基于单片机的教室照明控制系统设计文献综述
文献综述
基于单片机的教室照明控制系统设计
一、前言
1.1课题研究背景
随着教育的普及，学校的规模在不断地扩大，教室的数量也大幅度增加。但由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，造成电能的极度浪费。一般存在以下几种浪费现象：①由于大多数人的节能意识淡薄 ,并且强光下人的眼睛对弱光不敏感，在自然光照大于灯具光照的情况下，难以觉察到灯光的存在，因此，在白天自然光很强的情况下，教室内的长明灯仍到处可见；②即使室内无人或人数很少的情况下，整个教室的灯也是全部开启；③晚上许多教室，即使只有几个学生在自习，也是开启整间教室的灯；长明灯比比皆是，人走不熄灯的现象到处存在。一个教室的长明灯 ,看起来耗能不大 ,但从整个学校来看，却是一个不小的数字，再从全国来看，这是电力资源的一种极大的浪费。同时，这种有形和无形的浪费，给校方的水电支出带来了沉重的负担。随着现代照明系统在各领域中所占的比例的日益增大，实现照明系统的节能迫在眉睫，而解决高校教室照明的节电问题至关重要。
1.2 课题研究的意义
首先，一个好的教室照明控制系统可以为我们提供一个良好的节能效果，并且可以延长灯具寿命。它可以根据不同场合以及不同的人流量，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，系统还可以充分利用自然光，自动调节室内照度。系统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。
其次，一个好的教室照明控制系统可以改善工作环境，提高工作效率。智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法，可以有效地控制各种照明场所的平均照度值，从而提高照度均匀性。同时，系统能根据不同的时间段，人们的不同需要，自动调节照明亮度。
另外，一个好的教室照明控制系统可以提高管理水平。这种照明控制系统以自动控制为主、人工控制为辅，照明系统自动实现开关和调光功能，既大大减少了管理人员的数量，也排除了由于人为因素而出现的不定时开关，影响学校的正常教学、生活秩序的情况。
最后，一个好的教室照明控制系统可以具有较好的投资收益效果。智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时，有效节省了电费与管理费用的支出。
二、主题
2.1单片机应用系统现状及发展前景
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择[1]。
单片机诞生于20世纪70年问世以来，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段[2]。当前，由于电子技术及计算机技术的迅猛发展，新型电子产品层出不穷，单片机以其极高的的性能价格比受到人们的重视和关注，应用很广，发展很快。单片机体积小，重量轻，抗干扰能力强，环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性高，开发较为容易[3]。单片机的出现至今已经有30多年的历史了。微型计算机的迅速发展，促进微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用,单片机（单片微型计算机）的应用已经渗透到广泛渗透到社会经济、军事、交通、通信等相关行业，而且也深入到家电、娱乐、艺术、社会文化等各个领域，并掀起了一场数字化技术革命。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机[4]。
单片机又称嵌入式微控制器，进入20世纪90 年代，嵌入式技术全面展开,目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术[5]。现在，单片机发展迅速，按操作处理的基本数据位数来看已经有4位、8位、16位、32位、甚至64位( 比如东芝TX99)。单片机设计生产周期缩短、成本下降、应用领域拓宽，开始向专用型单片机发展[6]。综观近三十年的发展过程，单片机正朝多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、扩大存储容量和加强I/O功能及结构兼容方向发展[7]。
2.2照明控制系统现状及发展前景
2.2.1照明控制方式
照明对人类的重要性不言而喻，但目前摆在人类面前更大的困惑是日益枯竭的能源，以及发电生产过程中对环境造成的污染，选择一个合适的照明控制方式是非常重要的正确的照明控制方式是实现照明艺术性和舒适性的有效手段，是节约能源的有效措施[8]。在满足照度要求的前提下,为了节约能源，目前常用的节能措施包括光控开关控制、定时开关灯控制、光控加定时开关控制、稳压控制、降压调光控制、和声控加延时控制6种[9]。
2.2.2照明灯具的控制技术
照明灯具的控制可分为开关控制和调光控制，实际上开和关控制是调光控制
中的两个极端，从这个意义上讲开关控制也属于调光控制范围。调光控制可调节灯具的亮度，调光的软启动和限压技术可保护昂贵的灯具不受电冲击损害，延长灯具的工作寿命，降低运行成本和维护费用，同时调光还可节省大量电能[10]。
随着各种新型灯具的不断涌现，微电子技术、电力电子技术以及计算机技术的蓬勃发展，调光设备已从小功率单灯家用调光器发展到如今用微处理器控制的可对各类电光源进行稳定调光的大功率多通道调光控制器[10]。目前，常用的调光方法有调压调光法、调频调光法、调占空比调光法和脉冲调相调光法4种[11]。
2.2.3照明系统的控制技术
(1)传统照明控制系统
传统照明控制系统分一般照明、局部照明、混合照明等，按照一定的照度标准与其他指标进行设计。在照明的控制方式上多以手动为主，仅能实现简单的开关控制与调光控制。如利用设置在灯具配电回路中的手动开关元件控制配电回路的通断，实现开关控制；利用设置在灯具配电回路中的手动调节元件调节配电回路的电气参数(电压、电流、频率等)，实现调光控制。它功能简单，有效直观，造价低廉，但布线复杂，控制相对分散，无法有效管理，过多依赖控制者的个人能力[10]。
(2)自动照明控制系统
随着电气技术的发展，照明控制达到了第二阶段——自动控制阶段，它利用数字控制技术来遥控灯具的开关。通常是控制中心发出信号，通过直接数字控制器来控制配电回路中交流接触器的分合，从而控制配电回路的通断，实现灯具开关控制。采用这种方式，解决了传统方式控制相对分散和无法有效管理等问题，易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制时间的选择上可以统一调度安排，自动化程度相对提高。但由于DDC系统本身固有的技术特点，使得自动照明控制系统也表现出无法实现调光控制、对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性等不足[10]。
(3)智能照明控制系统
智能照明控制系统是利用计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、微电子技术等现代化的科学技术，实现可根据环境变化、客观要求、用户预定等条件而自动采集系统中的各种信息，并可对所采集的信息进行相应的逻辑分析、判断，同时对结果按特定的形式存储、显示、传输，以及反馈控制等处理，以达到最佳的控制效果[12]。目前的智能照明控制系统多数采用现场总线技术，具有数字化分布式控制的特点和开放性。
随着科技的进步，各种节能高效的照明设备将陆续被发明使用；对照明设备的控制功能也将越来越灵活，而设备与控制器的通讯方式将逐步统一；图像处理等新技术将不断应用到照明控制中，使得控制效果更准确更智能；现代控制理
论研究将深入到照明控制策略，达到真正意义上的智能；充分利用先进通信技术开发出适用于不同层次需求的照明控制系统，提高系统兼容性，逐渐形成照明控制行业标准[10]。
2.3 多种室内照明方案的分析比较
(1)根据室内人员进行控制。
在室内出入口处安装人数流量计，对室内的人数进行统计，当有人时开灯，没人时关灯[13]。人体检测单元由热释电红外传感器(PIR)、红外传感信号处理器BISS0001E61及菲涅尔透镜组成，用于检测其检测范围内有无人存在[14]。理论上，它可以实现没人时自动熄灯的功能，但统计人数十分困难。当一时间很多人集体出入时，就很难准确统计人数。由于没有自然光检测装置，还会出现大白天，只要教室有人，照明灯就会打开的情况。另外，由于无法检测室内人的具体位置，室内的灯不能局部打开，只能全开，因此照成极大地浪费。
(2)根据室内光线进行控制。
结合自然光检测，在自然光充足的情况下，关闭照明灯以达到节能的目的，在光线不足时打开照明灯[15]。自然光检测单元主要采用了ON9668，为开关型可见光照度传感器[16]。这种方案会造成室内无人只要光线不足就会开灯的情况。另外，它还可能在光线充足与否的临界点产生频繁切换，缩短照明灯的寿命。
(3)基于时间控制。
这种方案是通过设定时间段来开启和关闭照明灯。只在规定时间内开灯，不考虑是否有人以及光线是否充足。方法虽然简单，但缺乏灵活性。
(4)以上几种方案的综合。
目前比较成熟的方案是把上述几种方法结合起来实现，以弥补上述各自的不足，从而具备一定的智能水平和实际应用价值[17]。但它仍存在不能对室内人员准确定位的缺点，室内的灯光仍然只能全部开启，还是会造成浪费现象。
(5)智能照明节电控制。
这种方案可以根据用户不同时间的不同照明需求调节电压供应控制照明亮度从而避免长期的不必要的高亮度高功率电能消耗以达到节能的目的。它可以实现以下几种功能：①可以定时开灯和关灯，外部停电对时钟无影响；②软起动功能：照明灯起动时，电压自动由低压状态缓慢上升至正常电压，十分有效的防止了照明灯冷状态下瞬间起动电流的冲击对照明灯设备造成的损害；③自动稳压功能：当系统软起动完毕后，通过检测电网电压，自动调整照明灯控制柜出口电压，保证路灯端电压稳定在正常电压220V。避免超压耗能和减少照明灯具的损坏，实现初步节能；④缓慢阶梯式调功功能：这是本节电器的核心功能，能根据工作日和休息日的不同时刻调节照明灯具的工作电压，达到分时照明。白天，外部光线好时进行缓慢阶梯式调功，实现半照明。采用微电脑时控进行设定进入实质性
节电阶段；⑤过载、短路、自动散热等保护功能；⑥无触点开关照明灯；⑦其他
功能[18]。.
三、总结
现代照明电子技术是一个新兴行业，在国际上仍处于发展和完善阶段。传统的照明控制技术在照明的控制方式上多以手动为主，仅能实现简单的开关控制与
调光控制。控制相对分散，并且无法有效管理。目前，虽然有许多方案被提出，
如按时间控制、按光线调光控制或按室内人数控制等，但教室内电能的浪费现象
仍然存在。追求节能、环境友好和生活舒适是时代对照明技术的新要求。随着科
技的发展和人们物质精神生活水平的提高，照明不仅仅是满足人们视觉上明亮的
要求，还要满足艺术性要求，要创造出丰富多彩的意境，给人们以视觉享受自
1973年世界上发生第一次能源危机以来，国际上对照明节能的逐渐重视起来，并提出了绿色照明理念[10]。绿色照明是指所用照明产品高效率、长寿命、节能、
低噪音、低谐波、低电磁干扰。合理而又正确的选用调光控制技术，是实现绿色
照明的重要环节。目前，照明已经从一种功能性的安排转变为实现功能、创造艺
术、改善环境、引导行为的复杂系统。
随着科技的进步，各种节能高效的照明设备将陆续被发明使用；对照明设备
的控制功能也将越来越灵活，而设备与控制器的通讯方式将逐步统一。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。基于单片机控制的照明控制系统，
不仅具有节电、延长灯泡寿命的功能，而且具有较高的性能价格比和柔性，即可
以根据实际情况进行变更和扩展，提高了系统灵活性和适应性，有利于应用和推
广。
四、参考文献
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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。
基于单片机的智能照明控制系统设计[1]
设计名称：智能照明控制系统组别：第五组 组长：XX 组员：XX
基于单片机的智能照明控制系统设计 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、智能家居等行业，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。 本文介绍了基于单片机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。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工…………………………………………………………………………………………..
基于PLC的校园照明智能控制系统设计毕业设计论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计
基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计 类别：网文精粹阅读：1013 对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。据测算，这种现象的耗电占其单位所有耗电的40％左右。因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。 1系统结构和工作原理 系统结构图如图1所示。本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以达到节能的目的。
2系统硬件设计 按图1构成的系统硬件电路如图2所示。为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间。由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不做详细介绍。 2.1中心控制模块 目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能
需求及成本考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。 2.2光照检测电路 如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A 点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。 2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到10 m以上。 由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小(小于1 mV)，不能直接作为照明系统的控制信号，因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适
毕业设计论文：家庭照明电路系统的设计
广东石油化工学院电工电子技术毕业设计题目家庭照明电路 目录
一、总体方案与原理说明. . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .3 二、客厅单元电路.. . . . . . . .. . . . . .. .. . . . . . . .. .. . . . . .. . . .. . . .. . . . 4 三、厨房电路单元. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . .6 四、卧室单元电路图. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . ..8 五、卫生间单元电路. . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .9 六、走廊阳台灯的自动控制系统. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . . .. .. . . .9 七、电线的相关资料. . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . . ..10 八、工程造价.. . . . . . . .. . . . . .. .. . . . . . . .. .. . . . . .. . . .. . . .. . . . . . (12) 九、设计总结与心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. .13 十、附图：总电路及客厅单元电路图. . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. .14 十一、附图：厨房及卧室单元图. . .. . . . . .. . . . .. . . . (15) 十二、卫生间单元图. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. . . . (16) 十三、仿真电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. . . . ..16 十四、仿真电路图. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. . . .. . . (17) 一、总体方案与原理说明 家向来是我们温暖的港湾，所以合理对家庭照明电路进行总体布线以及安装是很重要的，甚至于关乎着人们的生命，所以家庭照明电
基于单片机的楼道照明自动控制系统设计
基于单片机的楼道照明自动控制系统设计 1.设计内容 本次设计的内容为楼道照明自动控制系统的设计。它利用光敏电阻和热式电红外传感器，单片机等器件对楼道照明灯具进行自动控制。使电灯白天不亮，夜间有人走动时自动点亮，人走后延时一段时间自动熄灭，从而达到节能的目的。 2.设计方案和主要元器件的选择 2.1设计方案 本次设计的三个要求：第一电灯白天不亮，第二晚上有人走动时自动点亮，第三人走后延时一段时间自动熄灭。针对，电灯白天不亮，我们采用光控，采用光敏电阻，利用它的导电特性予以解决；针对行人走动电灯自动点亮，我们采用热式电红外传感器，利用它将热转化为电压的特性予以解决；针对延时，我们采用单片机的延时程序予以解决。 2.2 主要元器件的选择 （一）光敏电阻的结构和工作原理 1 结构 光敏电阻的结构和电路图形符号如图1所示。
光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。如图2所示光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时即可加直流电压，也可加交流电压。无光照时候，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流很小。当光敏电阻收到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减少，电路中电流迅速增大，一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级，亮电阻在几千欧以下。 2 工作原理 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物，硒化物等半导体。通常采用
涂敷，喷涂，烧结等方法在绝缘底上制作很薄的光敏电阻体及梳妆欧姆电极，然后接出引线，封存在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则阶带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在阶带中产生一个带正电荷的空穴，这种有光照产生的电子--空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子--空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。 （二）热释电红外传感器 任何发热体都会产生红外线,辐射的红外线波长跟物体温度有关。表面温度越高,辐射能量越强。人体的正常体温为36~37.5℃，其辐射的最强的红外线的波长为9.67~9.64um，中心波长为9.65um。故考虑采用热释电人体红外传感器(PIP)。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化产生正、负电荷,随温度的变化而变化。 Ｄ端接电源 正极，Ｇ端接电 源负极，Ｓ端为 信号输出。由于
图书馆照明控制系统设计
毕业设计 《图书馆照明控制系统》 The design of Lighting Contro1 System for the library 学生学号： 学生姓名：张竞文 专业班级：电气 指导教师：图萍给 职称：
起止日期： 长春光华学院Changchun Guanghua University
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图书馆照明控制系统设计 描要: 本文介绍了基于单片机AT89S51的图书馆照明控制系统及其原理,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单片机定时控制技术,利用多参数来实现对学校图书馆照明的控制。 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是以AT89S5l单片机为基础,实現了通信、信号采集、控制等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括:环境光照度信号取样电路、人体信号采集电路、继电器驱动电路以及信号处理电路等。对于软件一设计主要有主控制器的数据传输程序设计以及灯光控制、延时控制、A/D转换等程序设计。 工作时,光信号取样电路采集光照最弱、人体信号采集电路采集室内是否有人信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实現智能照明控制,以送到节能的目的。
关键词：智能控制,热释红外,传感器.单片机,定时控制 The design of Lighting Contro1 System for the library Abstract: This article desiribes Library Based on Single- Chip Microcomputer at89s5l Lighting Control System and its principles, proposes effective energy- saving control-method.The system uses the current sensing technology is more mature and timing of single .chip computer contro1 techno1ogy using multiple parameters to achieve control over lighting in the school liblary. System design includes hardware, design and software design of two parts. The Master 0f lighling Contro1 System is based on the at89s51 single chip,enabling communication,data accquisition,contro1,and other functiolns.The text of the control circuit are described in detail in the design process,including: ambient light signa1 sampling circuit,the body's signal acquisition .circuit,the relay driver circuit and signa1 processing circuit and so on.Software Design for data transfer program, as we11 as the main controller lighting control, Timer control, a/d control program design. Work, the optica1 signa1 Sampling Circuit capture,light, strong or weak, human acquisition of signal acquisition Circuit Indoor If anyone, whether working for the information and send a signal to the SCM, single- chip Mircomputer based on this information by contro11ing circuit for lighting switches, enabling Intelligent Lighting Contro1, to achieve energy- saving purposes.
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PLC的校园照明智能控制系统设计
* * * 大学 本科生毕业设计（论文） 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生： 指导教师： 完成日期2012 年5 月 ****本科生毕业设计（论文）
基于PLC的校园照明智能控制系统设计 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller 总计：27 页 表格： 2 个 插图：15 幅 *****本科毕业设计（论文）
基于PLC的校园照明智能控制系统设计 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名： 学号：104091120032 指导教师（职称）： 评阅教师： 完成日期：
基于PLC的校园照明智能控制系统设计 电气工程及其自动化* * * ［摘要］目前，大多数校园照明系统仍然使用人工控制，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S7-200PLC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。 ［关键词］照明系统；西门子S7-200；输出信号；智能控制 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller Electrical Engineering And Automation Specialty* * * Abstract:At present the illumination system of the majority of our campus is still using the traditional manual control system, whose disadvantages are complex control, difficult to repair, prone to malfunction. For this situation, this paper uses the Siemens S7-200 and designs the system to control the campus lighting system instead of traditional artificial control，Programmable Logical Controller intelligent control system was adopted on the new campus, the control system is reliable enough to meet the requirement of campus lighting, The system mainly includes incident the output signal of the road、the decorative lights and the green fields. Which composes the I/0 allocation tables and flowing diagram and the ladder diagram control programs of the illumination system of the campus. Through the simulation, it is able to turn to manual control from the automatic system when the facilities generate the phenomenon of the malfunction and abnormal,the automatic system turn on after people to find and orderly deal with the malfunction ,and fulfills the requirements of the system of the intelligent control. Key words:The illumination system; Siemens S7-200; the output signal; intelligent control
智能照明系统设计说明
1、概述 “节能、智能科技与美学是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。现代东莞商业中心环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。照明已经成为直接影响工作效率的主要因素之一，因此，越来越引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为现代化东莞****智能化设计的一个重要内容。 2、项目需求分析 作为大量使用灯光的建筑，对于智能照明的需求具有以下特点： 控制区域类型较多，包括大堂区，走廊，楼梯间，电梯厅等；以及6－38层写字楼的公共走廊，室外亮化景观照明，地下车库照明，地下商业部分等的照明控制。 ●灯光耗能量大，因此对于照明节能的要求较高，效果要求显著； ●人流量和照明量存在线性比例关系，人流量越多，需要打开的光源越多； ●顾客对于灯光有较高的指标要求，在不同的区域、不同的场合来设置不同的场景。 根据本项目业主、设计单位针对本项目的直接沟通交流，并结合以往智能灯光在项目实施中的实际经验，我们对于本项目各控制区域需要用到的控制手段分析如下：
3、方案设计 根据需求，我们设计以下控制方案： 照明控制区域说明： 3.1公共区域（大堂、走廊、电梯厅） 走道、电梯厅在*****是必不可少的，在大楼走道、电梯厅等区域的照明是最能体现智能照明的节能特点。没用到智能照明的情冴下，当走道无人经过的时候灯却依然亮着，这就大大浪费了电能，而智能照明系统可以有效的进行管理。 大堂 大堂是客人进入****商务区的必经之路，是光临****的第一感觉，其灯具的选用和灯光布置不只是为了大堂照明的需要，更应考虑照明的气氛及照明与建筑装潢的协调。作为一个高级大楼的大堂应该最大限度地为客人提供一个舒适、优雅、端庄的光环境。 大堂采用场景控制，在大堂内配置可编程控制面板迚行灯光控制。通过可编程控制面板可以实现多种不同场景的切换，如：“白天模式”、“傍晚模式”、“夜间模式”等，不同模式开启不同的灯光。 同时，在一层的大堂内配置一个液晶触摸屏，该触摸屏可对整座大厦内所以智能照明受控回路的控制。 走廊 走廊采用自动照明控制，正常工作时间全开，非工作时间改为减光照明，节假日无人时可以只亮少量灯。在电梯厅入口处配置一个可编程控制面板，可根据需要手动控制就近灯具的开关。在走廊通道中，配置相应数量的红外感应器，可实现随着人员走动开启灯光的功能。当人员离开红外探测范围内，灯光延时自动关闭。 下图为公共区域（走廊）照明控制原理图（仅供参照）： 值班模式：半开
智能照明控制系统方案设计
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。
系统结构图
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
基于PLC的校园照明智能控制系统设计
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，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S7-200PLC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。 ［关键词］照明系统；西门子S7-200；输出信号；智能控制 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller Electrical Engineering And Automation Specialty* * * Abstract:At present the illumination system of the majority of our campus is still using the traditional manual control system, whose disadvantages are complex control, difficult to repair, prone to malfunction. For this situation, this paper uses the Siemens S7-200 and designs the system to control the campus lighting system instead of traditional artificial control，Programmable Logical Controller intelligent control system was adopted on the new campus, the control system is reliable enough to meet the requirement of campus lighting, The system mainly includes incident the output signal of the road、the decorative lights and the green fields. Which composes the I/0 allocation tables and flowing diagram and the ladder diagram control programs of the illumination system of the campus. Through the simulation, it is able to turn to manual control from the automatic system when the facilities generate the phenomenon of the malfunction and abnormal,the automatic system turn on after people to find and orderly deal with the malfunction ,and fulfills the requirements of the system of the intelligent control. Key words:The illumination system; Siemens S7-200; the output signal; intelligent control
智能照明控制系统毕业设计
智能照明控制系统毕业设计 篇一：基于单片机的智能照明控制系统设计 本科生毕业论文(设计) 题目室内智能照明控制系统的研究与设计学生姓名李天顺学号 XX专业班级建筑电气与智能化10101班指导老师曾进辉 XX年11月 基于单片机的智能照明控制系统设计 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。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。 本文介绍了基于单片机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和AT89C2051单片机为基础，实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。使用光电子镇流器，使光源具备自动调节功能。文中详细地
描述了控制电路的设计过程，包括：光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。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。 工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。 关键词：智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制 The Control System for Intelligent Lighting Based on Single–chip Microcomputer Author: Li Guozhong Tutor: Sun Man Abstract With the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and
单元楼照明系统毕业设计
单元楼照明系统毕业设计 目录 绪论 (3) 第1章单元楼概述 (4) 第2章楼宇照明系统 (5) 2.1 光的解释 (5) 2.2 光的传播 (5) 2.3 光的散射 (6) 2.4 照明的基本概念 (6) 2.5 照明方式 (7) 2.6 照明种类 (8) 2.7 该设计照明方式及种类 (9) 2.7.1照明标准 (9) 2.7.2 该住宅小区照度标准 (14) 2.8 照明灯具 (14) 2.8.1 灯具的分类及功能 (14) 2.8.2电光源的分类及命名方法 (16) 第三章单元楼照明设计 (18) 3.1 单元楼入口的照明设计 (18) 3.2 单元楼走廊与楼梯的照明设计 (18) 3.3 单元楼卫生间与浴室的照明设计 (19) 3.4 单元楼厨房的照明设计 (19) 3.5 单元楼餐厅的照明设计 (20) 3.6 单元楼卧室的照明设计 (20) 3.7 单元楼书房的照明设计 (21) 3.8 单元楼客厅的照明设计 (21) 3.9 单元楼庭院与通道照明的设计 (22) 3.10 平均照度计算 (22) 第4章施工预算 (26) 4.1 工程量计算 (26) 4.2 套用综合基价表，计算综合基假合计 (28)
4.3 汇总单位工程预算造价 (31) 参考文献 (32) 致谢 (33)
单元楼概述（加容） 这栋小区单元楼总占地面积627.2736平方米，共六层。第一层储藏室和停车库，二到六层为居住层。每层可居住4户，有两种不同风格的走线布局4户占地面积均相同，每户可拥有3个卧室，一个客厅，一个厨房和两个卫生间。这就是单元楼的结构了。 小区的环境适宜，小区建有广场，广场的旁边有喷泉可以供人观赏。小区的西部建有假山，再见山的周围植树，在闲暇之际。漫步在林间可以使整个人的身心得到净化，安人心神。 该单元楼的设计为充分满足现代生活的需要，提供安全，可靠，方便，绿色，环保的生活环境。