g(·),综上所述,则可得到整个智能位置控制器的输出控制量ωref,

显然,该模糊滑模变结构位置控制器具有类似于常规PD控制的结构形式,但由于其比例系数和微分系数具有很强的非线性特点,故表现出截然不同的控制效果。

3.1 主模糊控制器FC1的设计

主模糊控制器FC1为单输入单输出形式,即输入变量为S,输出变量为u。选取输入、输出变量的模糊子集均为{PB,PM,PS,ZO,NS,NM,NB},其中子集中7个模糊语言变量依次表示正大、正中、正小、零、负小、负中和负大,并且其论域都归化为[-1,1]。输入、输出变量的隶属函数均采用三角函数。在此,基于对滑动模态到达条件的定性分析,同时考虑到模糊控制器输出u与位置控制器输出ωref之间的关系,得到了FC1的模糊控制规则如表1所示。该模糊控制器采用单点模糊化、乘积推理和重心法反模糊化方法即得到输出控制量。

3.2 从模糊控制器FC2的设计

为进一步削弱滑动模态的抖振以保证系统的稳态精度,系统采用从模糊控制器FC2对主模糊控制器FC1的输出比例因子Ku进行在线调节。从模糊控制器FC2也为单输入单输出形式,其输入、输出变量分别为|s、|β。取FC2的输入、输出变量的模糊子集均为{ZO,PS,PM,PB,PVB},其中子集中5个模糊语言变量依次表示零、正小、正中、正大和正很大,并且其论域都归化为[0,1]。输入、输出变量的隶属函数也均采用三角函数。由于滑模函数的绝对值|s|反映系统状态距离滑模切换线s=cx1+x2=0的远近。当距离很远,即s很大时,为使系统状态能尽快进入滑模模态,应增大FC1的输出比例因子Ku(实际上是增大FC2的输出控制量β)以增大最终输出控制量ωref而使趋近速度加快;反之,当距离很近,即|s|很小时,为避免系统状态因多次穿越滑模开关线而加剧抖动,应减小FC1的输出比例因子Ku(实际上是减小FC2的输出控制量β)以减小最终输出控制量ωref而使趋近速度变慢[10]。正是基于这一指导思想,可以得到FC2的模糊控制规则如表2所示。该模糊控制器也采用单点模糊化、乘积推理和重心法反模糊化方法来得到输出控制量。

4 仿真结果及其分析

利用Matlab/Simulink工具箱以及Sim Power Systems模块库,采用模块化建模方法,建立了基于PMSM的智能型位置伺服控制系统仿真模型,如图3所示,并进行仿真[11,12]。

在仿真中,PM SM参数设置为:pn=4,Rs=2.875Ω,Ld=Lq=8.5×10-3H,J=0.8×10-3kg·m2,B=0,ψf=0.175Wb。采用ode15s变步长算法,仿真时间为1s。同时,系统的仿真运行过程设置为:系统启动时的初始负载为5N·m,在0.05s时刻施加阶跃位置给定θref,在0.1s时刻负载突然跃变为10N·m,维持该负载不变一直到0.4s,此时负载再突然降到5N·m。具体仿真结果及其分析如下。

4.1 大位置给定时系统响应情况

当阶跃位置给定θref=50rad时对应的系统位置、转子转速以及转子电磁转矩的响应曲线如图4-6所示。由仿真结果可知:系统在大位置给定下能够做到定位无超调,同时基本实现了定位时间的最优控制(转子转速响应曲线基本呈等腰梯形)。在系统负载由5N·m突变到10N·m,再由10N·m跃变到5N·m的整个过程中,转子转速基本上保持不变,即系统具有较强的鲁棒性。转子电磁转矩在负载变化时有明显的跳变,但能够很好地跟随负载转矩,而且系统稳态时输出转矩抖动不大,这表明该方案较好地解决了滑动模态的抖动问题,保证了系统的稳态精度。同时,仿真结果也表明系统无定位稳态误差。

4.2 小位置给定时系统响应情况

当阶跃位置给定θref=5rad时对应的系统位置、转子转速以及转子电磁转矩的响应曲线如图7-9所示。由仿真结果可知:系统在小位置给定下同样能够做到定位无超调,无定位稳态误差,同时基本实现了定位时间的最优控制(转子转速响应曲线基本呈等腰三角形)。系统在负载转矩扰动下同样表现出很强的鲁棒性。转子电磁转矩与大位置给定时相比差别不大,但更加平滑,符合预期结果。

5 结论

为了实现对系统位置的高精度控制,本文设计了一种基于PMSM的智能型位置伺服控制系统方案。该方案在电流、速度、位置三闭环矢量控制的基础上引入了智能滑模变结构控制,其中位置环采用模糊滑模变结构控制,速度环采用模糊神经网络滑模变结构控制。位置环智能控制器由主、从两个模糊控制器组成,主控制器用于产生输出控制量,从控制器则在线调节主控制器的输出比例因子以进一步抑制滑动模态的抖振。仿真结果表明,该智能型位置伺服控制系统在大、小位置给定下均能够同时获得定位无超调和定位时间的准最优控制。而且系统具有较强的鲁棒性,保证了系统的稳态精度。同时,仿真结果也表明系统无定位稳态误差。因此,该控制系统因其优越的动、静态性能而具有较好的工程应用前景。

参考文献

[1]Heber B,Xu L,Tang Y.Fuzzy Logic Enhanced Speed Control of an Indirect Field-oriented Induction MachineDrive.IEEE Trans Power Electron,1997,12:772-778.

[2]谢成祥,曾庆军.交流伺服系统的串级滑模变结构控制仿真研究[C.]华东船舶工业学院学报(自然科学版),2001,1(15):43-47.

[3]朱玉川,李志刚,马大为等.永磁交流位置伺服系统串级复合滑模控制[C.]系统仿真学报2,007,12(19):2779-2782.

[4]徐宏培,吴新开,张敏海.智能滑模变结构控制的交流伺服控制系统.湖南文理学院学报(自然科学版),2010(已录用.)

[5]李三东,沈艳霞,纪志成.永磁同步电机位置伺服控制器及Backstepping设计[J.]电机与控制学报,2004,4(8:)353-356.

[6]黄石维,周国荣.永磁同步电机的模糊滑模控制[J.]电气传动自动化,20096,(31):20-22.

[7]Huang S,Huang K.An adaptive fuzzy sliding-modecontroller for servomechanism disturbance rejection.IEEETransactions on Industrial Electronics,2001,48(4:)845-852.

[8]Chen J Y.Expert SMC-based Fuzzy Control with Geneticalgorithms[J.]Journal of the Franklin Institute,1999,289-610.

[9]Amin Suyitno,et al.Variable-Structured Robust Controllerby Fuzzy Logic for Servomotors.IEEE Ind Electron,1993,40(1):405-410.

[10]唐勇奇,汪超,赵葵银.模糊滑模变结构控制在交流伺服系统中应用[J.]微特电机,2006(2):2-3.

[11]刘金馄.滑模变结构控制MATLAB仿真[M.]清华大学出版社,2005.