照明智能控制器设计

照明智能控制器设计（共12篇）

照明智能控制器设计 篇1

本设计根据室内自然光的照度决定照明片区开灯的数量和位置。系统还能根据室内有无人员, 人员的多少及人员的分布等情况决定是否开灯, 开多少灯, 开什么位置的灯。本系统的开发研究, 既能实现照明节能, 又能提高人们的生活质量, 有广泛的应用需求和市场前景, 可望获得较好的社会经济效益。

1. 照明智能控制系统总体方案设计

将房间分为0~5六个区, 如图1所示:屋顶中央圆盘上固定6个人体检测模块, 朝向6个分区, 分别对6个区域进行监视, 其中在1和4区放置照度检测模块, 分别检侧靠门侧3个区和靠窗侧3个区的照度。系统总体框图如图2。

单片机首先读回靠门侧照度检测模块的检测值, 判断房间内照度是否低于室内最低照度 (阈值) 要求, 若是便控制0区, 1区, 2区的人体检测模块开始工作, 单片机读回人员分布信息后作出判断, 控制有人的区域开灯, 无人区关灯。同理, 若靠窗侧照度也达到阈值, 则启动其他3个区域工作。

2. 照明智能控制单元模块设计

2.1 单片机小系统设计

单片机小系统如图3所示, 通过编程完成房间层的数据处理及智能控制。

2.2 照度检测电路

采用光敏电阻对室内光强进行检测[1], 如图4所示, 由R22与RW7的分压值确定光照强度的阈值, 送入比较器LM339同相输入端, 将光敏电阻的分压值接入LM339的反相输入端, 当光照强度逐渐减弱时, 光敏电阻阻值增大, 输入比较器反相端的电压随之增加, 若超过所设阈值则比较器输出低电平通知单片机。

2.3 人体检测电路

当人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时, 电路中的传感器将输出电压信号, 然后使该信号先通过一个由C1、C2、R1、R2组成的带通滤波器, 该滤波器的上限截止频率约为16Hz, 下限截止频率为0.16Hz。由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱 (通常仅为几毫伏) , 而且是一个变化的信号, 同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式 (脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定, 通常为0.1~10Hz左右) , 所以应对热释红外传感器输出的电压信号进行放大。本设计运用通用集成运算放大器LM741进行两级放大, 如图5所示, 第一级放大增益为AV=1+R5/R4=101, 输出信号有微弱的工频干扰[2], 经R6, R7, C3, C4组成的带通滤波器后送入第二级放大器, 第二级放大器增益可由R W 2调节, 最大为3 1。

当传感器探测到人体辐射的红外线信号并经放大和加法器调整后送入窗口比较器, 若信号幅度超过窗口比较器的上下限, 系统将输出高电平信号通知单片机检测到人。

2.4 继电器触发电路

继电器触发电路如图6所示, 其中RQ1为直流电磁继电器, 最小触发电流约55m A, 故图中用NPN三极管接成共射放大电路, 起到扩流作用。为安全起见, 单片机控制信号输出采用4N25光电耦合器件进行光电隔离。J1的1, 2可接入220V市电, 用做照明灯具开关, 也可用做传感器检测模块启动开关。

2.5 步进电机驱动电路

步进电机驱动电路采用12V的额定电压对L298N供电, 利用单片机P1.4~P1.7四个口进行控制, E N A B L E A和ENABLE B接至P2.7, 方便控制电机工作。为保护单片机, 端口输出接二极管。

2.6 数码显示电路

房间号的显示需用4位数码管显示, 一位楼号, 一位楼层, 两位房间号。

3 软件系统的设计

本系统程序主要分为主程序、步进电机控制子程序、显示子程序等。

3.1 房间层主程序设计

房间层程序设计[3]流程图如图7所示, 程序开始后首先对房间号进行初始化, 即让数码管显示本房间号, P 2口清零, 让P2.7电机使能端为低电平, 处于无效状态, P2.0~P2.5控制照明灯具处于关闭状态。然后开始照度检测, 先对靠门侧进行查询, P1.0为“0”则启动0~2区传感器, 并调用电机控制子程序, 控制热释电红外传感器检测0~2区情况, 据此控制相应区域的照明开关, 再查询P1.1, 若出现低电平就启动3~5区传感器检测, 开始控制整个房间的照明开关。在此过程中时时将房间人员分布情况信息存入工作寄存器0组的R6, 供栋层控制中心读取该房间人员分布的情况, 用做该栋楼的整体协调依据, 同时通过读取R7中调整房间的楼层号和房间号 (十六进制代码) , 执行栋层整体协调命令, 调用十六进制—BCD码转转换换程程序序, , 再再调调用用显显示示子子程程序序显显示示出出来来。。

3.2 步进电机控制子程序的设计

步进电机控制子程序要实现步进电机先正转8步再反转8步, 进入子程序先将P2.7置“1”, 使L298N开始工作, 再按照时序表依次送正转时序到P1.4~P1.7, 使电机正转8步, 在送反转时序, 反转8步后P2.7清零, 使L298N停止工作。

3.3 显示子程序的设计

AT89S51只有一个串口, 已做无线通信用, 故以P0.6和P0.7模拟串口实现数码显示。为不影响主程序工作, 选用工作寄存器3组来执行显示子程序, 并将累加器A压栈, 显示完成后回到工作寄存器0组, 并将累加器A出栈。

4 总结

本文针对我校教学区用电情况, 设计了以89S51为控制中心的智能控制系统, 能对照度进行判断, 做到照度低于室内最低照度要求时, 自动启动照明装置, 并根据室内分区的情况控制各个分区的照明灯具, 同时向上层系统汇报房间内人员分布情况并执行上层关于开关灯的命令, 从一定程度上实现了节约用电。

摘要：该设计以AT89S51为控制中心, 采用光敏电阻对室内照度进行检测, 当照度低于室内最低照度要求时, 启动步进电机配合热释电红外传感器检测室内人员分布情况, 通过继电器控制相应区域的照明灯具, 同时向上一级主机汇报室内情况, 并在收到上一级整体协调信息时, 强行关闭本房间所有照明灯具, 用4位LED显示出开灯的房间号, 让本房间人员集中到所指定的房间, 尽量让开灯数量最少, 最终到达节约用电的目的。

关键词：单片机,热释电红外传感器,步进电机,继电器

参考文献

[1]丁元杰.单片机原理及应用 (第2版) [M].北京:机械工业出版社, 1998.8

[2]方严军, 孙健.智能仪器技术及其应用[M].北京:化学工业出版社, 2001.1

[3]沈美明, 温东蝉.IBM-PC汇编语言程序设计 (第二版) [M].北京:清华大学

照明智能控制器设计 篇2

1.引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.方案论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.1方案一„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 2.2方案二„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 2.3各方案的比较................................错误！未定义书签。

3.各电路设计和论证..................................................6 3.1 电源电路的方案设计与论证....................................6 3.2信号采集部分电路的设计和论证.................................7 3.3单片机部分电路的设计和论证..................................12 3.4输出部分电路的设计和论证....................................14 4.软件设计........................................................15 4.1程序流程....................................................15 4.1.1系统主程序流程图......................................15 4.1.2传感器子程序流程图....................................16 4.2程序........................................................17 4.2.1主程序................................................17 4.2.2定时器中断子程序......................................18 4.2.3数据处理程序..........................................18 4.2.4 ADC0809连续对2个通道采样程序........................19 5．软硬件系统的调试................................................19 5.1硬件调试....................................................19 5.2软件调试....................................................19 6． 附录...........................................................20

7．参考文献........................................错误！未定义书签。高亮度LED 楼道照明灯电路的设计

摘要：本系统以单片机80C51为核心部件，利用光线度检测技术、光电传感器接收技术并

配合一套独特的软件算法实现了路灯自动开关、声光控制电路等功能。在系统设计过程中，联系实际路灯状况，力求硬件线路简单，元件价格经济，充分发挥软件编程方便灵活的特点，来满足系统设计要求。

关键词：单片机、光明二极管、话筒、A/D转换器、传感器。1．引言

随着电子技术的迅猛发展，单片机技术已渗透到航天、国防、工业。农业、日常生活等各个领域，成为当今世界科技现代化不可缺少的重要工具和强有力武器。用单片机研制的各个智能化测量控制仪表周期短、成本低，在一起、仪表与机电一体化产品的设计中具有明显的优势。这次用单片机设计制作一个走廊路灯控制系统。

光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的, 如果采用光控电路, 根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯, 做到无人自动控制, 可以减轻工人的劳动强度, 有效的节约能源。但光控电路有其缺陷, 就是夜晚无光线的时候, 照明灯将一直工作着, 这样会造成资源的浪费, 也会缩短照明灯的寿命。

这时若在光控电路的基础上添加一个声控电路, 使得照明电路在无光线的时候, 只受声音的控制, 当有脚步声或其它较强声响的时候, 照明电路自动工作。当声音消失的时候, 照明灯自动熄灭, 这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路, 使照明灯点亮后, 延时一定时间后自动熄灭。

以上电路的设计非常简单，是通过RC 震荡来完成电路的延时作用，它没有经过单片机的控制，所以电路完成的功能有限而且也不是非常稳定，所以我们把单片机加入走廊路灯控制电路能使得电路更加的完美和稳定。如果在此电路基础上加入ADC0809转换器就可以拓展单片机的作用，使得电路的功能得到进一步的提升，达到本课题的设计要求。

使用这种照明电路, 人们就不必在黑暗中摸索开关, 也不必再担心点长明灯费电和损坏灯泡了。夜间只要有脚步声或其它较强的声响时, 灯便自动点亮, 延时一定时间后自动熄灭。特别适用自动控制路灯照明以及走廊和楼道等处的短时照明。

声光控灯在市场上是很常见的，我们生活中也有很多单位用着这种灯，在楼道上，在门厅口，以及在各种人员流动不太频繁也不太稀少的地方，其原理是：利用声音与光来共同控制灯的明灭，当白天时(光线比较强烈时 即便有再强的声音，灯也不会亮，而当夜晚时(光线达到临界状态时 声控装置才会真正的被启动年，而这时，就是这种“声光控灯”大显身手的时候。即，当有声音响动的时候，灯才会亮起来，如果是人们活动，则有很强的适应性与活动性，当没人活动的时候，也不会造成无端的能源浪费。如果与普通的手动灯比较，当人在黑暗中的时候，很难找到开关的位置，乱找不一定能找到，甚至有时候会伤害到自己的人身安全(在黑暗中找不到方向，乱撞很可能会撞上对人体有害的东西，比如被硬物绊倒被摔伤，碰到尖锐的东西被割伤等，而对于声光控灯来说，人们只需要造出某种声音，比如拍手，大喊一声等，就可以启动声光控控制灯，从而办完自己想办的事情(要延长灯的亮着的时间得要在适当的时刻发出声音即延续。

图1 声光控延时开关的电路原理图

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg 等元件组成光控电路，r5和rg 组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg 两端的电压高，即为高电平间t=2πr8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门

毕业设计说明书（论文）

vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

二极管vd1～vd4将交流220v 进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，c2滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic 等供电。

用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、应用广泛、工作可靠等优点。

2.1.1.单片机控制部分电路

单片机控制模块：单片机选用我们常用的AT89C51。无论是信号采集还是信号输出都要经过单片机的出来。另外定时也是通过单片机的定时来做，这样可以减少外部元器件的数量。

2.1.2.信号采集部分电路的设计

判断外界光线采用光敏电阻，利用集成运放LM324将电阻输出的电压转换成TTL 电平以供单片机处理。检测外界声音的使用微型话筒，信号处理方法和光敏电阻出来的信号处理方法类似，并且下文有详细的介绍，在这里就不多作介绍。

系统组成框图如图2所示：

图2 信号采集部分电路系统组成框图

光敏电阻接在P1.0上，话筒接在P1.1上，继电器接在P1.2上，蜂鸣器接在P1.3上。房单片机运行时，单片机会不停的扫描P1.0和P1.1口上的逻辑状态。当发现这两个IO 口发生改变时，立即使判断是光敏电阻发生的信号，还是

话筒的信号。发送在P1.2或者P1.3IO 口上输出控制信号区控制继电器动作或者控制蜂鸣器蜂鸣。如果是要打开路灯，那么单片机的内部定时器就开始工作每当定时时间到了以后就会立即关闭路灯。这就是方案二的工作过程。

2.2 方案二

用A/D转换器ADC0809，由单片机去判断外界的环境。2.2.1方案二

方案二的组成框图如图3所示

方案二的主体电路和方案一类似，但是方案二中比方案一多了一个AD 转换器ADC0809，光敏二极管或者话筒输出的信号不是直接输入到单片机，而是经过ADC0809转换成数字信号，然后再输入到单片机。方案二中单片机收到的是经过简单判断的光线或者声音信号了，这种工作状态单片机永远只知道两种状态。而方案二单片机可以具体的知道外界光线的强弱或者外界的声音大小。这样方案二在处

理输入信号上更具有优势。同时由于加入ADC0809转换器，可以对输入的光线信号和声音信号从模拟量到数字量的转换，这样可以具体的判断出外界的环境情况，可以知道外界光线的具体强度大小和外界具体声音的强弱，这样使得走廊路灯具有功能更加强大的只能控制，开灯外界光线的强度和关灯外界光线的强度有一个差值，同样开灯外界声音的大小和关灯外界声音的大小也具有一个差值，具有降低误差的功能。

2.3两个方案比较

在这两个方案中方案一运用了单片机，定时通过单片机的内部定时器来完成，电路有了逻辑分析的能力，由于该方案前面的输入只有0和1两种状态所以该电路在处理光线或者声音在临界状态不断变化的情况会遇到比较大的麻烦，所以设计出方案二，方案二是用ADC0809可以由单片机去判断外界的环境是什么样子的，方案一处理不了的情况。所以放弃了方案一而选择了方案二。

3各电路设计和论证

下面详细对本次毕业设计所考虑的方案进行初步的论证和简要的分析。3.1 电源电路的方案设计与论证

由于但路中需要12V 和5V 两种电压，所以分别采用三端稳压器7812和7805 图3 方案二的组成框图

新余学院 毕业设计说明书（论文）图5 光信号采集部分电路 声音信号部分电路： 由于话筒必须和一个10K 的电阻串联接到5V 的电压才能有信号的输出，所以话筒的信号输出电路的形式如图6所示。由于输入信号有很大的直流部分，所以必须使用一个隔离电容C6将直流成分隔离掉，然后送入到三极管Q3,Q4进行信号的初步放大。下面的处理电路和光线信号的处理电路相同，最终也是输出一个0-5V 的电压，最后送入到单片机进行处理。图6 声音信号部分电路

A/D转换工作原理：

A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。

模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。

A/D转换后，输出的数字信号可以有8位、10位、12位和16位等。A/D转换器的工作原理

主要介绍以下三种方法：逐次逼近法、双积分法、电压频率转换法。

在集成电路器件中普遍采用逐次逼近型，现简要介绍下逐次逼近型A/D转换的基本工作原理。

逐次逼近法

逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路，转换的时间为微秒级。采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成，如图3.2.3.1所示。

基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。

逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为Ｖo，与送入比较器的待转换的模拟量Ｖi 进行比较，若Ｖo<Ｖi，该位1被保留，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的 Ｖo 再与Ｖi 比较，若Ｖo<Ｖi，该位1被保留，否则被清除。重复此过程，直至逼近寄存器最低位。转换结束后，将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。逐次逼近的操作过程是在一个控制电路的控制下进行的。

ADC0809简介: 1．主要特性：8路8位A ／D 转换器，即分辨率8位；具有转换起停控制端；转换时间为100μs ；单个＋5V 电源供电；模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准；工作温度范围为-40～＋85摄氏度 ；低功耗，约15mW。

图7 ADC0809内部结构

2．模拟信号输入IN0～IN7： IN0-IN7 为八路模拟电压输入线，加在模拟开关上，工作时采用时分割的方式，轮流进行A/D 转换。

3．地址输入和控制线 ：地址输入和控制线共4 条，其中ADDA、ADDB 和ADDC 为地址输入线，用于选择IN0-IN7 上哪一路模拟电压送给比较器进行A/D 转换。ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE 线为高电平时，ADDA、ADDB 和ADDC 三条地址线上地址信号得以锁存，经译码器控制八路模拟开关通路工作。

4．数字量输出及控制线（11 条）：START 为“启动脉冲”输入线，上升沿清零，下降沿启动ADC0809 工作。EOC 为转换结束输出线，该线高电平表示AD 转换已结束，数字量已锁入“三态输出锁存器”。D0-D7 为数字量输出线，D7 为最高位。ENABLE 为“输出允许”线，高电平时能使D0-D7 引脚上输出转换后的数字量。

5．电源线及其他（5 条）：CLOCK 为时钟输入线，用于为ADC0809 提供逐次比较所需，一般为640kHz 时钟脉冲。Vcc 为+5V 电源输入线，GND 为地线。+VREF 和-VREF 为参考电压输入线，用于给电阻网络供给标准电压。+VREF 常和

VDD 相连，-VREF 常接地。ADC0809 芯片性能特点: 是一个逐次逼近型的A/D 转换器, 外部供给基准电压;单通道转换时间116us ；分辨率为8 位, 带有三态输出锁存器, 转换结束时, 可由CPU 打开三态门, 读出8 位的转换结果;有8 个模拟量的输入端, 可引入8 路待转换的模拟量。ADC0809 的数据输出结构是内部有可控的三态缓冲器, 所以它的数字量输出信号线可以与系统的数据总线直接相连。内部的三态缓冲器由OE 控制, 当OE 为高电平时, 三态缓冲器打开, 将转换结果送出;当OE 为低电平时, 三态缓冲器处于阻断状态, 内部数据对外部的数据总线没有影响。因此, 在实际应用中, 如果转换结束, 要读取转换结果, 则只要在OE 引脚上加一个正脉冲,ADC0809 就会将转换结果送到数据总线上。在本系统中ADC0809 在电路中的连接如下图所示，在模拟量之前加入滤波电路是为了使采集数据更加准确，对于模拟输入通道，还需要采用一些消除干扰的措施，这点将在下一小节提到ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。

6．ADC0809的内部逻辑结构

由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

图8 ADC0809的内部逻辑结构 7．ADC0809引脚结构 ADC0809各脚功能如下： D7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。VCC ：+5V工作电压。GND ：地。

REF（+）：参考电压正端。REF（-）：参考电压负端。START ：A/D转换启动信号输入端。ALE ：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC ：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。

OE ：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK ：时钟信号输入端（一般为500KHz）。A、B、C ：地址输入线。8．外部特性（引脚功能）

ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图13．23所示。下面说明各引脚功能。

IN0～IN7：8路模拟量输入端。2-1～2-8：8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC ：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE ：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

START ： A／D 转换启动信号，输入，高电平有效。

EOC ： A／D 转换结束信号，输出，当A ／D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。

OE ：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A ／D 转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

CLK ：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压。Vcc ：电源，单一＋5V。

GND ：地。

9．ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START 上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D 转换，之后EOC 输出信号变低，指示转换正在进行。直到A ／D 转换完成，EOC 变为高电平，指示A ／D 转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE 输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。

ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。

在本课题设计中ADC0809的通道选择是通过A7、A8、A9来选择的，A7、A8、A9与通道选择关系为：

光信号从IN0输入，声音信号从IN1输入，所以光信号的A/D转换地址70FFH，声音信号A/D转换地址71FFH。ADC0809的转换结束引脚EOC 引脚接在单片机的IN0引脚上。所以这也就意味着既可以采用中断方式也可以使用查询方式对ADC0809转换好的数据进行读取操作。采用中断方式可以节约大量的时间，这样大大减轻了单片机的工作负担。

3.3单片机部分电路的设计和论证

单片机部分使用的是AT89C51，我们对此款单片机非常熟悉，所以使用起来也相对熟练一些。下面是AT89C51的简介：

AT89C51单片机内部包含部件概括如下：一个8位CPU，一个片内振荡器及时钟电路，ROM 程序储存器，RAM 数据储存器，两个16位定时器/计数器，可寻址64K 外部数据存储空间和64K 外部程序存储的控制电路，32条可编程的I/O总线（四个8为并行I/O端口），一个可编程全双工串行口，具有5个中断、2个优先级的中断结构。

AT89C51用CHMOS 工艺制造的单片机都采用双列直插式（DIP）40脚封装，端子信号完全相同。这40根端子大致可分为：电源（Vcc、Vss、Vpp、Vpd）、时钟（XTAL1、XTAL2）、I/O口（P0-P3）、地址总线（P0口、P2口）和控制总线（ALE、RST、/PROG、/PSEN、/EA）等几部分。它们的功能简述如下：

1．电源：Vcc（端子号40），芯片电源，接+5V；Vss（端子号20），电源接地端。

2．时钟：XTAL1（端子号18）、XTAL2（端子）分别是内部振荡电路反相放大器的输入端、输出端，是外接晶振的端子。

3．控制总线：ALE（端子号30）用来把地址的低字节锁存到外部锁存器；/psen（端子号29）外部程序存储器读选通信号；RST（端子号9）复位信号输入端；/EA为内部程序存储器和外部程序存储器的选择端；

4．I/O线：P0口（端子号32-39）单片机的双向数据总线和低8位地址总线；P1口（端子号1-8）双向输入/输出口，用来驱动4个LSTTL 负载;P2口（端子号21-28）双向输入/输出口，在访问存储器时，用作高8位地址总线；P3口（端子号10-17）双向输入输出口能驱动4个LSTTL 负载。P3口的每一个端子还有其他的功能。

P3.0——RXD ：串行口输入端； P3.1——TXD ：串行口输出端；

P3.2——/INT0：外部中断0中断请求输入端： P3.3——/INT1：外部中断1中断请求输入端： P3.4——T0：定时器/计数器0外部输入端;P3.5——T1：定时器/计数器1外部输入端;P3.6——/WR：外部数据存储器写选通信号； P3.7——/RD：外部数据存储器读选通信号；

5．时钟电力：AT89C51内有一个高增益发相反放大器，其频率范围为1.2MHz —12MHz，XTAL1和XTAL2分别为放大器的输入端和输出端时钟电路可以有内部方式或外部外部方式。在本设计中系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22μF。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。为了及提高单片机的运行速度，又能最大程度的保证单片机的 运行速度，所以AT89C51的晶振使用12MHz。由此我们可以计算出AT89C51在该晶振下的时钟周期、机器周期和指令周期的计算方法如下：

1．指令周期

CPU 执行一条指令所用的时间称为指令周期。一个指令周期由1~4个机器周期组成。

2．机器周期

CPU 执行一个基本操作所用的时间称为机器周期，一个机器周期由6状态S1~S6组成，每个状态由2时钟脉冲组成，前一个脉冲叫相位P1，后一个脉冲叫相位P2，因此，一个机器周期由12个时钟脉冲S1P1,S1P2„„S6P1,S6P2组成。

3．时钟周期

时钟脉冲周期T 为计算机系统主频f 的倒数，即：t=1/f。若系统主频为12MHz，则T=1/12us。在80C51指令系统中，指令长度为1~3个字节。在单字节和双字节的指令中，除了乘法和除法指令为4周期外，都是单周期或双周期的。三字节指令都是双周期的。若系统主频为12M，则单周期指令执行的时间为12T=12*1/12=1us。双周期指令执行时间为24T=24*1/12=2us。

6．复位电路：复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST 通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。单片机的复位有上电复位和按钮手动复位两种，本方案是采用两种复位电路相结合。电容C3和电阻R2构成了上电复位，当开机上电时，电容C2的正端的电压为5V，又因为电容两端的电压具有不可跃变性，所以电容C3和电阻R2之间的电压也为5V，所以单片机会复位。当系统正常工作时，由于直流电压无法通过电容，所以单片机的复位引脚相当于通过电阻R2接地，又因为单片机的复位高电平的有效，所以单片机不会复位。按键S1、电阻R1、R2构成了按键复位电路。在系统正常工作时，只要将按键按下，即可使单片机的复位引脚成高电平，单片机可复位。

在电路中采用了6个电容并联，给单片机的电源进行滤波，使单片机的电源更加平滑和稳定，增加系统的稳定性。在进行PCB 布板时，要注意将电容近贴着单片机放置。

单片机引脚的IO 口的使用：P1.2和P1.3外接继电器和蜂鸣器，P0口作为ADC0809的数据输入口,P0和P2作为地址输出口。

图9 单片机部分电路图 3.4输出部分电路的设计和论证

输出部分的电路由继电器和蜂鸣器构成。继电器电路的工作过程：

由于继电器是控制220VAC 的电压，通过的电压和电流相对较大，所以要选用功率较大的继电器。在本课题的设计中使用的是12V 的继电器。继电器室通过三极管Q1来控制，当单片机输出低电平时，三极管截止，继电器线圈失电，常开触点断开常闭触点闭合，路灯被关闭。当单片机输出高电平时，三极管导通继电器线圈得电，常开触点闭合常闭触点断开，路灯被打开。因为继电器在动作时会产生高电压脉冲干扰信号。为了消除这种影响，在继电器线圈的的两端并联一个蓄流二极管1N4148，二极管的正极接在线圈的附极，二极管的负极接在线圈的正极，当

继电器失电时电流从线圈的负极流向二极管的正极，然后再从正极流到二极管的负极，之后再次流到线圈的正极，这样使线圈上存储的能量最终消耗在线圈的内部，达到保护其它部分电路的目的。

蜂鸣器电路的工作过程

当单片机输出低电平时，由于采用的是PNP 型三极管，所以三极管处于导通状态，蜂鸣器蜂鸣。当单片机输出高电平时三极管出于截至状态，蜂鸣器停止蜂鸣。在本部分电路中采用PNP 型三极管的原因是单片机输出灌电流的能力要比输出拉电流的能力强，所以采用PNP 型三极管是电流从外部流向单片机。

图10 蜂鸣器部分电源电路图 4.软件设计 4.1程序流程

4.1.1系统主程序流程图

图11 系统主程序流程图 4.1.2传感器子程序流程图

4.2程序 4.2.1主程序 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH LJMP INT_T0 ORG 0030H MOV SP,#60H MAIN: CLR P1.2 SETB

P1.3 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0B0H MOV TL0,#3CH SETB ET0 SETB EA CLR TR0 MOV 45H,#0 MOV 46H,#0 MOV 47H,#0 MOV A,#0 MOV DPTR,#ADC0809_IN0_address 图12 传感器子程序流程图 MOVX @DPTR,A JB EOC,$ MOV A,@DPTR MOV 45H,A MOV A,#0 MOV DPTR,#ADC0809_IN1_address

MOVX @DPTR,A JB EOC,$ MOVX A,@DPTR MOV 46H,A LCALL DATA_PROCESS SETB TR0 MOV A,50H NEQ: CJNE A,#1,NEQ MOV 45H,#0 MOV 46H,#0 MOV 50H,#0 SJMP MAIN 4.2.2定时器中断子程序

;子程序名称：定时器中断程序INT_T0;入口参数：50H 定时器时间到标志;子程序功能：完成中断计时 INT_T0: MOV TH0,#0B0H MOV TL0,#3CH

INC 47H MOV A,47H CJNE A,#20,NEQ2 MOV 50H,#1 MOV 47H,#0 CLR TR0 NEQ2: RETI 4.2.3数据处理程序

;子程序名称：DATA_PROCESS;入口参数：46H，47H;子程序功能：完成对数据的处理 DATA_PROCESS: MOV A,46H MOV B,#50 将亮度分为50个等级 DIV AB LCALL L_PROCESS 判断开灯还是关灯子程序 MOV A,47H MOV B,#50

DIV AB 将声音分为50个等级 LCALL V_PROCESS RET 4.2.4 ADC0809连续对2个通道采样程序 MOV R0,#30H MOV R4,#02H MOV DPTR,#0C000H 选择ADC0809的IN0输入 LOOP: MOVX @DPTR,A 启动AD 转化 LOO : JB P1.3, LOO 用查询方式等待转换结束

MOVX A,@DPTR 转换结束后，将数字量送入累加器A MOV @R0,A 数字量存入30H 单元中

MOV @R0 R0的内容加1，指向下一单元 INC DPTR 修改模拟输入通道 DJNZ R4,LOOP 8路未完，循环 5．软硬件系统的调试 5.1硬件调试

1．电源部分的调试

使用万用表测量桥式整流电路的输出端电压是否在15V 到20V 之间，若在则说明桥式蒸馏部分是正常的，不在需要检查各二极管的好坏及有无虚焊等，然后再去测量7812和7805的输出电压是否为12V 和5V。

2.单片机部分电路的调试

主要是测量单片机的电源纹波是否在控制范围内，单片机的晶振是否起振，复位电路是否正常工作等。

3.信号采集部分电路的调试

信号采集部分电路的调试比较繁琐，需要有耐心调试，由于各种元器件的参数都有误差，所以电路处理过的输出信号可能不是严格的0—5V，而且电路中有两个电位器，所以要将两个电位器联合调节。

5.2软件调试

单片机应用系统的软件设计是研制过程中任务最繁重的一项工作，难度也比较大，对于某些较复杂的应用系统，不仅要使用汇编语言来编程，有时还要使用高级语言。

单片机应用系统的软件主要包括两大部分：用于管理单片机系统工作的监控 程序和用于执行实际具体任务的功能程序。对于前者，应尽可能利用现成单片机系统的监控程序。为了适应各种应用的需要，现代的单片机开发系统的监控软件功能相当强，并附有丰富的实用子程序，可供用户直接调用，例如键盘管理程序、显示程序等。因此，在设计系统硬件逻辑和确定应用系统的操作方式时，就应充分考虑这一点。这样可大大减少软件设计的工作量，提高编制程效率。后者要根据应用系统的功能要求编写程序，例如，外部数据采集、控制算法的实现、外设驱动、故障处理及报警程序等。

单片机应用系统的软件设计千差万别，不存在统一模式。开发一个软件的明智方法是尽可能采用模块化结构。根据系统软件的总体构思，按照先粗后细的方法，把整个系统软件划分成多个功能独立、大小适当的模块。应明确规定各模块的功能，尽量使每个模块功能单一，各模块间的接口信息简单、完备，接口关系统一，尽可能使各模块间的联系减少到最低限度。这样，各个模块可以分别独立设计、编制和调试，最后再将各个程序模块连接成一个完整的程序进行总调试。

系统调试包括硬件调试和软件调试。硬件调试的任务是排除系统的硬件电路故障，包括设计性错误和工艺性故障。软件调试是利用开发工具进行在线仿真调试，可以发现和解决程序错误，也可以发现硬件故障。

程式序调试一般是一个模块一个模块地进行，一个子程序一个子程序地调试，最后联起来编统调，利用开发工具的单步和断点运行方式，通过检查应用系统的CPU 现场、RAM 和SFR 的内容以及I/O口的状态，来检查程序的执行结果和系统I/O设备的状态变化是否正常，从中发现程序的逻辑错误、转移地址错误以及随机的录入错误等，也可以发现硬件设计与工艺错误和软件算法错误。在调试过程中，要不断调整、修改系统的硬件和软件，直到正确为止。联机调试运行正常后，将软件固化到EPROM 中，脱机运行，并到生产现场投入实际工作，检验其可靠性和抗干扰能力，直到完全满足要求，系统才算研制成功。

6． 附 录 K1 VCC VCC R? 4 R3 RES2 GND 3 L1 11 LM324 Q2 PNP R6 RES2 R? RES4 R4 R? 2 LAMP VCC 1 ADC0809_IN0 UIA R? 光光光光 R5 RES2 Q1 NPN RELAY-SPST VCC VCC VCC LED CU1 CU2 CU3 CU4 CU5 CU6 R4 RES4 L2 L1 R2 RES2 R? U1 L2 新余学院 毕业设计说明书（论文）毕业设计说明书（论文）1 2 3 4 5 6 7 8 u9 12MHZ R? R4 RES4 4 VCC SPEAKER C1 UIA P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 39 38 37 36 35 34 33 32 XTAL1 XTAL2 13 12 INT1 INT0 C2 15 14 T1 T0 MIC C6 0.1UF DW Q4 NPN 31 Q3 NPN 3 R9 6.2K 1 VCC 2 11 LM324 R10 RES2 ADC0809_IN1 VCC EA/VP X1 X2 RESET 9 RESET C3 17 16 R9 6.2K R8 S1 RD WR RXD TXD ALE/P PSEN 10 11 30 29 + 8051 R7 16K R1 R2 R12 RES4 ALE 5 U4 1 2 3 4 5 U3F ADC0809_ALE_START 6 7 12 13 8

照明智能控制器设计 篇3

关键词：智能手机；照明系统；蓝牙模块

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号：1005-1422（2014）06-0124-03人们生活水平的不断提高，照明的应用情况也逐步复杂和丰富多彩，仅靠简单的开关控制已不能达到所需的要求。利用照明智能化控制可以根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件而自动采集照明系统中的各种信息，并对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断，从而对分析结果按要求的形式存储、显示、传输，然后进行相应的工作状态信息反馈及控制，以达到预期的控制效果。

一、传统的家庭照明系统

（一）传统的家庭照明系统的组成

传统的家庭照明系统原理如图1所示。一般情况下传统的家庭照明系统可以分为两种：一种是一开关控制一灯；另一种是多开关控制一灯。前者通常是开关安装在房间的门口，这样开/关灯的操作很不方便。后者是在床头或其他地方都安装了多联开关，操作起来相对稍微方便一些，但是还不能满足随地可以操作的需要，而且在布线和安装时增加了很大的工程量从而增加了成本和维护的难度。

（二）传统的家庭照明系统的特点

优点：灯具的购买及更换简单、容易；缺点：布线和安装复杂、操作不方便和维护难。

二、基于智能手机的家庭照明系统

（一）基于智能手机的家庭照明系统的组成及工作原理

图1传统的家庭照明系统原理图

基于智能手机的家庭照明系统的组成主要是两部分：一部分是智能手机；另一部分是带控制开关的灯。而传统的开关就不需要再安装了，所以在室内布线时也减少了开关的布线，其电路布线及工作原理图如图2所示。

图2基于智能手机的家庭照明系统电路布线及工作原理图

基于智能手机的家庭照明系统的工作原理是：操作智能手机的控制界面时，通过手机本身自带的蓝牙模块把相应的控制数据传送到安装在照明灯里的蓝牙模块，之后将数据送给主控制芯片MCU进行分析及判断并将其转换成控制信号，再送给控制电路对照明灯进行相应动作的控制。

（二）基于智能手机的家庭照明系统的实现

1.蓝牙通信模块BF10

（1）蓝牙通信模块BF10的介绍。蓝牙通信模块BF10是一款智能型无线数据传输模块，具有接收灵敏度高、成本低、体积小、功耗低等优点，主要用于短距离的数据无线传输领域。可以方便地和PC机（PDA手机）的蓝牙设备相连，也可以两个模块之间的数据互通。可以应用在蓝牙打印机、条码扫描设备、工业遥控、遥测、POS系统、无线键盘、鼠标、井下定位、报警、自动化数据采集系统、无线数据传输、银行系统、无线数据采集、楼宇自动化、安防、机房设备无线监控、智能家居、汽车检测设备、电视台的互动节目表决设备、政府路灯节能设备、无线LED显示屏系统等。

（2）蓝牙通信模块BF10的特点

①蓝牙通信模块BF10采用GSR主频蓝牙芯片，支持V2.0协议；

②蓝牙通信模块BF10的供电电压为：2.7-3.3V；

③蓝牙通信模块BF10可以进行串口通信，TTL电平串口；

④蓝牙通信模块BF10具有多种通信波特率设置，支持1200bps～2764800bps等多种波特率；

⑤蓝牙通信模块BF10一般工作电流：35ｍA，休眠电流：1ｍA；

⑥蓝牙通信模块BF10支持AT指令设置设备名称、通信波特率、配对密码等。

（3）蓝牙通信模块BF10 AT指令的介绍

①串口通讯的测试：向蓝牙通信模块BF10发送“AT”,当返回的数据是“OK”则表示通讯正常；

②修改蓝牙通信模块BF10串口通讯的波特率：向蓝牙通信模块BF10发送“AT+BAUD1”，当返回的数据是“OK1200”时表示波特率已经修改为1200bps，其他的波特率修改同理；

③修改蓝牙通信模块BF10的名称：向蓝牙通信模块BF10发送“AT+NAMEname”，当返回的数据是“Okname”就表示模块名字修改成功；

④修改蓝牙通信模块BF10的配对密码：向蓝牙通信模块BF10发送“AT+PIN****”,如果返回的信息是“Oksetpin”则配对密码修改成功。

•实业实训•基于智能手机的家庭照明系统的设计（4）蓝牙通信模块BF10应用电路如图3所示。

图3BF10应用电路图

2.基于智能手机的家庭照明系统手机操作界面介绍图4照明系统手机操作界面图基于智能手机的家庭照明系统手机操作界面如图4所示，主要的功能控键有：开灯、关灯、亮度调节、定时开灯、定时关灯、开灯模式和霹雳灯等。开灯和关灯功能键是快捷地将灯的亮度调到最亮和最暗；亮度调节功能键是可以根据个人的需要将灯的亮度调节到舒适的亮度，其调节级数有100级；定时开灯和定时关灯功能键是可以根据个人的需要定时开灯和定时关灯；开灯模式是可以选择开/关灯的速度，主要是解决深夜开灯时的刺眼感觉；霹雳灯可以调节闪灯的速度，主要是用于制造一些特殊的灯光气氛。

3.基于智能手机的家庭照明系统的照明灯的设计

（1）带控制开关的照明灯的工作原理

带控制开关的照明灯的工作原理框图如图5所示，其工作原理主要是：由蓝牙模块BF10接收智能手机发送过来的控制数据，然后通过串口把数据转发给主控制芯片MCU，MCU对数据进行分析后从P3.7脚输出相应的PWM信号给LED控制电路，从而控制LED的照明亮度。

图5带控制开关的照明灯的原理框图

（2）带控制开关的照明灯的软件（程序）设计原理

带控制开关的照明灯的软件（程序）设计主要是初始化后等待接收串口数据，然后对接收到的串口数据进行判断和分析，如果是调光数据就进行调光操作；如果是定时开关灯数据便执行定时操作。具体的流程图如图6所示。

图6带控制开关的照明灯的程序流程图

（3）带控制开关的照明灯的主要参考程序

PWMBITP3.7

RS_SIGNBIT30H

RESEVE_DATA1EQU50H

RESEVE_DATA2EQU51H

RESEVE_DATA3EQU52H

;*********************

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0023H

LJMPRESEVE

;******串行数据接收及判断******

RESEVE:CLRES

CLREA

CLRRI

PUSHACC

MOVA,SBUF

CJNEA,#0A0H,RESEVE_END

MOVRESEVE_DATA1,A

CLRRS_SIGN

JNBRI,$

CLRRI

MOVRESEVE_DATA2,SBUF

JNBRI,$

CLRRI

MOVA,SBUF

CJNEA,#0AFH,R_END

MOVRESEVE_DATA3,A

CLRRI

CLRRI

R_END:POPACC

RETI

;********程序初始化********

MAIN:MOVSP,#70H

MOVSCON,#50H;工作方式1

MOVTMOD,#20H;定时器1工作方式2

MOVTH1,#253;9600波特率

MOVTL1,#253;9600波特率

SETBTR1;开定时器1

SETBES;开串行通信口

SETBEA;开总中断

;----调光数据分析及输出PWM信号----

PWM：……

……

……

;-----定时数据分析及开始计时-----

TIMER：……

……

……

;-------其他功能模块程序-------

……

……

……

LJMPPWM;程序调转到PWM信号输出

;*********************

END;程序结束

（三）基于智能手机的家庭照明系统的特点

优点：本系统相对传统的照明系统来说具有布线简单、操作方便、功能齐全、智能化控制和节能等优点；缺点：与传统的照明灯不兼容、照明灯的价格比传统的高。

三、系统的扩展

随着人们生活水平的不断提高和智能化控制技术的不断发展，本系统可以扩展成对家用电器设备的控制，如可以利用智能手机对电视机、影碟机、功放、电冰箱、空调、电风扇和洗衣机等家用电器进行相应的功能操作。这样就可以省去了现有的红外遥控器，从而也可以将所有的电器设备的控制都集中在智能手机中，既方便了人们的生活又节约了成本，实现此扩展功能的前提条件是必须在每台家电设备中植入蓝牙串口模块。

参考文献：

［1］何立民.单片机应用系统设计［M］.北京：北京航天航空大学出版社，1990.

［2］李华.MCS-51系列单片机实用接口技术［M］.北京：北京航空航天大学出版社，1993.

智能照明节能设计与实施 篇4

1 我国面临的能源形势

从国内看,随着工业化、城镇化进程加快和消费结构升级,我国能源需求呈刚性增长,受国内资源保障能力和环境容量制约,我国经济社会发展面临的资源环境瓶颈约束更加突出,节能减排工作难度不断加大。从国际看,围绕能源安全和气候变化的博弈更加激烈。一方面,贸易保护主义抬头,部分发达国家凭借技术优势开征碳税并计划实施碳关税,绿色贸易壁垒日益突出。另一方面,全球范围内绿色经济、低碳技术正在兴起,不少发达国家大幅增加投入,支持节能环保、新能源和低碳技术等领域创新发展,抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈。

2“十二五”规划重点工程

节能减排“十二五”规划提出了十项重点工程,其中第一项明确了节能改造工程,里面包含了“建筑节能”和“绿色照明”。“绿色照明”明确实施“中国逐步淘汰白炽灯路线图”,分阶段淘汰普通照明用白炽灯等低效照明产品。积极发展半导体照明节能产业,加快半导体照明关键设备、核心材料和共性关键技术研发,支持技术成熟的半导体通用照明产品在宾馆、商厦、道路、隧道、机场等领域的应用。推动标准检测平台建设。

3 智能照明系统

智能照明系统是指利用计算机、网络技术、无线通讯数据传输、电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理技术、传感技术及节能型电器控制等技术组成的分布式无线或有线控制系统,通过预设程序的运行,根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明。

通过智能照明系统和使用节能灯具可以有效地提升能源的利用,以实现节能的效果。

采用智能照明控制系统是节约能源的有效途径,智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件,对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,从而实现节能的目的。这种自动调节照度的方式可以充分利用室外的自然光源,只有必要时才把灯点亮或点到要求的亮度,利用最少的能源来保证所要求的照度水平,节电一般可达30%以上,节能效果十分明显。

图1表示使用了智能照明控制系统后的节能效果对比。可以看出,在实现能源控制管理功能以后,可以节能约20%～50%,从而减轻了供电的压力,降低了用户的电费开支。

4 智能照明控制系统的设计

4.1 系统原理

ECOLITE智能照明控制系统是一个二线制的智能控制系统,主要用于对照明系统的控制。除此之外还可以与其他系统(如背景音乐、消防、安保等)联动。

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。

如图2所示,ECOLITE智能照明控制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24V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。

E C O LI T E智能照明控制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,可直接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。

E COLITE智能照明控制系统为分布式控制,采用模块化结构,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→接收指令→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现象。

ECOLITE智能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。

4.2 系统拓扑图

如图3所示。

4.3 体育场智能照明系统设计

4.3.1 现代化多功能体育场馆的照明需求区域的划分

现代化智能体育场馆区域为两大区域,即体育场馆场地照明和体育场馆室外照明。体育场馆室内场地照明分为:体育馆照明、附属功能区照明。体育场馆室外照明分为室外泛光照明、停车场及停车场入口照明。

4.3.2 智能照明控制系统的方案设计

某体育馆是一座现代化的室内体育馆,能开展篮球、排球、羽毛球、乒乓球、摔跤及体操等体育项目的正式比赛,也可举行文艺演出、商品展销会等活动。主场地比赛用灯采用192套650W金卤灯,观众席照明采用36套500W碘钨灯。

智能照明控制系统在此应用中由开关模块、调光模块、可编程控制面板等部分组成。每个调光柜有8回路开关输出,每路10A,每路控制1～3套650W金卤灯,系统可以实现以下功能:

(1)场地照明最多可设置12种亮灯模式,能根据需要灵活地实现各种比赛要求,例如“正式比赛”、“一般比赛”、“篮球”、“排球”、“手球”、“清扫”、“安全”等任意亮灯模式。观众席可实现4种不同的灯光场景。

(2)系统能自动调节各种场地灯光打开的先后顺序,避免由于同时点亮而引起的启动大电流冲击。例如,篮球比赛开始前,全场的灯光将按指定的顺序依次点亮,系统能限制金卤灯再启动的间隔时间,有利于提高金卤灯的寿命。

(3)操作简单、直观,系统调试好以后,使用者只需在控制面板上按下一个键,系统就能自动进入该键对应的预置状态。例如“篮球”比赛开始前,工作人员只需按下对应的“篮球”键,智能照明控制系统就能依次点亮篮球比赛场地所需的灯光……依次类推。

(4)系统设置三个控制操作点,在配电房和门厅均能控制主场地和观众席的灯,而在电影放映厅仅能控制观众席的灯。

某大型体育馆是一所多功能的室内体育馆,集体育比赛、文化娱乐、商品展销、大众健身为一体,为全运会的球类比赛场馆。馆内照明由三种光源组成,金卤灯、碘钨灯、金卤灯与碘钨灯组合,其中比赛场地采用金卤灯22套,碘钨灯28套,金卤灯与碘钨灯组合126套,观众席采用388套100W Par灯。控制系统在此应用中由开关模块、调光模块、控制面板、手持式编程器、智能传感器等部件组成。

比赛场地的碘钨灯由4个调光模块控制,每路最多控制4盏灯,共41个回路,7个备用回路。

比赛场地的金卤灯由2个开关模块控制,每路控制6～9盏灯,共21个回路,3个备用回路。

看台区域的Par灯由2个调光模块控制,共24个回路。控制面板及遥控装置分别安装于主席台、裁判台、配电控制室。根据该场馆的使用要求,系统实现如下功能:高度的灵活性场地灯:每组碘钨灯都可调光,每3～4盏灯为一个回路,不同的灯光组合,可以产生各种场景,适合于各种体育比赛和文艺演出。金卤灯,从场地四周向场地中间,分层控制,对于不同的比赛,场地能灵活组成相应的比赛灯光。此外,平时的练习、非正式比赛以及其他各种活动场地可只点亮一半的金卤灯,这一半金卤灯能够均匀地分布于所需场地。两种光源的组合,能够实现各种比赛所需最佳灯光效果。看台灯:看台部分的全部Par灯都可调光,观众席、走廊区域、主席台和记录室的灯光都独立控制。

(1)完美的照明效果

利用智能型照明控制系统可对比赛场地的碘钨灯进行调光,保证了各类比赛的最佳照明效果。

(2)操作直观方便

可编程控制面板及遥控器编程面板都是按键式控制器,使用者不需专门训练就能对各种比赛的照明进行操作控制。

(3)可观的节电效果

使用智能照明控制系统,合理调节场地照度,能够实现节电20%以上。

(4)系统安全可靠

照明系统采用全数字、低压控制,避免了大电流的开关,使得整个照明系统更加安全。采用了分布式控制及独立存储的概念,使得系统具有更高的可靠性。

(5)亮灯模式显示

系统和大屏幕显示屏相连接,可实现亮灯模式显示和合适的效果。

5 总结

智能照明项目可行性研究报告 篇5

报告介绍

本报告主要对智能照明项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案。

该可行性研究报告可用于智能照明项目主办单位报发改委核准立项，申请贷款，上市募投，资金申请，境外投资，申请土地等；我司是专业编写可行性研究报告的咨询机构，能够出具符合国家发改委和地方各级发改委要求的可行性研究报告，并提供甲级、乙级、丙级等各个等级的工程咨询资质。以下是报告的目录框架：

智能照明项目可行性研究报告 政府立项、申请土地、银行贷款、招商引资、投资合作等

第一章 总论

一、智能照明项目背景

1．项目名称

2．承办单位概况

3．智能照明项目可行性研究报告编制依据

4．智能照明项目提出的理由与过程

二、智能照明项目概况

1．智能照明项目拟建地点

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2．智能照明项目建设规模与目的 3．智能照明项目主要建设条件

4．智能照明项目投入总资金及效益情况

5．智能照明项目主要技术经济指标

三、项目可行性与必要性

四、问题与建议

第二章 市场预测

一、智能照明产品市场供应预测

1．国内外智能照明市场供应现状

2．国内外智能照明市场供应预测

二、产品市场需求预测

1．国内外智能照明市场需求现状

2．国内外智能照明市场需求预测

三、产品目标市场分析

1．智能照明产品目标市场界定

2．市场占有份额分析

四、价格现状与预测

1．智能照明产品国内市场销售价格

2．智能照明产品国际市场销售价格

五、市场竞争力分析

1．主要竞争对手情况

2．产品市场竞争力优势、劣势

3．营销策略

六、市场风险

第三章 资源条件评价

一、智能照明项目资源可利用量

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二、智能照明项目资源品质情况

三、智能照明项目资源赋存条件

四、智能照明项目资源开发价值

第四章 智能照明项目建设规模与产品方案

一、建设规模

1．智能照明项目建设规模方案比选

2．推荐方案及其理由

二、产品方案

1．智能照明项目产品方案构成 2．智能照明项目产品方案比选

3．推荐方案及其理由

第五章 智能照明项目场址选择

一、智能照明项目场址所在位置现状

1．智能照明项目地点与地理位置

2．智能照明项目场址土地权所属类别及占地面积

3．土地利用现状

二、智能照明项目场址建设条件

1．地形、地貌、地震情况

2．工程地质与水文地质

3．气候条件

4．城镇规划及社会环境条件

5．交通运输条件

6．公用设施社会依托条件（水、电、气、生活福利）

7．防洪、防潮、排涝设施条件

8．环境保护条件

9．法律支持条件

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10．征地、拆迁、移民安置条件

11．施工条件

三、智能照明项目场址条件比选

1．智能照明项目建设条件比选

2．智能照明项目建设投资比选

3．智能照明项目运营费用比选

4．智能照明项目推荐场址方案

5．智能照明项目场址地理位置图

第六章 智能照明项目技术方案、设备方案和工程方案

一、智能照明项目技术方案

1．智能照明项目生产方法（包括原料路线）

2．智能照明项目工艺流程

3．智能照明项目工艺技术来源

4．推荐方案的主要工艺（生产装置）流程图、物料平衡图，物料消耗定额表

二、智能照明项目主要设备方案

1．智能照明项目主要设备选型

2．智能照明项目主要设备来源（进口设备应提出供应方式）

3．智能照明项目推荐方案的主要设备清单

三、智能照明项目工程方案

1．智能照明项目主要建、构筑物的建筑特征、结构及面积方案

2．智能照明项目矿建工程方案

3．智能照明项目特殊基础工程方案

4．智能照明项目建筑安装工程量及“三材”用量估算

5．智能照明项目主要建、构筑物工程一览表

第七章 智能照明项目主要原材料、燃料供应

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一、主要原材料供应

1．智能照明项目主要原材料品种、质量与年需要量

2．智能照明项目主要辅助材料品种、质量与年需要量

3．智能照明项目原材料、辅助材料来源与运输方式

二、燃料供应

1．智能照明项目燃料品种、质量与年需要量

2．智能照明项目燃料供应来源与运输方式

三、主要原材料、燃料价格

1．智能照明项目原材料、燃料价格现状

2．智能照明项目主要原材料、燃料价格预测

四、编制主要原材料、燃料年需要量表

第八章 总图、运输与公用辅助工程

一、智能照明项目总图布置

1．平面布置

2．竖向布置

（1）场区地形条件

（2）竖向布置方案

（3）场地标高及土石方工程量

3．总平面布置图

4．总平面布置主要指标表

二、智能照明项目场内外运输

1．场外运输量及运输方式

2．场内运输量及运输方式

3．场内运输设施及设备

三、智能照明项目公用辅助工程

1．智能照明项目给排水工程

（1）给水工程。用水负荷、水质要求、给水方案

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（2）排水工程。排水总量、排水水质、排放方式和泵站管网设施

2．智能照明项目供电工程

（1）供电负荷（年用电量、最大用电负荷）

（2）供电回路及电压等级的确定

（3）电源选择

（4）场内供电输变电方式及设备设施

3．智能照明项目通信设施

（1）通信方式

（2）通信线路及设施

4．智能照明项目供热设施

5．智能照明项目空分、空压及制冷设施

6．智能照明项目维修设施

7．智能照明项目仓储设施

第九章 智能照明项目节能措施

一、节能措施

二、能耗指标分析

第十章 智能照明项目节水措施

一、节水措施

二、水耗指标分析

第十一章 智能照明项目环境影响评价

一、场址环境条件

二、项目建设和生产对环境的影响

1．智能照明项目建设对环境的影响

2．智能照明项目生产过程产生的污染物对环境的影响

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三、环境保护措施方案

四、环境保护投资

五、环境影响评价

第十二章 智能照明项目劳动安全卫生与消防

一、危害因素和危害程度

1．有毒有害物品的危害

2．危险性作业的危害

二、安全措施方案

1．采用安全生产和无危害的工艺和设备

2．对危害部位和危险作业的保护措施

3．危险场所的防护措施

4．职业病防护和卫生保健措施

三、消防设施

1．火灾隐患分析

2．防火等级

3．消防设施

第十三章 智能照明项目组织机构与人力资源配置

一、智能照明项目组织机构

1．智能照明项目法人组建方案

2．智能照明项目管理机构组织方案和体系图

3．智能照明项目机构适应性分析

二、智能照明项目人力资源配置

1．生产作业班次

2．劳动定员数量及技能素质要求

3．职工工资福利

4．劳动生产率水平分析

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5．员工来源及招聘方案

6．员工培训计划

第十四章 智能照明项目实施进度

一、智能照明项目建设工期

二、智能照明项目实施进度安排

三、智能照明项目实施进度表（横线图）

第十五章 智能照明项目投资估算

一、智能照明项目投资估算依据

二、智能照明项目建设投资估算

1．智能照明项目建筑工程费

2．智能照明项目设备及工器具购置费

3．智能照明项目安装工程费

4．智能照明项目工程建设其他费用

5．智能照明项目基本预备费

6．智能照明项目涨价预备费

7．智能照明项目建设期利息

三、智能照明项目流动资金估算

四、智能照明项目投资估算表

1．智能照明项目投入总资金估算汇总表

2．智能照明项目单项工程投资估算表

3．智能照明项目分年投资计划表

4．智能照明项目流动资金估算表

第十六章 智能照明项目融资方案

一、智能照明项目资本金筹措

二、智能照明项目债务资金筹措

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三、智能照明项目融资方案分析

第十七章 智能照明项目财务评价

一、智能照明项目财务评价基础数据与参数选取

1．财务价格

2．计算期与生产负荷

3．财务基准收益率设定

4．其他计算参数

二、智能照明项目销售收入估算（编制销售收入估算表）

三、智能照明项目成本费用估算（编制总成本费用估算表和分项成本估算表）

四、智能照明项目财务评价报表

1．智能照明项目财务现金流量表

2．智能照明项目损益和利润分配表

3．智能照明项目资金来源与运用表

4．智能照明项目借款偿还计划表

五、智能照明项目财务评价指标

1．智能照明项目盈利能力分析

（1）项目财务内部收益率

（2）资本金收益率

（3）投资各方收益率

（4）财务净现值

（5）投资回收期

（6）投资利润率

2．智能照明项目偿债能力分析（借款偿还期或利息备付率和偿债备付率）

六、智能照明项目不确定性分析

1．智能照明项目敏感性分析（编制敏感性分析表，绘制敏感性分析图）

2．智能照明项目盈亏平衡分析（绘制盈亏平衡分析图）

七、智能照明项目财务评价结论

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第十八章 智能照明项目国民经济评价

一、智能照明项目影子价格及通用参数选取

二、智能照明项目效益费用范围调整

1．智能照明项目转移支付处理

2．智能照明项目间接效益和间接费用计算

三、智能照明项目效益费用数值调整

1．智能照明项目投资调整

2．智能照明项目流动资金调整

3．智能照明项目销售收入调整

4．智能照明项目经营费用调整

四、智能照明项目国民经济效益费用流量表

1．智能照明项目国民经济效益费用流量表

2．智能照明项目国内投资国民经济效益费用流量表

五、智能照明项目国民经济评价指标

1．智能照明项目经济内部收益率

2．智能照明项目经济净现值

六、智能照明项目国民经济评价结论

第十九章 智能照明项目社会评价

一、智能照明项目对社会的影响分析

二、智能照明项目与所在地互适性分析

1．智能照明项目利益群体对项目的态度及参与程度

2．智能照明项目各级组织对项目的态度及支持程度

3．智能照明项目地区文化状况对项目的适应程度

三、智能照明项目社会风险分析

四、智能照明项目社会评价结论

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第二十章 智能照明项目风险分析

一、智能照明项目主要风险因素识别

二、智能照明项目风险程度分析

三、智能照明项目风险防范和降低风险对策

第二十一章 智能照明项目可行性研究结论与建议

一、智能照明项目推荐方案的总体描述

二、智能照明项目推荐方案的优缺点描述

1．优点

2．存在问题

3．主要争论与分歧意见

三、智能照明项目主要对比方案

1．方案描述

2．未被采纳的理由

四、结论与建议

第二十二章 附图、附表、附件

一、附图

1．智能照明项目场址位置图

2．智能照明项目工艺流程图

3．智能照明项目总平面布置图

二、附表

1．智能照明项目投资估算表

（1）智能照明项目投入总资金估算汇总表

（2）智能照明项目主要单项工程投资估算表

（3）智能照明项目流动资金估算表

2．智能照明项目财务评价报表

（1）智能照明项目销售收入、销售税金及附加估算表

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（2）智能照明项目总成本费用估算表

（3）智能照明项目财务现金流量表

（4）智能照明项目损益和利润分配表

（5）智能照明项目资金来源与运用表

（6）智能照明项目借款偿还计划表

3．智能照明项目国民经济评价报表

（1）智能照明项目国民经济效益费用流量表

（2）智能照明项目国内投资国民经济效益费用流量表

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可行性研究报告的用途

可行性研究报告是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷款等领域常用的专业文档，主要对项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案而撰写的书面报告。

我们将可行性研究报告按用途主要分为6种：

（1）用于企业融资、对外招商合作的可行性研究报告。这类研究报告通常要求市场分析准确、投资方案合理、并提供竞争分析、营销计划、管理方案、技术研发等实际运作方案；

（2）用于国家发展和改革委（以前的国家计委）立项的可行性研究报告、项目建议书、项目申请报告，该文件是根据《中华人民共和国行政许可法》和《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》而编写，是大型基础设施项目立项的基础文件，发改委根据可行性研究报告进行核准、备案或批复，决定某个项目是否实施。另外医药企业在申请相关证书时也需要编写可行性研究报告。

（3）用于银行贷款的可行性研究报告，商业银行在贷款前进行风险评估时，需要项目方出具详细的可行性研究报告,对于国家开发银行等国内银行，若该报告由甲级资质单位出具，通常不需要再组织专家评审，部分银行的贷款可行性研究报告不需要资质，但要求融资方案合理，分析正确，信息全面。另外在申请国家的相关政策支持资金、工商注册时往往也需要编写可行性研究报告，该文件类似用于银行贷款的可研。

（4）用于境外投资项目核准的可行性研究报告、项目申请报告，企业在实施走出去战略，对国外矿产资源和其他产业投资时，需要编写可行性研究报告或项目申请报告、报给国家发展和改革委或省发改委，需要申请中国进出口银行境外投资重点项目信贷支持时，也需要可行性研究报告和项目申请报告。

（5）用于企业上市的可行性研究报告，这类可行性报告通常需要出具国家发改委的甲级工程咨询资格。

（6）用于申请政府资金（发改委资金、科技部资金、农业部资金）的可行性研究报告，这类可行性报告通常需要出具国家发改委的甲级工程咨询资质。

在上述六种可研中，第（2）、（3）、（5）、（6）类可研准入门槛最高，需要编写单

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位拥有工程咨询资质，该资质由国家发展和改革委员会颁发，分为甲级、乙级、丙级三个等级，甲级最高。

照明智能控制器设计 篇6

摘要：随着时代的发展，我国建筑事业也得到了较快的发展。建筑的智能化、低碳化、绿色化水平也得到了前所未有的发展。因而作为民用建筑的设计人员，也应在民用建筑设计中着力实现智能化、低碳化、绿色化。因而本文正是基于这一背景，就民用建筑设计中如何加强智能应急照明系统的应用进行了探究。旨在与同行进行业务之间的交流，以不断提高民用建筑的设计水平。

关键词：民用建筑；设计；智能应急照明系统；应用

在传统的民用建筑中，在应急照明设计过程中经常会出现这样或那样的问题，这对火灾时人员的逃生带来了极大的安全隐患。因而作为新时期背景下的民用建筑设计人员，必须在民用建筑设计中切实加强智能应急照明系统的应用，才能更好的提高民用的应急照明水平。基于此，笔者结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的分析。

1.传统民用建筑在应急照明系统设计方面存在的不足

在传统的民用建筑中，应急照明系統的设计往往存在这样或那样的不足，正是因为这些不足的存在，极大的导致了建筑消防安全水平的提升。究其根源，主要是因为传统的民用建筑的应急照明主要以蓄电池和应急照明灯具为主，在设计时只是将其作为独立的配电系统，而缺乏与火灾报警系统的联动，一旦民用建筑发生火灾，由于火灾现场往往混乱，此时一旦应急照明系统失灵，就会给现场的逃生和组织疏散等带来困难。加上疏散标志灯在设计时缺乏科学性，不仅标识不够明显，而且位置也不显眼，导致火灾发生时往往因缺乏疏散指示而失去救援机会。

2.智能应急照明系统在民用建筑设计中的应用

通过上述分析，我们对传统民用建筑在应急照明系统设计过程中的不足有了一定的认识，那么作为新时期背景下的民用建筑设计人员，应如何加强对智能应急照明系统的应用呢？笔者结合自身工作实践，从智能应急照明系统工作的原理入手，结合某工程实践，就其具体的应用策略做出以下几点探究性的分析。

2.1工作原理

智能应急照明系统与传统应急照明系统之间最大的区别就是其能与火灾报警系统之间联动。其工作原理如下：当消防控制是对火灾信号确认之后，由智能应急照明系统对将疏散区域内所有的应急照明灯自动的点亮，同时编程化的控制现场的所有的应急照明和疏散用指示灯，从而确保疏散指示呈现光流的形式对逃生的路径进行动态的指示，从而在烟雾环境中为逃生人员提供清晰、明确的逃生方向。因此，智能应急照明系统在逃生时始终遵循的逻辑如下表所示。

智能应急照明系统在逃生时始终遵循的逻辑表

1.疏散指示灯指示的方向必须与着火点的方向远离

2.位于着火点之上的建筑楼层必须与着火层火点发生的临近疏散出口相避开

3.安全出口应有声音和灯光闪烁，为安全逃生提供及时的疏散指导

一般情况下，选取PC机作为整个智能照明应急系统的控制主机，选取单片机终端对应急灯进行智能控制，从而在总线的控制下，对多对通信控制进行巡检，并在同一总线系统中挂接多种类型的灯具终端，并利用编程对虚拟分区内的所有的应急照明灯具的熄灭和点亮进行控制，并能对其应急性等功能进行测试，尤其在虚拟分区技术的支持下，能有效的促进工程设计水平的提升，并能提高建筑消防性能的提升，也便于设备的维护。

2.2具体应用

以某工程实践为例，笔者就智能应急照明系统在民用建筑设计中的应用做出以下几点分析：

2.2.1工程实践

在某民用建筑中，对其电气方案进行设计时，采用的应急照明系统为智能中央监测和应急照明系统，该系统主要由应急照明灯（带有地址编码及传感器）、应急疏散指示灯（带有地址编码及传感器）、集中控制主机以及安全电压型控制器分机等组成，利用其微处理器并在总线技术的支持下对该民用建筑的不同防火分区设置成了高效独立运行的应急照明网络系统。因此，在这一系统的支持下，在本次设计中确定了两种设计方案，两种方案的区别就是蓄电池分别为自带式和集中式。而本民用建筑属于大型公共民用建筑工程，不仅人员集中较为密集，而且疏散通道十分复杂，加上应急照明灯分散，在不同的防火分区内的灯具数量存在较大的差别。因而必须在结合实际需求之后，针对性的采取设计方案。

2.2.2自带蓄电池的智能应急照明系统在民用建筑工程中的应用

自带蓄电池的智能应急照明系统比集中蓄电池的智能应急照明系统的可靠性更强，即使分支电源线路出现故障，其应急照明灯具能持续一定的时间进行工作，而缺点就是需要分散的放置电池，且放置的电池的数量较大，因而经常会出现这样或那样的电池事故，因此需要对其进行长期性的维护。该系统在日常应用过程中的工作原理图如下图所示。

自带蓄电池的智能应急照明系统工作原理图

2.2.3集中供电式的智能应急照明系统在民用建筑工程中的应用

集中供电式的智能应急照明系统在民用建筑工程中的应用，各层均有交、直流两路电源供安全电压型控制器分机，采用安全电压供电，即使电池主站（直流）或交流的供电电源断开，也不会影响整个系统的安全高效运行，优点就在于供电时间长，安全，能根据火灾着火点合理点亮应急疏散指示灯及应急照明灯，更有效的引导人员疏散，逃离火灾现场，缺点是成本高，线路相对复杂。因此，在实际运行过程中，应结合这两种系统的优点和缺点，进行针对性的选择。集中供电式的智能应急照明系统的工作原理由下图所示。

集中供电式的智能应急照明系统工作原理图

2.3在本工程中的具体应用

在本工程中，笔者结合这两种智能应急照明系统的优势和不足，结合本民用建筑的实际需要，最终在多方的论证下，决定采用基于这两种系统的综合系统。即在整个系统中不仅有自带式的电源，同时也对这些电源集中供电，并配备了预备电源，一旦发生火灾，导致原有供电系统瘫痪，就会自动切换到备用电源，为应急照明供电，极大的确保了整个应急照明系统供电的及时性和有效性，在促进民用建筑设计水平的提升奠定坚实基础的同时也提高了整个民用建筑的防火性能和消防性能。

3.结语

综上所述，对智能应急照明系统在建筑设计中的应用进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的民用建筑设计人员，必须紧密结合时代发展的需要，致力于自身专业技术水平的提升，认真分析和总结传统民用建筑应急照明系统的不足，并针对存在的不足和实际的需要，针对性的确定民用建筑的应急照明方案，最大化的确保其安全高效的运行。

参考文献：

[1]熊志辉.民用建筑应急照明的研究与设计[D].华南理工大学，2013.

[2]周宝昌.智能应急照明系统在民用建筑设计中的应用[J].建筑电气，2009，10：38-39.

亮度分级智能照明系统的设计 篇7

随着生活水平的提高, 人们对光源设计的美观性也提出了更高的要求, 光源不仅要提供足够的工作照明, 更应营造一个舒适的视觉环境。光污染现象越来越引起人们的高度重视。因此, 做好照明设计工作, 已成为现代智能办公大楼或家居生活的一个重要内容。据国内外有关资料介绍, 办公照明用电量约占整幢大楼能耗的30%, 办公照明的设备费用 (包括照明器件和配布线工程费) 约占电气工程费用的10% 以上, 因此选择合理的照明方案, 配置先进的控制系统, 不仅能大大简化穿管布线的工作量, 而且能有效地节约能源, 降低用户运行费用, 提高大楼管理水准, 具有极大的经济意义和社会效益。也就是说, 一套智能的照明系统对人们来说是十分重要的。而市场上现有的智能照明系统仅能控制照明的开关, 并不能自动按照环境照度补偿以合适的亮度。因此, 我们设计了一种亮度分级智能照明系统, 通过感应区域内照度的强弱, 自动地调节照明设备的亮度, 以达到舒适、实用及节能环保的目的。

二、设计方案及工作原理

要能够做到以上要求, 首先, 系统能检测环境的照度, 这里使用常用的光敏元件对照度进行检测;其次, 系统能对照度不足的环境进行补偿, 这里使用控制方便、效率高的白光LED;然后, 采用红外感应的方式检测是否有人, 是否需要照明。最后, 使用Zig Bee协议将所有的照明设备构成一个网络, 方便控制。

系统设计方案及工作原理如图1 所示。整套系统核心是ZigBee, Zig Bee是基于IEEE802.15.4 标准的低功耗局域网协议, 主要适合用于自动控制和远程控制领域, 可以嵌入各种设备[1], 是一种便宜的、低功耗的近距离无线组网通讯技术。这里使用Zig Bee主要是考虑到智能照明系统在其他方面上的延伸性, 比如最新技术趋势物联网, 这样这套系统就不单单是智能照明系统, 添加程序后还成为一套物联网系统。而外围, 亮度的检测及控制全部由独立的单片机[2,3]来完成, 这样可以让Zig Bee终端更多的cpu时间用于其它, 例如实时监测等。红外传感器, 光敏传感器[4]。方案如下:

1、当有人接近时红外模块检测到有人通过, 随即打开照明, 延时一定时间后未检测到有人通过, 则关闭照明可以节约电能;

2、当光源照明时, 使用光敏元件检测周围环境的光的亮度, 将其反馈给单片机, 单片机将此数据与预设定的数据进行比对, 然后对光源亮度进行调整, 使其达到预定值。 (此处预定值是可以人为设定的。)

而灯具亮度控制方面, 使用恒压式驱动, 通过改变电压来改变亮度。

三、系统硬件设计

系统硬件主要由12864 液晶, BH1750 芯片, 热释电红外传感器, DAC081C081 芯片, STC89C52 单片机, 乙类功率放大电路, Zig Bee无线传输单元所组成。

系统硬件结构图如图2 所示。这里使用闭环调节系统以提高亮度调节的速度。首先, BH1750 芯片将照度转换为数字量并传给单片机, 单片机对数据处理后, 用12864 液晶显示出当前照度值, 然后使用DA转换输出不同电压以驱动LED。增加或减小电压以控制LED的亮度的增强和减弱, 接着再次检测环境亮度, 重复上面的步骤, 直到检测的亮度趋于红外遥控器设定的照度值, 最终使环境亮度趋于合理。

各个组成部分介绍:12864 是一种液晶屏幕, 共128x64 个点, 用来显示当前检测的照度值或设置界面。BH1750则是16 位数字输出型环境光强度传感器, 精度高, 灵敏度高, 适合用于照度检测。热释电红外传感器是一种对人体红外辐射尤为敏感的红外传感器, 用来检测是否有人通过。STC89C52 单片机则是一种兼容51 的单片机, 比较常见, 性价比较高。DAC081C081 则是8 位的低功耗DAC, 和乙类功率放大电路共同作为LED的驱动级。Zig Bee无线传输单元是用来控制照明系统是否工作的总控制端, 当白天时, 关闭整个系统, 以节省电能, 到黄昏时, 自动开启系统, 智能照明系统开始工作。

四、系统软件设计

该系统的软件采用C语言[5]。它的使用非常广泛, 无需复杂的程序设置环境, 支持过程化程序设计、数据抽象面向对象程序设计、泛型程序设计等多种程序设计风格, 其语言非常灵活, 功能相当强大, 并且语法思路层次分明、相呼应。为了日后的更新、维护与拓展, 在设计过程中采用模块化的思想。

图3 是系统流程图。首先, 将预定一个值, 作为照度的参考值。由于设备刚刚开启, 照明设备就处于关闭状态, 然后不断进行红外感应检测, 当有人通过, 红外感应模块被触发, 随既开启照明, 检测亮度, 并增减控制电压, 然后再检测是否达到预定值, 直到达到预定值。延时预设的时间, 等待行人通过后, 再次红外感应检测。当检测到还有人时, 由于已经开启照明了, 所以继续下一步;而当没有人时, 关闭照明设备并继续红外检测, 等待下一个人通过。

五、结论与展望

本文所设计的系统已用于某种灯具的亮度分级控制器进行测试, 实际应用表明该系统测试准确、稳定可靠, 根据此系统生产出的智能照明灯具具有反应灵敏、灯光柔和等优点。如果将LED驱动方式改为恒流式开关电源, 那么系统的效率将进一步得到提高。LED为电流型器件, 使用电流更能有效控制LED的亮度, 由于仅需改变PWM波的占空比就可以改变电流, 不仅方便, 而且开关电源的效率高, 温度低。但此方案电磁辐射较大, 需要合理的设计以避免干扰和电磁辐射。

参考文献

[1]忠良, 孙国新.基于Zigbee技术的智能家居系统设计[J].电子设计工程, 2010, 18 (7) :117-119.NAN Zhong-liang, SUNGuo-xin.Thesmart home system based on Zigbee technology design[J].Journal Of Electronic Design Engineering, 2010, 17 (7) :117-119.

[2张友德.单片微型机原理、应用与实验[M].上海:复旦大学出版社, 2005.ZHANG You-de.Single-chip microcomputers principle, applicationand experiment[M].Shanghai:Fudan University Press, 2005.

[3胡乾斌, 李光斌, 李玲等.单片微型计算机原理与应用[M].武汉:华中科技大学出版社, 2004.HU Qian-bin, LI Guang-bin, LILing, etc.Single chip microcomputerprinciple and application[M].Wuhan:Hua Zhong University Of Science And Technology Press, 2004.

[4]陆洋.智能家居中的业务及关键技术[J].电信技术, 2010, (5) :45-47.LU Yang.Business and key techniques in intelligent household[J].Journal Of Telecommunication Technology, 2010, (5) :45-47.

照明智能控制器设计 篇8

同样擅长管理信息化平台的飞利浦照明智能互联系统, 自然而然成为骏马的最佳选择, 2013年底, 飞利浦照明团队开始帮助骏马集团1号超级工厂优化原始照明设计, 一份安全、节能、高效的解决方案应运而生———LED高顶棚灯具Green Perform High Bay配合Philips?Dynalite智能互联系统, 它既可实现移动感应和光感控制, 又可实现终端实时监测, 并通过DALI协议实现, 用以响应骏马集团完全信息化管理的期待, 使得其生产成本和生产管理实现全面安全、节能和高效。

超级安全:超级工厂的全能照明管家

这个被称作“超级工厂”的厂房面积约为20000平方米, 内部空间高度为20米, 钢结构密集。1号超级工厂被定位为最后的加工组合站点, 行车往来很多。如果照明方面不理想, 产生阴影或其他偏差, 对安全生产会造成非常大的隐患。

所以灯具系统的选择和照明系统的管控都必须严格对待:即便是20米的高度, 飞利浦Green Perform高顶棚灯具也会将需要的光线合理地投射到台面和地面上;至于光线阴影和死角问题, 则由距地面8米高、侧柱上的辅助灯具来负责;飞利浦Green Perform高顶棚灯具会保持一种非常优良的状态工作5万小时, 在这之后, 当它的光衰逐渐达到30%以上时, Philips·Dynalite智能互联照明系统就会提醒控制人员可以考虑更换, 以保证生产链条的顺利持续进行, 避免造成工作中断、员工因用眼疲劳而导致产品不合格甚至重大事故。

节能同步高效:全新LED灯具减少60%以上能耗

是时候用全新的眼光来看待工业照明了, 设计思路的转变能够带来成本和能耗的大大降低———在这个方案中, 飞利浦照明团队将400W的传统金卤灯方案提升为140W的LED照明方案, 灯具数量从492套减少到425套, 实现节能60%以上。

从飞利浦Green Perform高顶棚灯具中, 我们能够清楚的感受到:和传统灯具相比, 飞利浦Green Perform高顶棚灯具结构设计很是精巧, 利用透镜配光而不再依靠反射;它的光输出率为98%~99%, 远高于传统灯具60%~80%的平均数据;抛弃了大罩子的轻巧外形的飞利浦Green Perform高顶棚灯具不易积灰, 还能有效的对流散热。

基于智能系统:再节能“10%~30%+大额意外支出”

显然, 通过骏马案例可以看出, 飞利浦智能互联系统可以帮助管理者直接减少能源和人员的成本付出, 而随着时间推移, 智能互联系统还将愈发开始显现功效, 在不同的光照地区及不同的工况环境中, 它会在LED照明方案带来60%以上节能的基础上, 为用户再节省平均10%~30%的能耗, 实现一套方案, 双重节能。

智能化建筑照明节能设计探讨 篇9

1.1 绿色照明的原则

建筑照明节能的设计应以绿色照明为标准, 首先, 绿色照明并不是单指照明节能;其次, 绿色照明是以提高学习效率、生产工作效率, 保证生活质量, 呵护身心健康为前提, 在确保民用建筑照明的功能正常, 也就是色温、照度、显色指数等照度质量的标准正常的情况下, 争取最大限度地减少不必要的能耗。此外, 绿色照明也要求不能以增加投入资金为代价来达到节能的目的, 要做到用投入的一部分资金, 在尽可能短的时间内, 用节能节约的资金来弥补先前投入的那部分资金。

1.2 节能与照明质量兼顾的原则

在进行建筑照明节能设计时, 不仅需要健全的节能、环保体系, 也要有完善的舒适及安全体系。这两方面是紧密联系在一起的, 同时兼顾, 即进行建筑照明节能设计时, 一方面要解决节能问题;另一方面要解决其他所有新出现的问题, 在合理利用所有资源的基础上, 使能源消耗不断减少, 同时, 必须要达到照明的要求。综上所述, 进行建筑照明节能设计时要做到以下几项要求:首先, 达到人们需要的视觉要求;其次, 使能源消耗大幅度降低;再次, 充分利用所有的电能;最后, 引进新方法、新技术。做到这几点, 才能够使建筑照明节能水平得到很大幅度的提高。

2 提高建筑照明节能设计水平的有效措施

2.1 高光效光源的推广使用

按照《建筑照明设计标准》 (GB50034-2013) , 建筑用电要尽可能依据以下几点来确定光源:首先, 在安装灯具高度低的地方可以使用荧光灯。原因是荧光灯具备高光效、使用寿命长、显色性非常强的特征。此外, 荧光灯有紧凑型、直管荧光灯两种, 大多数的情况下, 可使用T5、T8型号的径直管荧光灯。其次, 在安装灯具较高的地方可使用金卤灯。有些地方的显色性级别要求高, 就可选择陶瓷金卤灯;显色性级别要求不高的地方就可选择高压钠灯。再次, 高度安装得更高的地方、不便维护的场所需要使用高频无极荧光灯。原因是高频无极荧光灯的使用寿命非常长, 可达到六万小时的工作时间, 是节能灯的12倍, 白炽灯的60倍以上, 此外, 它也具有很高的发光效率, 也就是节能效果显著, 只占白炽灯用电量的0.7, 还有一点就是, 它的工作电压范围大, 在185V-255V的范围之内都可以正常工作。

2.2 降低照明线路上的电能损耗

电流流过照明线路时, 因电阻的存在而产生能量的损耗。所以在选择导线时, 应该使用小电阻率的导线, 目前铜芯的使用最广泛, 前提是要节约使用铜资源。降低线损具体可从以下几点出发:第一, 使导线长度缩短, 所以通电线路要尽量铺设直线, 减少弯路, 达到使导线长度缩短的目的;铺设低压线路时, 要尽量少走、不走回头线, 这样可以降低电能在来回线路上的损失;变压器也应该尽可能靠近负荷中心的位置, 这样能够使供电的距离缩短, 对于每层的平面面积在10000平米左右的建筑物, 最少要建设两个变配电所, 这样能够使干线的长度缩短;对于高层的建筑物, 要在竖井旁边设置低压的配电室, 这样可以防止发生支线沿着干线倒送的情况发生, 因为可以由低压配电室给每个竖井的干线做到这一点。第二, 使导线的截面扩大。有的线路会比较长, 在可承受载流量、电压损失等的情况下所选定的截面的基础上, 再使导线的截面增大一级, 这必然会导致投入的费用增加, 设增加的资金数量为C, 由于采取此措施而节约了电能, 这些电能的价值为c, 那么C/c就表示收回增加投入的资金的回收年限, 当这个值等于一年、两年或几个月时, 那么使导线的截面增大一级就会有意义。

2.3 增大照明系统的功率因数

部分在建筑照明系统中的用电设备, 例如镇流器、变压器等, 因为它们属于电感元件, 就会出现无功功率, 导致电能无法有效利用。要想降低这些无功功率, 可以使用增大设备功率因数的办法做到这一点, 比如针对荧光灯, 可以使用电子镇流器;在使用电感镇流器的气体放电灯时, 需要单灯进行补偿电容器的安装;可以使用集中电容器来补偿, 在变压器的低压一侧。这些都可以达到降低线路及设备的无功功率传输量的目的, 进而实现节能。

2.4 创新节能技术, 研究节能新产品并推广使用

在进行节能照明的设计时, 我们经常使用的非常有利的手段有天然光和光纤照明。对于在从侧面及顶部有很多玻璃的一些建筑, 建筑物里在白天时会有大量的天然光线透过玻璃, 可以使室内获得非常充足的照明, 在完全不需要使用人工照明的前提下, 仅仅是通过侧面以及顶部的玻璃来采光, 这就是在白天能够代替人工的光源的自然光摄取办法。此外, 如果想对透过玻璃的光线进行调整, 可以选择能够控制的自动幕帘, 室内进入的光线就会达到让人们感觉舒服的视觉效果。

当然, 有些地方室外的光线投射不进来, 特别是在地下室, 那么我们可以使用光纤照明的方法。因为光线照明并不需要消耗任何能源, 只是需要设置一个阳光采集的装置在室外, 这个装置可以把太阳光借助光纤抵达位于室内的照明端, 同时, 随着光纤照明技术的快速发展, 就将可以创造出很多让人惊奇的艺术效果。近些年, 也有光源的研究人员在研究发光二极管, 它具有耗电量很低的优点, 并且发光二极管的发光效率很有可能超过日光灯, 如果它能够广泛使用, 将为建筑节能做出很大贡献。

3 结束语

节能不仅是一个十分复杂的过程, 况且对于我国来讲, 建筑节能的发展还处在初期, 很不成熟, 并且和建筑节能工作相关的法律、法规及政策连续不断地出台与实行, 很明显地说明了我们国家非常重视建筑节能这项工作。在设计建筑照明节能时, 不仅需要选用高效率的节能设备, 也要选择先进的设计技术, 设计时要严格依照节能的相关标准, 努力让人们居住、生活、工作、学习等活动空间非常的舒适、健康和安全。此外, 在整个建筑的生命周期之中, 在利用各种能源时, 都要确保高效率, 并且尽可能不要去对环境造成影响, 要争取让所有的建筑成为可持续发展的、生态的绿色建筑。

摘要：降低能耗、减少环境污染不仅是我国长久的目标, 据统计, 建筑所耗能源与我国总的一次能耗总量之比可达到27%之多, 是同纬度的其他国家的3倍左右。通过这个数字可以看出, 我国属于能耗大国。此外, 电能作为二次能源, 对于民用建筑的建筑总用电来说, 空调耗电会占到0.4-0.5, 水泵等其他设备可达到0.1-0.15, 但是照明耗电会达到0.15-0.25, 可看出它的耗电量仅仅在空调用电量之下, 排在第二。从以上数据来看, 空调与照明对住宅能耗起了至关重要的作用。建筑节能已是建设低碳社会的关键因素, 它已被人们广泛重视。在住宅能耗中, 照明能耗会占到相当大的一部分, 所以对照明进行节能设计非常有必要。在文章中, 一方面阐述了设计照明系统节能时要遵守的原则, 另一方面, 分析了建筑照明节能设计的有效措施。

关键词：建筑照明,节能设计,原则,措施

参考文献

[1]李宇成.浅析智能建筑中防盗报警系统的设计[J].中国新技术新产品, 2014 (24) .

[2]冯兴国.嵌入式智能家居的控制系统分析[J].江西建材, 2015 (3) .

建筑节能照明设计与智能控制 篇10

如果要想保证建筑物的正常使用,其一个必备的条件就是要具有电能。当今社会中,人们每天都会与电器打交道,这就会在很大程度上对电能造成消耗。

为了避免这个问题,相关的施工人员对建筑物进行施工的时候就应该要从节能角度出发, 使所建设的建筑物既能满足人们用电的需求,又能避免电器在使用的过程中出现浪费的现象。 只有在用电的时候保持一个科学、合理的态度才能够使我国能源短缺的问题得到有效的解决。

1对建筑物的照明进行节能设计的时候应该要遵守的主要措施

1.1设计人员应该对建筑照明设计方案有一个合理的设计

建筑照明与一般的照明具有很大的不同之处,因此如果相关设计人员对建筑照明进行设计的时候使用的方案不符合要求,那么其就会对相关单位的用电效益以及经济利益起到很大的负面影响。为了避免这个问题的出现,相关设计人员对建筑照明方案进行设计的时候就应该要按照相应的规定进行。

首先,设计人员对建筑照明进行设计的时候应该要从总体的角度出发,并且在设计的时候应该要讲究设计方案的实效性,只有这样才能够避免建筑照明系统在使用的过程出现质量问题。

另外, 施工人员对建筑照明系统进行施工的时候应该要与空调工程进行结合, 进而使建筑照明系统在使用的过程中形成一个照明与空调相互结合的组合系统, 使能源得到有效的节约。

其次,相关工作人员在选择照明的时候应该对其进行分区处理,并且在每一个分区中使用的照明方式应该将普通照明与混合照明进行结合,这样就能够使分区中的照明系统满足每一个人的需求,同时达到了节约能源的作用。但是这种分区的照明系统消耗的成本相对较高, 所以一般情况下使用的都比较少。

1.2在选择照明方式的时候应该要合理

在不同的场所中使用的照明方式也有一定不同之处,一般情况下,大型商场或者是工作场所对光照的需求比较大,所以在这些场所中消耗的电能相对较多。但是在人们的生活中, 使用的最多的还是比较普通的照明方式。相关工作人员对照明方式进行选择的时候应该根据不同场所的不同需求进行选择,如果在一个场所中需要使用两种或者是两种以上的照明要求, 那么相关工作人员在选择照明方式的时候就应该要对其进行分区处理。对于一些施工场所, 由于其具有的特殊性,其对光照的要求相对较高,但是在这个地区的空间是有一定的限制的, 因此在这种情况下,相关的工作人员就应该根据施工现场的实际情况选择合适的照明方式。 一般情况下,工作人员都是通过增加局部的光照强度来解决这个问题。还有,工作人员在选择照明方式的时候还应该要充分的考虑到照明方式对能源产生的影响。要想有效的节约能源的消耗,不能够仅仅依靠减少照明设备,照明的方式也会对能源产生很大的影响。还有一点十分重要的是对于一些靠近室外的建筑来说,相关的工作人员可以通过增加窗户的透明度来减少能源的消耗。

1.3积极地推广一些节能灯具

要想使建筑物的能源消耗量得到很大的控制,相关的工作人员还应该要在安装的时候选择一些节能灯具。工作人员在选择节能灯具的时候应该要满足显色性、启动时间以及使用寿命的要求,并且在选择的时候应该要尽量选择一些发光效率比较高、使用时候比较安全的灯具。例如,如果灯具的安装条件相同,那么其在选取的时候就应该选择荧光灯,并且还应该要选择那种光效率比较高,使用寿命比较长的荧光灯。如果在安装灯具的时候对其要求比较高,那么为了达到节能的效果,相关的工作人员就应该选择金卤灯或者是直管荧光灯。工作人员在选择灯具的时候还应该要注意的一点是要将灯具与装修进行结合,只有这样才能够避免返工现象,所选的灯具也能够更好的发挥作用。

2建筑照明的智能控制

随着我国科学技术的不断发展,智能照明系统已经在建筑物中有了十分广泛的应用,并且在当今的时代中,智能控制系统已经成为照明控制系统的主流发展方向,其在建筑物中的使用能够给人们的生活带来很多的便利,也能够在很大程度上起到环保的效果。在当今的建筑物中,比较常见的照明智能控制系统就是总线式的电路。换句话说就是相关工作人员在控制照明系统的总线路上安装一个开关,进而实现对照明系统的控制。工作人员对其进行控制的时候主要是使用低压二次小信号进行控制,之所以使用这种控制方式最主要的目的就是其具有很强的控制能力,并且控制方式很多,控制的范围也比较广,还有一点十分重要的就是这种控制方式具有很强的自动化,所以就能够在很大程度上实现对场景的预设置以及记忆, 工作人员通过这种控制方式就能够实现对建筑物的控制,使整个建筑物的照明控制系统变得十分的安全简单。

另外,照明智能控制系统也具有很强的节能效果,其在运行的过程中主要在以下几几方面体现了节能:首先,通过智能控制系统对照明工具进行控制能够在很大程度上减少能源的浪费。在当今的建筑行业中,由照明引起的资源浪费现象十分的严重,很多家庭即使家中没有人都会长时间的开灯,这就会浪费很多的资源。但是使用智能控制系统就能够使相关工作人员对没有人在家但是开着灯的用户进行控制,进而在很大程度上减少了资源的浪费。另外, 使用照明控制系统还能与自然光进行结合,进而为建筑物提供一个比较稳定的环境,建筑物能够借助自然光的力量控制室内亮度,在很大程度上减少了资源的浪费。除此之外,只能控制系统的线路在安装的时候也十分的便利,其具有的线路一般情况下都比较简单,所以在建筑物中安装这种智能照明控制系统能够大大的减少光缆的使用,不仅能够减少相关单位的支出,还能够便于工作人员对其进行控制。还有最后一点就是使用智能照明控制系统能顾增加照明灯具的使用寿命,使电压能够保持一个稳定的状态。

3结语

从上面的内容中我们就能够知道随着我国经济的不断发展,我国的能源紧缺问题也变得十分的严重,为了能够有效的控制我国的能源消耗量,不仅要使人们的节能意识得到很大的提高,还应该对建筑物进行节能照明设计以及智能控制,只有这样才能使我国发达的科学技术真正的发挥出作用,能源的消耗也能够得到很大的控制,进而使我国的环境得到进一步的改善。

摘要：众所周知建筑行业是一个十分复杂的行业,并且其在发展的过程中会消耗大量的能源,如果相关的管理人员不能对建筑行业大量消耗能源的现象加以处理,那么我国的能源问题就会变得愈加严重。在这种情况下相关的管理人员就应该保证建筑工程在发展的过程中还有那个节能照明设计,只有这样才能够使建筑物在施工的过程中能源消耗得到有效的控制,施工单位的经济效益也能够得到有效的保证。

关键词：建筑节能,照明设计,智能控制

参考文献

[1]邵民杰,涂强,闵加.智能照明节能控制及管理技术在建筑工程中的应用[J].低压电器,2013,(12):13-14.

[2]张俊,程大章.西门子KNX/EIB智能控制系统在建筑节能改造中的应用[J].低压电器,2014,(12):125-127.

[3]邵民杰,涂强,闵加.智能照明节能控制及管理技术在机场工程中的应用[A].中国照明论坛——绿色照明与照明节能科技研讨会专题报告文集[C].2012(23):34-37.

[4]张欣苗.天津地区办公建筑窗墙比和自然采光对建筑能耗影响的研究[D].天津:天津大学,2013,(1)09:23-24.

[5]胡俊文.夏热冬冷地区办公建筑照明系统及外围护结构节能研究[D].长沙:湖南大学,2013,(1):98-99.

浅议智能照明控制系统 篇11

关键词：智能照明；控制系统；功能；策略

中图分类号：TM923 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 18-0000-01

随着社会经济的发展，人们的生活水平越来越高，对能源的需求也越来越多，然而能源却日益短缺。传统的照明系统已经满足不了人们日益增长的需求，例如人们期待着室内的照明既要简单、美观，同时控制系统的安装和设计还要能够依据室内场景的变化能够自动的对照明模式进行设置。例如，当室内人数增多，或者是光线变暗，照明控制系统就可以自动的提升室内的光照亮度，这样当室内的人数在某一个位置集中时，控制系统就可以提升此位置的光照亮度，减弱离人群较远的位置的光照亮度。再例如，当人们在看电视的时候，系统就可以相应的减弱照明等的亮度或者自动关闭灯具。这样不但能够使得人们对室内照明舒适度的需求得以满足，同时还可以实现节能的目标。正因为如此，传统的室内照明方式已满足不了照明的控制需求，因而智能化照明控制系统应然而生。

一、智能照明系统的内涵

所谓智能照明系统，一般是指利用现代的网络通讯技术、计算机技术，以及自动控制技术和微电子技术等现代科学技术，实现能够因为环境的变化、客观的需求，以及用户所预定的需要等因素而自动搜集的系统中的每个信息，并能够将所搜集到的所有信息进行判断、分析和推理，同时将结果根据特定的形式显示和存储、传输、反馈控制，从而实现最好的控制效果。通常来说，智能照明控制系统能够因为环境里某一区域的功能，在每天的不同阶段，依据室内的照明亮度或者是该区域的用途的不同来自动的对照明进行控制，使得灯光能股从传统的普通开关控制向智能化的开关控制过渡。

二、智能照明控制系统的功能

当前很多公司所制造的智能照明控制系统都是以总线控制技术作为基础，系统功能比较强大，其具有的主要功能如下：（1）对场景进行控制的功能。用户事先预设了很多的场景，只要是按动其中的一个按键，就能够调出所需要的场景。例如多功能厅、会议室，以及体育场馆、博物馆和美术馆等场所主要采用的都是这个方法。（2）对恒照度进行控制的功能。依照探头所探测到的照度来对照明场所里相关灯具的开启或关闭进行控制。例如在写字楼或者是图书馆这类场所要求恒照度时，贴近外窗的灯具可以依照天然光的影响进行开启或者关闭。（3）进行定时控制的功能。依照预先已经设置的时间，引发相应的场景，将其打开或者关闭。通常情况下，控制系统能够依照当地的经、纬度，自动的对当天的日出以及日落时间进行推算，在依照这个时间来实现对照明场景开或关的控制。这个功能尤其对夜景照明以及道路照明进行适合。（4）手动控制和群组组合控制的功能。正常来说，控制系统会依据程序进行自动控制。然而在控制系统不进行工作时，就可以应用控制面板对所需要的照明场景模式进行手动控制同时，智能照明控制系统还可以实现群组组合控制。通过可定义将打开或者关闭多个跨区箱柜中的照明回路，对整个建筑照明的开/关进行一键控制。（5）进行应急处理和远程控制的功能。在接收到消防系统、安保系统的报警后，系统会自动的把将指定区域内的照明灯具全都打开。同时，利用网络对整个照明控制系统实施远程监控，从而实现对照明参数进行设定、修改，以及对场景照明的状态进行监视与控制。

三、智能照明系统的控制策略

应用智能照明化技术主要的目的是能够为人们的生活和办公提供一种全新具有高效照明和舒适的环境。现代化的智能照明控制系统主要包括了现代网络通讯技术、电工控制的先进技术、微电子学应用技术，以及计算机应用技术和能源节控技术等主要技术。不管是选用哪一个控制技术，除了要保证节约能源，还务必要确保控制系统不可以对例如像是白炽灯灯泡这样的照明光源设备的使用时间产生负面的影响，不能对供电网带来污染，不可以造成环境污染，也就是智能照明控制系统必须实现“绿色照明”。

随着智能照明控制系统技术的日新月异，不断更新，虽然系统变得越来越复杂和多样化，但主要的基本单元应该包括以下几个部分：（1）控制调光模块。通常来说，控制系统要具备下面一些最为基本的控制功能：能够应用系统中每种类型灯具，并且进行连续化的智能照明化技术，例如可以对系统中各种灯具进行连续的开关动作、调光动作或者是对照明灯具进行保护，且能够对事先预设的场景有记忆的作用，从而抑制电磁带来的干扰。（2）智能化开关控制器。控制系统可以利用继电器来实现对开关输出进行控制块，这一方面主要是针对不能进行调光的照明灯具所设计的开关控制功能。（3）控制面板。通过对控制面板的利用，用户能够直观地对灯光场景中所要进行的控制部件进行操作，这个通常石油CPU来完成控制的。控制面板通常具有的功能有：对一个灯光效果场景进行启动或是改变；根据需求临时的将灯光的照明亮度进行调整；对场景的设置进行随时更改；实现对区域的合并或分割；对可编程的时序、逻辑进行控制。（4）PC机。通过运用PC机，来对整个智能照明控制系统实现集中可视化的管理。（5）其它主要的扩展部件。除了以上的主要部件以外，智能控制系统还包括网桥、传感器、遥控器等主要扩展部件。运用网桥能够完成对控制系统主干网和其子网，抑或是和其它計算机系统进行联网互动的功能。而遥控器则是针对远距离灯光所进行的手动的遥控。传感器，实在一定的照明区域内，对其中出现的各种情况进行监测，并通过它将照明信息反馈出来。因此，能够完成对智能照明的亮度进行自动控制，进而实现节省能源的目标要求。

总之，在当今世界照明系统的发展中，照明系统的智能化已经成为了发展趋势，并已经在很多楼宇中被大量的应用，且非常节约能源，耗电量仅为普通照明系统的20%一30%"，受到了设计人员的普遍关注。

参考文献：

[1]闫展坤.智能照明控制系统研究[D].浙江大学，2013.

[2]董珀.智能照明控制系统及其新技术研究[D].东华大学，2010.

工业厂房照明智能控制设计 篇12

节省能源不但能节约业主金钱, 还能减少排放爱护环境, 促进人类可持续发展。具体到照明节能主要有两类方法, 一是提高灯具整体效率, 二是利用控制系统节电。

因此除按照《建筑照明设计标准》 (GB50034-2004) 规定的有关工厂车间的照度要求及照明功率密度要求外, 还要考虑使用系统, 使用高光效灯具, 以便节能。本文以工厂车间照明工程为例, 介绍工业厂房智能照明设计方法和技巧。

1 车间概况及要求

车间为80 m×75 m矩形东西走向钢结构厂房。挂灯具悬高8 m左右。东西两端为开放式现成办公室, 自带工位照明。车间以节能灯装配, 在线老化为主。另有燃气毛管烘烤线2条, 其上方5 m处温度有55℃ (室温30℃) 。现有的方案是使用400W高压钠灯90盏, 钠灯功率因数只有0.5, 其耗电量达400×90/0.5=72k W。另工位安装有日光灯照明, 故作为辅助照明, 查设计标准可知只需200 lx即可。

工厂车间灯具悬挂较高, 灯具要寿命长, 少维护。生产线的特性要求显色性好, 便于分清颜色;照度分布均匀、眩光小。根据不同日照情况方便调节亮度。

按《建筑设计防火规范》 (GB 50016—2006) 的相关条文, 灯具三线单相供电, 可靠接地, 线截面积至少2.5 mm2。分支线路沿钢架穿管布线, 主线走金属桥架布线。出口处设置应急灯, 单独走消防线路。

2 车间的照明设计

2.1 光源选择

市面上电光源种类繁多, 光源参数见表1。选择标准普遍遵循“三高”原则:高发光效率、高寿命、高显色性。

综上所述, 金卤灯具有较高显色指数, 色不失真, 分辨率高, 与其他灯比较, 在同等亮度时, 可减少灯具数:寿命长, 维护次数少, 运行费低。高压钠灯色温2 000 K, 很黄, 缺蓝绿辐射。

2.2 布灯方案

照度计算公式E= (nɸuk) /A, 其中n为灯数, ɸ光通量, u利用系数, k台面高度。采用250 W金卤灯的照度为90×21 500×0.8×0.7/ (80×75) =180.6 lx。1行10个灯, 共9行。每行独立控制亮度见图1所示。由于点着大量节能灯在老化, 实测台面照度在300 lx。

明显金属卤化物灯符合“三高”标准, 且适合大空间使用。其灯具特性如表2。

3 控制系统设计

整个系统以触摸屏为核心, 在触摸屏上有图形化人机界面, 直观地控制灯具。每个模拟调光器有32位唯一地址见图2所示。开机后触摸屏发送地址查询命令, 模拟调光器将自己地址发送给触摸屏, 触摸屏存储地址并分配一个通道号给这个地址, 亦可在触摸屏上手动分配, 建立映射关系。控制系统采用CAN总线, CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线, 具有高的位速率, 高抗电磁干扰, 而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10 km时, CAN-bus仍可提供高达5 kbps的数据传输速率。CAN控制器具有硬件仲裁机制, 并且根据报文的ID决定其发送的优先权, 不用担心同时发送时像以太网系统会崩溃。RS485和CAN都是目前应用最为广泛的现场总线, 两者比较如表3。工厂车间灯光控制要求可靠性高, 后期维护工作少, 所以选择了CAN总线。模拟调光器收到调光命令后将转换成调光电压。灯具根据收到电压值调节亮度。

3.1 触摸屏模块

采用8英寸触摸屏模块做二次开发, 编写应用程序和人机界面见图3所示。该屏分辨率800×600的TFT真彩屏, 画面色彩丰富细腻。开发工具是大众化的Keil C, 上手容易。

3.2 模拟调光模块

核心采用TI的处理器 (LM3S8962) , 该MCU是最新的ARM Cortex-M3内核。内存256 kflash, 64 k SRAM。

CAN接口芯片为TI的sn65hvd1050d, 速度高度1 Mbps, 防错接电压从-27~40 V不会损毁, 瞬间可承受电压-200~200 V, 非常结实可靠的一颗芯片, 为系统的高可靠性提供了保障。8962从CAN总线上收到属于自己的调光指令后, 将亮度值送给相应的PWM通道, 调节占空比, 采用二次积分方式转换成电压值。PWM幅值为3.3 V, 积分电压最大只有3.3 V。模拟调光电压范围为1~10 V。用LM358相同放大3.1倍, 可满足需要。输出端加13005可提高输出阻抗和高达2A驱动电流。亮度感应器主电路和这个相同, 在AD0口连接一个MG45光敏电阻, 获取亮度值, 见图4所示。

3.3 灯具模块

表4为在烤箱中模拟环境点灯实验。

在环境温度较高情况下, 电子镇流器内部温度过高, 直接影响电解电容寿命, 进而影响整机可靠性。在车间有高温设备情况下, 选取电感镇流器比较耐用。变功率通过改变绕组即改变电感值的方式实现, 电感出4个头, 实现150 W、200 W、250 W三段调光。如图5所示。

继电器切换电路如图6所示。1~10 V输入用PC817光耦电器隔离。只需三段调光, 可将10 V分为1~3 V, 3.1~6 V, 6.1~10 V三个区间。150 W为开机状态, 输入通过比较器LM293和3 V、6 V比较, 切换相应继电器到200 W和250 W。供电用viper12降压产生12V输出。

4 触摸屏和调光器工作流程

4.1 触摸屏工作流程

触摸屏程序设有总开, 总关, 全自动运行, 每行灯单独调光, 以及场景模式。全自动即按照上班作息表和天气调节亮度见图7所示。例如晴好天气上班时间灯开200 W, 吃饭时间关灯。天气不好, 环境光暗, 则上班时间灯开250 W, 吃饭时间150 W且只亮一半灯。场景模式则按实际情景需要半自动设定亮度。例如点日光补偿模式关闭, 直接点上班模式, 则亮度一直最亮, 点休息模式则最暗。

4.2 调光器工作流程

调光器主要为CAN通讯和PWM脉宽调制工作。初始化后等待主机发查询ID命令, 收到后回复ID。主机然后依据ID发送状态查询命令和调光命令见图8所示。程序采用接收完成产生中断方式处理数据。

5 结语

该车间通过本文提供的设计电路优化后, 节电效果非常明显。通过智能控制系统日光补偿和休息节电可节电25%。

现耗电250×90×0.75/0.85=19 853 W。

可节电72 000-19 853=52 147 W, 按12 h工作计, 一年可节电22.8×104k W·h。该方案技术上先进, 成本适中, 大力推广可给企业带来良好的经济效益和社会效益。

参考文献

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