教室照明节能系统的设计毕业设计论文
教学楼智能照明系统设计本科生毕业论文.doc
教学楼智能照明控制系统设计摘要：改革开放30多年来，我国社会经济进入了高速发展的快车道，与此同时对于能源的依赖程度也越来越高，能源短缺和环境污染形势严峻。
当前国家对高校教育非常重视投入了大量的资金，但是我们发现高校中教室照明用电浪费现象非常严重。
常常出现“长明灯”，所以在党中央号召节能减排的大背景下进行教学楼智能照明控制系统的设计研究有非常重要的研究意思和经济效益。
本文详细研究了大学教室的使用特点和照明需求及存在的问题,提出了一种网络化的教室照明智能控制系统，利用CAN总线和以太网技术和中控实验平台给出了教室照明控制器和上位机系统的设计方法,在此基础上,在实验室中实现了调试。
针对教室的具体功能设计了一键开关、人多、人少和放PPT等控制模式。
还为教室的控制增加了无线控制模块，使得教室照明控制的方法更加的多样化和灵活化。
对自习室主要是利用光照度传感器和人体感应器实现照明的自动控制功能。
对于楼道走廊和洗手间这类不需要长时间开灯的地方利用光照度传感器和人体感应器实现当光照度不足且有人经过时才将灯打开，在离开后灯自动关闭。
有效杜绝了高校教室照明用电的浪费现象。
关键词：智能照明；CAN总线；以太网；上位机监控；远程集成Teaching building design of intelligent lighting controlsystemAbstract：In the past 30 years of reform and opening up, China's socio-economic into the high-speed development of the fast lane at the same time for the increasingly high level of energy dependence, energy shortage and environmental pollution situation is grim. The current state of Higher Education attaches great importance to put a lot of money, but we found that colleges and universities in classroom waste of electricity for lighting is very serious. Often "long light", in the context of the CPC Central Committee called on energy saving the teaching building intelligent lighting control system design study has a very important meaning and economic benefits.In this paper, a detailed study of the university classroom use features and lighting needs and problems in a networked classroom lighting intelligent control system using CAN bus and Ethernet technology and in the control experiment platform classroom lighting controller and host computer system design, on this basis, achieved in the lab debugging. A key switch is designed for the specific function of the classroom, many people, and put the PPT control mode. Wireless control module for control of the classroom, classroom lighting control more diverse and flexible. Study room light sensor and human sensor lighting automatic control functions. Such corridor corridors and toilets do not need a long time to turn on the lights using the light sensor and human body sensor when the illumination is insufficient and someone passes before the lights on, in the left rear light automatically shut down. Effectively put an end to the college classroom lighting electricity waste.Key words: Intelligent Lighting；CAN bus; Ethernet; host computer monitoring; remote integrated目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.1.1国内用电紧缺与“节约型社会”的提出 (1)1.1.2当前高校教室照明的主要控制方法与电力的浪费 (1)1.2智能照明控制系统研究现状 (2)1.3教学楼智能照明选题意义 (3)1.4本论文的主要研究内容 (3)第2章智能照明控制系统的总体设计分析 (5)2.1系统整体设计方案 (5)2.1.1利用以太网实现区域化控制 (5)2.1.2 利用CAN总线将各个智能照明控制模块连接 (6)2.2 上课教室系统设计方案 (7)2.3自习室系统设计方案 (8)2.4走廊与洗手间系统设计方案 (9)2.5上位机监控面板设计 (10)第3章智能照明控制系统的硬件设计 (11)3.1数据采集模块的设计 (11)3.1.1室内光照度采集 (11)3.1.2室内人体感应 (15)3.2现场调光模块 (17)3.3无线控制模块 (19)3.3.1无线发射模块 (19)3.3.2无线接收模块 (19)第4章智能照明控制系统的软件设计 (21)4.1算法控制 (21)4.1.1算法流程图 (21)4.1.2照明控制算法 (21)4.2 软件介绍 (22)4.2.1 OptiVIEW (22)4.2.2 OPC (22)4.2.3程序语言 (22)4.3监控画面设计 (23)4.3.1数据连接 (23)4.3.2新建工程项目 (23)4.3.3添加窗口 (23)4.3.4 PLC与OPC数据连接 (24)4.4教室智能照明控制系统的软件设计 (25)4.4.1 模式设计 (25)4.4.2灯的增亮、减亮设计 (28)4.4.3人体感应和光照度复合功能软件设计 (29)4.4.4无线模块场景化设计 (31)4.5走廊与洗手间控制系统的程序设计 (33)4.6远程集成控制 (34)第5章实验结果分析 (37)5.1上位机实验结果 (37)5.2远程控制实验结果 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)第1章绪论1.1选题背景1.1.1国内用电紧缺与“节约型社会”的提出进入二十一世纪能源与环境的问题越来越受到各国家的重视。
教室节能照明智能控制系统硬件设计系统方案论证
教室节能照明智能控制系统硬件设计系统方案论证1.1节能照明实现方式方案论证在设计最初需要一个整体的思路来确定设计的框架。
首先根据设计任务来确定所需的功能模块；然后按照一定的作用顺序把各个功能模块连接起来。
本系统需要两个传感器来分别检测人体红外信号和自然光强信号，需要按键电路来强制灯的开关，还需要指示电路来指示系统的工作状态，等等[7]。
如图1.1，为该照明系统总体框图。
图1.1 系统总体框图该照明系统总体框图，包括：系统核心AT89C51单片机，输入为两个传感器电路即人体红外检测电路和自然光检测电路，强制开关的按键电路。
输出是LED指示电路以及继电器执行电路。
最后由继电器电路来控制照明电路的通断，从而实现照明的自动控制。
这里的流程图是方案流程图，是提出来的思路流程图。
可以提出好几种方案，来进行比较，评价，最终确定一种比较合理的方案，如下是本人提出的三种方案。
1.1.1系统最基本的实现方案如图1.2是一种系统最基本的实现方案的流程图。
控制方案的流程图，流程经过初始化以后，先判断有无按键按下，如果有则执行相应按键处理程序。
如果没有，继续判断红外检测电路有无探测到有人，无人时，灭灯并返回继续判断有无按键按下。
如果探测到有人，就接着判断当前照度是否满足设定要求。
若照度满足要求，继续返回灭灯程序；若不满足，就给继电器一个动作信号，使其动作，从而开启照明电路[9]。
图1.2系统最基本的实现方案流程图在设计系统流程时，是先判断光照还是先检测是否有人是，本人遵循的原则是“以人为本，人使用灯”。
如果没有人，开关灯就无意义，所以应先判断是否有人，而不是先判断光照情况。
本方案是智能照明系统的一种最简单的流程图，表现在什么地方呢，就是它只控制灯的亮与灭，没有调光功能。
后面的方案将体现方案一的这点不足。
1.1.2 教室照度可调方案如图1.3为照明系统调节照度方案的流程图。
图1.3教室照度可调方案流程图如果设计的照明控制系统能够调节照度，那么照明效果和节能效果将会更好。
教室灯光自动控制的设计与实现（精选5篇）
教室灯光自动控制的设计与实现（精选5篇）第一篇：教室灯光自动控制的设计与实现教室灯光自动控制的设计与实现摘要：照明管理是教学楼管理的一个重要方面，为节约能源、实现智能化管理，提出了基于MCS-51单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上开发了该系统的硬件装置和相应软件。
该系统以STC89C52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释电红外人体传感器集成模块检测人体的存在，根据教室开灯的条件，系统对人体的存在信号和环境光信号进行智能判断，完成对教室照明回路的智能控制。
关键词：人体、红外线、传感器、自动控制、热释电1.课题研究背景和意义随着社会发展，用电量增大，能源短缺已成为全世界所面临的问题，而此问题对于我国尤为严重。
随着高校扩招、教室扩建，教室照明的需求进一步增多，而教室管理不到位，会造成电能的巨大浪费，提高教室用电效率成为急需解决的问题。
2.教室灯光控制系统方案分析所研制的控制器以人体存在作为主要输入参数。
可以实现自动与手动控制兼容。
有人存在时，传感器通过采集人体红外信号，将信号发送给控制器，控制器自动打开电灯，感知人离开后延时一段时间关灯。
如果教室无人仍然需要灯光，可以打开强制开关，直到有人关掉强制开关。
图1教室灯光自动控制系统结构框图3.2 控制系统的主要硬件电路本系统的主控模块主要采用STC公司的89C52RC作为主控芯片，STC89C52的I/O端口与系统的其他外围器件接口的链接电路如图2所示。
其中具体包括在线编程模块电路、系统复位电路、系统供电电路、环境光采集电路、报警系统电路。
3.系统控制模块的硬件设计3.1系统控制模块的硬件构成系统控制单元以单片机主控模块为核心，其他外围电路主要包括：ISP下载线模块、系统供电模块、硬件时钟模块、环境光模块、热释电红外传感器模块、灯光驱动模块。
其结构框图如图1所示。
图2系统电路图3.3热释电红外传感器模块的工作原理热释电传感器在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去平衡，向外释放电荷，后续电路经过检测处理后就会产生人体存在信号。
高校教室照明节能自动控制系统设计
高校教室照明节能自动控制系统设计【摘要】本文主要探讨了高校教室照明节能自动控制系统的设计。
在介绍了研究的背景、目的和意义。
在分析了教室照明系统设计与节能需求，以及传统照明系统存在的问题。
接着提出了基于自动控制技术的节能设计方案，详细讨论了系统设计方案及原理，并对系统实施与效果进行了评估。
最后在论述了高校教室照明节能自动控制系统设计的可行性，总结了设计方案的优势与不足，并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究，可以有效提高高校教室照明系统的能效，减少能源消耗，实现节能减排的目标，有着重要的现实意义和应用前景。
【关键词】高校教室，照明节能，自动控制系统设计，传统照明系统，节能设计方案，系统实施，效果评估，可行性，设计方案，优势，不足，未来发展方向1. 引言1.1 研究背景在现代社会，能源危机和环境污染日益严重，节能减排已经成为全球共同的挑战。
作为学校中的重要场所，教室的照明系统对能源的消耗和环境的影响也非常重要。
传统的教室照明系统存在诸多问题，比如能源浪费、光线不均匀、操作不便等。
为了解决这些问题，人们开始研究高校教室照明节能自动控制系统的设计。
研究背景说明了本课题的来源和研究动机，主要包括对目前教室照明系统存在问题的认识和对节能技术的需求。
通过引言部分的阐述，可以清晰地了解到高校教室照明节能自动控制系统设计的重要性和必要性。
随着科技的不断发展和节能意识的增强，利用自动控制技术来实现教室照明系统的节能已经成为一种趋势。
本研究旨在探讨高校教室照明节能自动控制系统的设计，为节能减排做出更好的贡献。
1.2 研究目的研究目的是为了针对高校教室照明系统存在的能耗浪费和操作不便的问题，提出一种节能自动控制系统设计方案。
通过引入自动控制技术，希望能够实现教室照明系统的智能化管理，提高系统的能效性和舒适度，从而降低能耗和维护成本，为学校节约资源并提升教学环境。
通过本研究，我们旨在为高校教室照明系统的节能改造提供一种有效的解决方案，并通过系统实施与效果评估，验证设计方案的可行性和实用性。
高校教室照明节能自动控制系统设计
高校教室照明节能自动控制系统设计随着城市化和人们生活水平的提高，大学校园中的能源问题也日益引起了人们的关注。
照明系统是大学校园中消耗能源的重要设备之一，为了降低校园能源消耗，提高节能效益，本文将设计一种高校教室照明节能自动控制系统。
1. 系统设计原理本节将介绍本系统的设计原理，包括自动感应控制、定时控制和手动控制三个方面。
1.1 自动感应控制对于高校教室照明系统而言，自动感应控制是一种非常重要的控制方式。
该控制方式可以有效避免因教室内没有人而导致照明系统一直开启的情况，从而减少能源的浪费。
当教室内没有人时，照明系统将自动关闭，当有人进入教室时，照明系统将自动开启。
该控制方式的实现需要使用PIR（热释电传感器）传感器，该传感器可以感应到教室内人体的热辐射，从而判断教室内是否有人。
1.2 定时控制在有些情况下，教室内的人群比较密集，需要长时间使用照明系统。
为了防止人员因为长时间处于照明系统过度亮度的情况下而导致的视觉疲劳，我们可以设置照明系统的定时开关控制功能。
该控制方式可以根据不同教学需求，设置不同的开关时间。
在该控制方式下，照明系统将在规定的时间内开启或关闭。
1.3 手动控制为了满足不同教学需求，照明系统需要具备手动控制功能。
教师可以通过遥控器或控制面板对照明系统进行手动开启或关闭。
同时，手动控制也可以作为备选控制方式，当传感器出现故障时，可以通过手动控制进行照明系统的开启和关闭。
2. 硬件设计方案本节将介绍本系统的硬件设计方案，包括照明设备、PIR传感器、遥控器和控制面板。
2.1 照明设备在本系统中，我们选择LED灯作为照明设备，这是因为LED灯具有高光效、长寿命、无污染等优点。
同时，LED灯也可以根据环境需求进行调节亮度和色温。
2.2 PIR传感器在本系统中，我们选择PIR传感器作为控制设备，这是因为PIR传感器可以观察到教室内的气温并检测到人体的辐射热，从而实现控制系统的自动感应控制。
2.3 遥控器和控制面板在本系统中，遥控器和控制面板作为照明系统的手动控制设备。
教室节能照明智能控制系统硬件设计
西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：教室节能照明智能控制系统硬件设计毕业设计（论文）任务书系别专业班姓名学号1.毕业设计（论文）题目：教室节能照明智能控制系统硬件设计2.题目背景和意义：按照国标规定，教室照明的功率密度约为10W/m2，假设教室的平均面积为100m2，则照明负荷约为1kW。
如果每天正常使用时间为15小时，那么，每天每间教室的用电量为1kW×15h＝15kWh，学生年在校为270天，则每间教室年用电量约为4050kWh。
针对目前高校教室照明用电严重浪费的问题，通过红外传感器检测教室是否有人，检测教室内光线照度是否合格，并依靠单片机来智能控制照明灯的亮灭，从而达到有效节约用电、降低学校的经费开支的目的。
该项目具有重要的实用价值和意义。
3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：红外传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。
本课题要求学生利用传感器、单片机、可见光探测器件、继电器、开关等器件设计一款教室照明节能系统的硬件电路，利用热释红外探测器来检测教室的光线亮度和是否有学生。
若有学生而且室内光线照度不够，则系统自动打开灯；若教室里无学生或光线照度符合要求，则节电装置自动关闭供电电源。
通过采用热释红外探测技术、可见光探测技术与单片机技术实现了教室照明的智能控制，在一定程度上节省了大量的人力物力，与传统的声音控制照明相比有很大的优势，不需要人类发出声音，正好与教室安静的环境相符合。
该课题的主要任务是：（1）了解并查阅红外传感器的资料并选择合适的传感器；（2）选取所需元件，搭建系统的硬件电路；（3）利用Protel软件制作系统的硬件电路原理图；（4）实现教室的节能照明自动控制功能、自动节电。
技术指标：（1）滤光晶片的波长为7 - 10μm ；（2）不同颜色的LED灯实现实时指示作用。
4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：` 2012.11.26--2012.12.28：查阅资料，充分理解课题，开题答辩；2012.12.28—2013.3.15：进行具体设计，搭建系统，撰写中期报告，中期检查；2013.3.15—203.4.7：进行系统调试，分析结果，完成整个设计；2013.4.7-2013.4.20：撰写毕业论文，进行论文内容、格式审查；2013.4.20-20135.12：论文定稿、成果验收，上交论文、答辩5.毕业设计（论文）的工作量要求① 实验（时数）*或实习（天数）：② 图纸（幅面和张数）*： 1张Protel 电路原理图。
(完整版)教室灯光控制系统毕业设计论文
摘要本研究针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以AT89C52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度;根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
系统还具有多种报警功能;同时还采用了软硬件的“看门狗”技术等抗干扰措施。
单片机软件采用汇编语言编制，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词:人体；红外线；传感器；自动控制；热释电AbstractCurrently light intelligent control systems are not efficiently used in the classroom. In order to improve the system, based on control and current methods of the basis of AT89C52 is developed, which machine of AT89C52 is a major part, and the environment of development is better than before. This system can satisfy the following functions, such as controlling the circuit of illumination, testing and processing daylight signal, testing and processing the signal of body that illuminates the back track exists, reporting to the warning devices,etc.In order to satisfy these functions, the system adopted the the system.The microcontroller software was developed based on assemble language. Assemble language is one kind of structured program languages, it other . Its commonality is very good and easy to improve and expand. It could be used to develop larger一scale system with more perfect performance. At the same time, the anti-jamming technologies, such as watchdog, are necessary when developing was strong, and its price proportion was ideal,etc. The experiment proved that the system cansatisfy the control command of the classroom' s light device, so it could largely reduce the consuming of energy resources.Key words: Human body, infrared ray, sensor, automatic control，：BodySensor and Iight to light port356DoSensLight：Mov c, port33 ；Signal of SensorAnl c, port37Cpl c ; and no lightMov port35, c ;on relay 1Mov port36, c ;on relay 2Jnc SensOut ;no person to out Haveperson：mov SensDelayBuf, #5 ;delay 5 minuteSensOut: Ret4.2.3人体存在传感器的抗干扰措施人体存在传感器易受外界影响，于是要在使用时特别注意抗干扰性能。
高校教室照明节能系统的设计
33科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术近年来,能源需求大大增加,能源供需矛盾愈加突出,节能减排已然成为了哥本哈根世界气候大会的核心话题,同时也被纳为“十二五”规划中的一项重要工作。
高校教室是高校中人员流动性较大的场合,通常一个教学楼负责照明控制的工作人员很有限,对照明的节能控制显得力不从心。
本文针对这种情况设计了一种基于红外对射式传感器和单片机控制的室内照明节能系统,它能依据教室人数智能控制室内灯的通断的个数。
从而达到节能的目的。
1 系统模块本系统共由5部分组成如图1所示,其控制核心是S T C -A T 89C 52R D 。
前端是传感器部分,采用红外对射式光电传感器,利用障碍物对光的遮挡,传感器检测人的进出并发出信号给单片机,单片机对信号进行分析处理后,最后由数码管显示人数,同时点亮相应个数的模拟灯。
本系统的难点设计在于传感器单元的精确检测与系统的程序控制部分。
1.1传感器模块本系统采用的是对射式红外光电传感器。
该传感器分为发射器和接收器两部分。
系统通过红外线传感器实现对人员进出的智能判断,从而得知当前被测场所的人数。
红外线发射电路主要由一块时基集成电路NE 555为主构成,电位器用于调整红外线遥控发射器的振荡频率和信号的占空比。
用NE555定时器连接2个占空比可调电路,通过两个NE555分别产生一个38kHz的红外线发射电路和100左右的调制电路。
由于实际信号频率与理论计算值有偏差,电路中的固定电阻用电位器来代替,通过电位器的调节可以明显改善感应效果。
接收电路用的接收元件是2个红外一体接收头。
检测到有障碍物通过时,障碍物遮挡了接收头接收的信号,接收头发出的是高电平。
电路中使用了反相器74LS00作为对输出信号的一个滤波,使得输出信号更加稳定。
为了便于观察在反相器出来的引脚上也分别接了发光二极管,在调试的过程中能直接明了的看到信号变化。
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Design of classroom lighting energy saving system
Abstract
As China's rapid economic growth, substantial increase in energy demand, energy supply and demand contradiction highlights, so that lighting in the building for research has great potential of energy-saving and practical significance. Both conservation of energy and conservation of capital, is the main purpose of this design. This system by single-chip computer control center, and LCD shows number of classroom, system time, the doors opening time and the doors closing time. The system is divided into automatic mode and manual mode, automatic mode through the keyboard to set the doors opening and closing time, according to schedule, the number of classrooms and lighting control lamp light out of the classroom; manual mode does not take into account light intensity, number and time to relax, to artificially control lamp light out of the classroom. At the same time, this system also features timing alarm function, can the doors when closing time is reached, reminded the people get out of study hall, so as to meet the lighting requirements. 89S52 microcontroller to control the core of the system, statistics by the DYP-ME003, the light sensor to detect light intensity within the classroom, provides the system clock and date clock chip DS1302, keyboard is made up of five keys, to select automatic mode or manual mode, respectively, for correction of clock, date and also adjust the door opening time, the door closing time. Circuits of the system structure is simple, the principle clearly applied strong, cost-effective scalability, strong, can be widely used in actual.
教室照明节能系统的设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ摘要
随着我国经济的快速增长，能源需求的大幅增加，能源供需矛盾突出，因此，对教学楼照明节能的研究有很大的潜力和现实意义。既能节约能源，又能节约资本，是本设计的主要目的。本系统以单片机为控制中心，兼用LCD显示教室内人数、系统时间、楼门开启时间和楼门关闭时间。本系统分为自动模式和手动模式，自动模式是通过键盘设定楼门开启和关闭时间，根据作息时间、教室里的人数和光照情况自动控制教室灯的亮灭；手动模式是不考虑光照强度、人数和作息时间，人为地控制教室灯的亮灭。同时，本系统还具有定时报警的功能，可以在楼门关闭时间快要到达时，提醒上自习的人赶快离开，从而符合照明节能这一要求。本系统以89S52单片机为控制核心，由DYP-ME003进行人数统计，光线传感器检测教室内的光照强度，时钟芯片DS1302提供了系统的时钟和日期，键盘由五个按键组成，分别用于选择自动模式或手动模式，也用于校正时钟、日期和调整楼门开启时间、楼门关闭时间。本系统电路结构简单，原理清晰，应用性比较强，性价比高，可扩展性比较强，可以被广泛应用于实际。
Keywords:Single-chip microcomputer ; lighting energy ; light intensity ; demographics
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目前，高校教室照明系统存在严重电能资源浪费现象,在这种背景下对高校教室现有的能源资源调配管理系统进行技术升级改造研究就显得非常重要。高校教学楼照明用电的管理一般有三种模式：一是无专人管理，由学生自行控制开启与关闭；二是利用定时开关，根据作息时间开启和关闭整个教学楼的照明电源；三是由专人负责，即管理人员根据作息时间和天气情况分层送电。教室作为高校教学的重要场所，一般采用开放式管理模式为主，学生基本上无固定的班级教室，无固定的座位；而楼宇管理人员仅负责卫生或保卫工作。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，难以察觉到灯光的存在，因此，造成了白天长明灯，晚上无人也开灯，人少灯全开的浪费现象，这在高校司空见惯。一个教室的长明灯，看起来耗能不大，但从整个学校来看，整个社会来看，却是一个不小的数字，这是一种极大的浪费。造成电能浪费的现象除了节能意识薄弱之外，另一个重要的原因就是节能的硬件设施跟不上。