养鸡场智能控制系统设计

养鸡场智能控制系统设计
养鸡场智能控制系统设计

目录

1 引言 (1)

1.1智能鸡场发展背景 (1)

1.2设计的目的及意义 (1)

1.3发展现状及未来发展前景 (2)

1.3.1发展变化 (2)

1.3.2 发展现状 (2)

1.3.3 未来发展前景 (3)

2 方案设计 (4)

2.1 方案论证 (4)

2.1.1 CPU主控芯片的设计 (4)

2.1.2 电源的选择 (4)

2. 1. 3 自动喂水方案选择 (5)

2. 1. 4 喂食装置选择 (6)

2.1.5报警电路的选择 (6)

2.1.6温湿度检测原件的选择 (7)

2.1.7 显示模块 (7)

3 硬件电路设计 (8)

3.1 系统整体说明 (8)

3.2 STM32控制电路 (9)

3.2.1 STM32硬件电路 (9)

3.3 电源电路 (10)

3.3.1 直流稳压电源的基本组成 (10)

3.3.2 5v直流稳压电源 (10)

3.3.3 电源总体电路图 (11)

3.4 温湿度测量 (11)

3.4.1 引脚说明 (11)

3.4.3单总线接口 (12)

3.5 压力传感器 (12)

3.5.1 应变效应讲解 (12)

3.5.2 20kg传感器和HX711电压采集讲解 (13)

3.6继电器电路 (14)

3.7光电耦合器选择 (14)

3.8驱动三极管的选择 (15)

4 软件设计 (16)

4.1 养鸡场控制系统主流程图 (16)

4.2 STM32底层驱动 (16)

4.3 按键程序 (17)

4.3 报警电路软件设计 (18)

5 调试过程 (20)

5.1硬件调试 (20)

5.2软件调试 (20)

5.3温湿度、光照调试 (20)

总结 (22)

参考文献 (23)

附录一 (24)

附录二 (25)

致谢 (34)

摘要

随着社会的不断进步,科学技术的不断提高,智能化已经逐渐占领市场,比如智能家居、智能温室大棚、智能机器人等,自动化、机械化、智能化的设备已逐渐代替了传统的体力劳作成为新型的劳动力,这种劳动力使人们的生活更加便利,也在一定程度上减少了人们的工作量,节约了大量时间。所以养鸡场的智能控制就体现了智能化的优势,它通过控制、监测鸡场内环境的温湿度、明亮程度、以及水和料的有无,来帮助我们更好的管理鸡场,提高了生产效率,均衡了市场禽类的销售。

本设计以ARM芯片STM32作为系统的主控芯片,外围电路有包块温室度检测模块、AD采光模块、红外检测模块、报警模块、料袋检测模块、换气模块。主要功能是通过检测场内的温湿度,看看是不是适合鸡成长,温度以及湿度过高时可以开通风口(打开换气风扇)对其进行降温排湿;养鸡场喂食和添水是一个量很大的工作,所以针对这种情况添加了半自动喂食饮水功能,水盆的水没有满时会自动加满,当料袋子没有料时报警提示,让主人换料袋(这种喂料方式不是适合所有形式的鸡场);当然,小鸡作为一个活的动物,难以避免会飞出或者跳出所呆区域,当出现这种情况时,红外报警防护就开启了,提醒主人有鸡飞出,及时抓取放回原处。

关键词:STM32;采光温湿度;红外检测;报警系统

ABSTRACT

With the continuous progress of society, science and technology, continuous improvement and intelligent has gradually dominate the market, such as smart home , smart greenhouse, intelligent robots , automation, mechanization , intelligent devices has gradually replaced the traditional manual labor to become the new labor , this labor force to make people's lives more convenient , but also reduces the workload of the people to some extent , saving a lot of time . So intelligent control chicken farm embodies an intelligent advantage by controlling , monitoring the temperature and humidity within the farm environment , bright degree , as well as the presence or absence of water and materials , to help us better manage farms to improve production efficiency , balancing the sales market poultry .

The STM32 ARM chip design as the system master chip peripheral circuits have mass greenhouse detection module , AD lighting module , infrared detector module , alarm module , bag detection module , ventilation module. The main function is to detect the temperature and humidity inside , see if it is suitable for chicken growth , the vents can be opened when the temperature and the humidity is too high ( open ventilation fan ) its cool humidity ; farm feeding and Tim is an amount of water a lot of work , so for this situation adds semiautomatic feeding water feature will automatically fill the basin when water is not full , the bag when the material is no material alarm, so that the owner change bag ( this is not the way feeding suitable for all forms of farms ) ; course , chicken as a live animal , would inevitably fly or stay out of the area , when this happens , it opens the protective infrared alarm , to remind the owner a chicken flying , crawl back in place in a timely manner .

Keywords: STM32; lighting; temperature and humidity; infrared detection; alarm system

1 引言

1.1智能鸡场发展背景

现在人们的生活水平稳步提高,肉类产品成为人们生活中不可缺少的食品,并且也是大部分人最喜欢吃的传统肉食品。导致现在肉食品的市场需求大,并且对肉食类的产品的质量要求高,致使我国生肉食鸡发展快速,而传统的养鸡方法落后,效率低,所以大批大型的养殖户引进新设备,智能管理鸡场。

随着科学技术的不断发展,越来越多的领域已经迈向全自动化。早在多年前的鸡场就已经趋向自动化,科技进步。传统的养鸡场,全靠人工喂食、饮水,工作量极大,并且生产效率不高,质量相对来说比较低,并且容易引发疾病。现在的鸡舍引进新设备,大量的减少了工人们的工作量,通过智能控制鸡舍的温湿度,做好排风换气的工作,让鸡生长在一个适合的生活环境,晚间或者是太暗的时候开启照明灯,以便鸡们更好的进食等。自动喂食、饮水,为用户减少工作时间,并且减少劳动力,提高了工作和生产效率。智能鸡场帮助人们更好的管理鸡场,使产量和质量更上一层楼,跟的上时代的需求,解决市场的供不应求。

1.2设计的目的及意义

我国经济发展迅猛,人们生活质量提高,对肉食类产品的安全性提出了强烈要求,所以对禽类的环境的改善和疾病的抑制已经成为社会所关注的热点。过去养殖者花费大量的人力物力对鸡进行喂食、饮水,以及怎样使用疫苗和用药控制群鸡发病上,虽然没有什么爆发性的疾病,但是鸡的生产质量提不上去,生产效率也不是很高,经济效益低下,在现在的市场竞争中难以生存。这种情况的主要原因是鸡长期生长在不良的环境中,鸡的抵抗力下降,导致鸡群发病率高,死亡率也相对增加,增重也相对下降。通过智能控制鸡舍的环境,既能改善鸡生存环境,又提高了对疾病的抵抗力,还节省了不必要的药物费用,提高了生产效率。所以越来越多的饲养场采用先进的智能控制装置,在工作实践中对传统鸡舍进行了环境控制方面的改造和翻新,具体舍内温度、湿度、光照等内环境,以及环境的控制系统。这样通过智能检测,可以跟好的帮助饲养员一起管理鸡场,提高生产效率,降低成本,提高回扣,同时也促进了科技的发展。

1.3发展现状及未来发展前景

1.3.1发展变化

过去的养殖都是人工养殖,像有些大型的养鸡场,他们雇大批人对鸡进行喂食、饮水。鸡舍的一个重要环节是要保持鸡舍的温度适中,通风效果良好,当时设备不先进,用温度计来查看鸡舍的温度,根据温度计显示来调节室内的温度,方法比较笨,养殖效率不高,鸡的质量也提不上去,同时耗费了大量的人力物力,降低了生产成本。随着科技的发展,智能设备逐渐登上舞台,鸡舍室内的温湿度通过传感器检测测的,直接读取数值。甚至有的通过设置合理的温湿度,当室内温度过高或者是过低时(也就是温度超过设置的温度值时)会报警提示,及时通知工作人员,对温度进行调整。当然现在的通风口设置也不再是在墙壁上凿个窟窿进行通风,而是安装智能通风风扇,温湿度过高时,风扇自行的进行排风,这样可以更好的对鸡舍进行降温和交换新鲜空气,这样工作人员可以把大量的精力投入到别的地方去。鸡舍环境很正要,但是最大量的工作是对鸡进行喂食,和饮水,人工喂食工作量很大,并且耗费时间。现在有大批智能设备涌入市场,可以方便轻松的喂食、饮水,节省了大量的劳动力,提高了生产效率。

另外,规模养殖生产成本高,社会投资大,一般这种大型的养鸡场才会安装喂食饮水设备和温湿度智能检测。而中小型鸡场可能由于资金问题还是处于自己人工养殖状态,为了改变现状,我设计的智能养鸡场相对来说价格便宜,但是稳定性有可能不能与大型设备相比。

1.3.2 发展现状

现在大型养鸡场一般采用机械化设备进行自主喂食饮水(但是在喂食的过程中需要有人在旁边把料规整好,且需要手动开始)。并且某些小型的养鸡场由于资金不足,只安装了自动饮水装置,节省了部分时间和劳动力。普遍的养鸡场都有安装温湿度检测,但是并不智能,需要通过人去读取才知道是不是要对室内温度进行调整,而且几乎所有的鸡场夜间都想需要打开灯,方便鸡夜间进食,但是并不智能,需要工作人员去操作。鸡舍有通风口是必须的,良好的生长环境利于鸡的成才,降低了鸡的疾病,但是大部分通风口都是在鸡舍的上方或者在墙壁上凿开一个窟窿,严冬天时还需要封死,直至鸡舍的味道实在是不利于鸡生长时才开启一点,但是温度也会相应的下降。鸡到成年时比较活泼,经常乱飞,有时飞离活动区域,或者是走出鸡舍,造成不必要的麻烦,更糟糕的是如果工作人员没有看到,可能会造成不必要的损失。

1.3.3 未来发展前景

现在和过去的国家情况对比可见,人们对肉蛋质的需求逐渐增加,同时对鸡肉的品质提出了更高的要求。尤其近几年,我国的养鸡业发展比较快,养鸡的竞争将更加激烈。过去的鸡舍都是通过人工进行查看温湿度,以及光照情况,而现在的智能鸡舍基本趋于自动化,可以自动检测以及自行处理温湿度度过高或过低的情况,提高了鸡肉的产量和质量。添加了自动饮水及喂食装置,方面了鸡农的养殖,节省了时间及体力,可以更好的培养鸡群,提高养鸡业的产量和质量。有鸡跑出活动区域,报警提示,及时抓取,避免造成经济损失和不必要的麻烦。在未来的养殖业中,智能化将逐步取代人工,走上时代的舞台。

2 方案设计

本系统基于温室度检测模块、AD采光模块、红外检测模块、报警模块、料袋检测模块、换气模块,在中央处理器的协调下,实现智能鸡场控制。在AD采光模块、红外检测模块、报警模块、喂食、饮水以及换气模块上都有多个方案可供选择,最终综合考虑,选择了一个最佳最合适的方案。

2.1 方案论证

2.1.1 CPU主控芯片的设计

A.方案一:采用AT89S52作为CPU,AT89S52是一种高性能、低功耗的8位微控制器单片机,8K字节在系统可编程Flash存储器,拥有1000次的擦写周期等功能,在普通单片机编程中甚得同学们的喜爱,一般入门都是用AT89S52。

B.方案二:采用STM32作为主控芯片,在嵌入式领域STM32芯片介于低端和高端之间他相对于普通的8/16位机有更多的芯片上外设,更先进的内核构架,可以运行uC/OS等实时操作系统;相对与可运行Linux操作系统的高端CPU,其成本低,实时性强且STM32具有开发速度快、易于阅读、维护成本低等优点。相对于普通的单片机(如51单片机、STC单片机等),STM32发展空间更大,且后便于以后的维护和更新。

通过上述方案一和方案二的比较,方案二更适合本次设计。

2.1.2 电源的选择

A.方案一: 化学电源

化学电源一般是已经是成品的电源,如干电池、手机电池(锂离子电池)、电动车上的电池(铅酸蓄电池)等。这种电池便宜、小巧、且放电时间比较长,但这些只能用于耗电量比较少的设备。

B.方案二: 线性直流稳压电源(LPS)

线性直流稳压电源是指调整管工作在线性状态下直流稳压稳压电源。线性稳压电源首先要经过变压器,把市电变成幅度小的交流电,然后经过整流电路,把交流电变成幅度稳定的脉动直流电,经过整流后的电压脉动大,再在整流桥后面加入滤波电路,把脉动直流电变成平滑的直流电压。此电压稳定,能持续供电。

考虑到设计的需要和结合实际情况,鸡舍智能控制装置需要长期供电,并且一般

不会移动,位置固定,所以选择比较笨重的线性直流稳压电源供电。即选择方案二。

2. 1. 3 自动喂水方案选择

A.方案一:采用乳头饮水系统,原理简单,就像小孩的奶瓶,有吸力时就会有水流出,具体装置如图所示:

图2-1 饮水装置

B.方案二:采用水盆式饮水装置,可多个鸡围绕水盆饮水,当水饮完后自动添满,具体

装置如下图所示:

图2-2 中型饮水装置

通过两个方案的比较,方案一更具专业化,且水一般不会溅出,而方案二体积大,一次可以提供十几只鸡的饮水,价格也比较便宜但是由于水是从上面流出而添满水盆,比较容易溅出,造成鸡舍的潮湿,所以采用方案一。

2. 1. 4 喂食装置选择

A.方案一:采用机械化喂食装置,这种装置可以一次性喂食所有的鸡笼,简单,方便但是价格比较贵,不是所有的鸡舍都能安装这种装置。

图2-3 机械喂食装置

B.方案二:用压力传感器检测料袋,当料袋的重量小于500克时,报警提示,及时更换料袋。通过两个方案的比较,由于方案一价格昂贵,且适合笼装鸡或者是蛋鸡的养殖,而方案二方法简单,价格便宜,所以选择方案二。

2.1.5报警电路的选择

A.方案一:采用蜂鸣器报警,蜂鸣器报警电路结构简单,原理易懂,且元器件容易查找,程序简洁,适合做简单的提示报警。

B.方案二:采用ISD1820语音报警,语音报警方便简洁,可以让人直接、明了的知道发生了什么事,ISD1820是一款比较通用的报警设备,他可以先录制自己要提示的内容,当有突发情况时,是PLAY按键为低,即可报警。程序跟方案一一样的简洁,由于本设计要用到两种报警,所以方案一和方案二都选用。

2.1.6温湿度检测原件的选择

A.方案一:采用18b20数字温度计,它是单总线器件,温度测量的范围一般在-55℃到+125℃之间,并且电路简单,体积小,但是只能测试温度不能测试湿度。

B.方案二:采用DHT11数字温湿度传感器,DHT11传感器包含一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。并且是单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗。

因为鸡场规模一般不是很小,并且温湿度要一起检测,及温湿度传感器不应设置在一处,并且距离会比较长,鉴于实际情况考虑,选择DHT11温湿度传感器。

2.1.7 显示模块

A.方案一:采用1602液晶显示,1602LCD显示的内容是16x2,可以显示两行的16字符液晶显示模块(显示字符和数字)。

B.方案二:128X64是一种4 / 8位并行,二线或三线串行接口,以各种各样的方式,内部包含一个GB,简化汉字点阵图形液晶显示模块;与分辨率为128×64显示,内置8192×16 16个字符,和128个16×8的ASCII字符集。使用这种方法,灵活的模块接口简单,方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。你可以显示8×4线16×16点阵字符。

C.方案三:Nokia3310/5110液晶的驱动控制器为PCD8544,它可以驱动48行*84列的图形显示,5110液晶的工作电压为2.7-3.3V,通过三个方案的比较5110液晶性价比高,LCD1602可以显示32个字符,而Nokia5110可以显示15个汉字,30个字符。Nokia5110裸屏仅8.8元,LCD1602一般15元左右,LCD12864一般50~70元。所以选择方案三。

3 硬件电路设计

3.1 系统整体说明

养鸡场智能控制系统首先通过检测场内的温湿度,看看是不是适合鸡成长,温度以及湿度过高时可以开通风口(打开换气风扇)对其进行降温排湿;因为养鸡场需要小鸡快速的成长,所以晚上也让鸡进食,所以晚上需要打开灯(不需要太亮根据算好的距离安排日光灯);养鸡场喂食和添水是一个很大量的工作,在此针对这种情况我们也添加了自动添水功能,当料袋子没有料时报警提示,让主人换料袋(这种喂料方式不是适合所有形式的鸡场);当然,小鸡作为一个活的动物,难以避免会飞出或者跳出所呆区域,当出现这种情况时,红外报警防护就开启了,提醒主人有鸡飞出,及时抓取。

本设计以ARM芯片STM32作为系统的主控芯片,外围电路有包块温室度检测模块、AD采光模块、红外检测模块、报警模块、料袋检测模块、换气模块。其中料袋检测是用压力传感器实现检测的。系统框图如下:

图3-1 鸡场智能控制系统框图

3.2 STM32控制电路

3.2.1 STM32硬件电路

图3-2 STM32F103单片机引脚

本仪器的主控芯片采用意法半导体(ST)公司生产的高性能单片机STM32F103,该款单片机使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核,工作频率最高72MHZ,内置高速存储器,丰富的增强IO口设计和并联的两条外设总线APB,芯片包括两个12位的AD转化器ADC,3个通用16位定时器和1个PWM(脉宽调制)定时器,包含标准和先进的通信接口,多大3个IIC接口和SPI接口,3个USART接口,1USB 接口和1个CAN接口。

STM32应用于很多场合

电机驱动和应用控制

医疗和手持设备

警报系统,视频对话

PC游戏机外设

本设计中采用的是STM32F103RBT6,选用此芯片就是看到其丰富的IO口对于我这个需要很多接口的设计来说,省去了很大一部分硬件电路的设计,再就是STM32以72M的速度处理时可以在软件滤波时提高整个设计的响应速度,从而保证精度的情况下提高了扫描速度,而且对于显示来说,提高了屏幕的刷新速度,能够快速的刷新数据。

3.3 电源电路

3.3.1 直流稳压电源的基本组成

线性直流稳压电源大多采用电源变压器,将交流220V市电变为交流低压,然后经过整流,滤波得到直流低压后提供给稳压电路作稳压处理。

直流稳压电源组成框图及各部分电路波形如图3-3所示,其主要组成部分为电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等。

图3-3 组成框图及各部分电压波形

1、电源变压器: 将交流电220v市电变压成12V的交流电。

2、整流电路: 整流的过程是将12V的交流电变成脉动直流电。

3、滤波电路: 滤波电路将整流后的脉动直流电变成平滑的直流电。

4、稳压电路:稳压后的电压稳定,在此次设计中采用7805稳压。

3.3.2 5v直流稳压电源

系统组成框图如3-4:

图3-4 系统组成框图

220V的交流电经过变压器,把交流电网电压整成本要求的交流电压。经过变压器之后的交流电通过整流桥,变成直流电压,但是经过整流桥的直流电压脉动比较大,需要给他加上滤波电路,经过滤波后得到稳定的直流电压值,使直流电压更加稳定。

7812集成稳压块,表示输出稳压成正固定电压12V,在7812集成稳压块后面接如7805,7805可以直接将12V电压值稳压成正电压5V,并且稳压后的电流可以达到2A。

3.3.3 电源总体电路图

图3-5 电源电路图

上图就是本次设计中的电源模块,把市电经过稳压电路变成12V交流电,然后经过整流桥,把交流电变成脉动直流电,通过滤波电路把脉动的直流电虑成平滑的直流电,最后经过稳压芯片稳成所需要的固定电压值5V。

3.4 温湿度测量

3.4.1 引脚说明

表3-1DHT11引脚说明表

1)VDD:DHT11所需要的供电电压是3.3-6V。当传感器加上电后,需要等待1秒的时间,不要进行任何操作,越过不稳定状态。电源引脚VDD、GND之间要接

入一个0.1uf 的电容,用它来去耦滤波。

2)DATA:串行数据引脚,单总线结构。一次可以传输40bits数据。

3.4.3单总线接口

DATA采用单总线数据格式,用于微处理器与DHT110之间的通讯和同步,一次通讯时间5ms左右,数据传输为40bit,高位先出。

数据格式: 40bit数据=16bit湿度数据+16bit温度数据+8bit校验和

例子:接收40bit数据如下:

0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110

湿度数据温度数据校验和

末8位=校验和=湿度高8位+湿度低8位+温度高8位+温度低8位

例如:0000 0010+1000 1100+0000 0001+0101 1111=1110 1110

湿度=65.2%RH 温度=35.1℃

当温度低于0℃时温度数据的最高位置1。

例如:-10.1℃表示为1000 0000 0110 0101

3.5 压力传感器

3.5.1 应变效应讲解

电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应,将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。

直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响,抗干扰能力强,但因机械应变的输出信号小,要求用高增益和高稳定性的放大器放大。

下图为一直流供电的平衡电阻电桥,

E接直流电源E:

in

图3-6 压力传感器结构原理图

)

(

4

34

211R R R R R R E +-+=)

)((43214

231R R R R R R R R E ++-?[]

[][]

)()()()()()

(22

R R R R R R R R E

R R R R uo ?-+?+?-+?+?--?+=

当电桥输出端接无穷大负载电阻时,可视输出端为开路,此时直流电桥称为电压桥,即只有电压输出。

当忽略电源的内阻时,由分压原理有:

AD AB BD o u u u u -== (3-1) = (3-2)

当条件满足R 2·R4==R1·R3时,即

(3-3)

o u =0,即电桥平衡。式(3-3)称平衡条件。

应变片测量电桥在测量前使电桥平衡,从而使测量时电桥输出电压只与应变片感受的应变所引起的电阻变化有关。

若差动工作,即R1=R-△R,R2=R+△R,R3=R-△R ,R4=R+△R,按式(3-2),则电桥输出为

(3-4)

3.5.2 20kg 传感器和HX711电压采集讲解 1、20kg 传感器

满量程输出电压=激励电压*灵敏度2.0mv/v 。

例如:供电电压是3.3v 乘以灵敏度2.0mv/v=满量程6.6mv 。 相当于有20Kg 重力产生时候产生6.6mV 的电压。 2、HX711对3.3V 电压采集

概述:711模块 A 通道带有128倍信号增益,可以将10mV 的电压放大128倍,然后采样输出24bit AD 转换的值,单片机通过指定时序将24bit 数据读出。 3、AD 最大值计算:

3

421R R R R =

在3.3V 的供电电压下20Kg 的传感器最大输出电压是3.3v*2mv/V =6.6mV

经过128倍放大后,最大电压为6.6mV*128 = 844.8mV

经过AD 转换后输出的24bit 数字值最大为:

422.4mV*224/3.3V ≈ 4294967

4、将采集值转化为重量值

假设重力为 A Kg,(x<20Kg),测量出来的AD 值为y

20Kg 传感器输出,发送给AD

模块儿的电压为 A Kg * 6.6mV / 20Kg = 0.33A mV

经过128倍增益后为128 * 0.33A = 42.24A mV

转换为24bit 数字信号为42.24A mV * 224 / 3.3V = 214748.3648A

所以y = 214748.3648A /100 = 2147.483648 A

因此得出 A = y / 2147.483648 Kg ≈ y / 2.15 g

所以得出程序中计算公式

Weight_Shiwu = (unsigned int)((float)Weight_Shiwu/2.15+0.05);

3.6继电器电路

图3-7 继电器驱动电路

原理分析:主控制器通过IO口控制光电耦合器中的内部发光元件来实现光敏三极管的简洁控制,当IO口输入高电平时,内部发光元件发光,当内部光敏三极管感应到光信号时,内部三级管导通,由于外部驱动三极管的基极电平被光敏三极管拉低,使得外部驱动三极管Q导通,使得Q的Uce接近于0,12V的Vcc经过限流电阻驱动继电器闭合,由于光电耦合器由于电流太小不能直接驱动继电器线圈,所以三极管Q 的作用除了开关的功能还起到了电流放大的作用。

3.7光电耦合器选择

图3-8光电耦合器原理图

光电耦合器的作用是将主控电路与继电器电路分离,防止继电器矩阵切换的高压大电流信号混入主控制电路,影响系统的稳定性。光电耦合器采用平时常见的PC817,PC817具有响应速度快,价格便宜的优势,广泛用应于需要隔离的继电器控制电路中。

3.8 驱动三极管的选择

图3-9 8550外形图

驱动用三极管采用小功率的PNP型三极管8550,8550能够提供最大500mA的电流,功耗625mW,最大集射极电压25V,足以驱动普通的小功率继电器。

智能家居控制系统课程设计报告20

XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统(无操作系统) 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月

综合实训任务书

目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (3) 1.3 按键和LED模块 (5) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (6) 2 软件设计 (7) 2.1 ADC模块 (7) 2.1.1 ADC模块原理描述 (7) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (8) 2.2 SSI 模块 (8) 2.2.1 SSI模块原理描述 (9) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (10) 2.3 定时器模块 (10) 2.3.1 定时器模块原理描述 (10) 2.3.2 定时器模块流程图 (11) 2.4 DS18B20模块 (11) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (11) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (12) 2.5 按键模块 (13) 2.5.1 按键模块原理描述 (13) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (13) 2.6 PWM模块 (13) 2.6.1 PWM模块原理描述 (14) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (14) 2.6 主函数模块 (14) 2.6.1 主函数模块原理描述 (14) 2.6.2主函数模块程序设计流程图 (15)

路灯照明智能控制管理系统(单灯控制)

城市路灯照明 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

空调自控系统方案设计(江森自控)

沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书

一. 总体设计方案 根据用户对项目要求,并结合沈阳建筑智能化建筑现状,沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ?如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来,达到集中监测和控制,提高设备的无故障时间,给投资者带来明显的经济效益; ?如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行,既能够节能,又能满足工作要求,并在运行中尽快的将效益体现出来; ?如何提高综合物业管理综合水平,将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统: 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的,主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 (1)控制设备内容 根据项目标书要求,暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控:监控设备监控内容 冷却水塔(2台)启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵(2台)启停控制、运行状态、故障报警、手

自动状态、水流开关状态; 冷却水供回水管路供水温度、回水温度, 冷水机组(2台)启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态; 冷冻水泵(2台)启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态; 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量; 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节; 膨胀水箱高、低液位检测; 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 (2)控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下: 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值,自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数,达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1=分回水管温度,T2=分供水总管温度, M=分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%,则第二台机组运行。 机组联锁控制启动:冷却塔蝶阀开启,冷却水蝶阀开启,开冷却水泵,冷冻 水蝶阀开启,开冷冻水泵,开冷水机组。停止:停冷水机组, 关冷冻泵,关冷冻水蝶阀,关冷却水泵,关冷却水蝶阀,关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度,自动控制冷却塔风机的启停台数,并且自

智能控制课程设计(报告)

HUNAN UNIVERSITY 智能控制课程设计(报告) 课程设计题目:基于模糊控制光伏并网发电系 统的研究 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 学院名称: 指导老师: 2017年5月30 日

目录 第1章绪论 (1) 第2章光伏并网发电系统MPPT的研究进展 (2) 2.1 光伏发电系统最大功率跟踪控制 (2) 2.2 几种最大功率点跟踪方法的比较 (3) 第3章光伏并网发电系统MPPT模糊控制器 (7) 3.1 模糊化 (7) 3.2 模糊控制规则库的建立 (7) 3.3 解模糊 (7) 第4章 MPPT模糊控制器设计 (8) 4.1选择观测量和控制量 (8) 4.2 输入量和输出量的模糊化 (8) 4.3 制定模糊规则 (9) 4.4 求解模糊关系 (9) 4.5进行模糊决策 (10) 4.6 控制量的反模糊化 (10) 第5章模糊控制光伏并网发电系统仿真 (11) 附录 (15)

第1章绪论 在应对全球能源危机和保护环境的双重要求下,开发利用清洁可再生的太阳能越来越受到人们的关注。伴随着太阳能光电转换技术的不断发展,大规模的利用太阳能成为可能。光伏并网发电系统将成为太阳能利用的主要形式。目前,转换效率低是光伏并网发电系统面临的主要问题,这成为阻碍光伏并网发电系统广泛应用的一个重点问题。智能控制是这门新兴的理论和技术,它是传统控制发展的高级阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制。智能控制包括专家系统、神经网络和模糊控制,而模糊控制是目前在控制领域中所采用的三种智能控制方法中最具实际意义的一种方法。在光伏系统MPPT控制中,由于外界光照强度和温度变化的不确定性以及并网逆变器的非线性特性,则使用模糊逻辑的MPPT控制方法进行控制,有望获得理想的控制效果。 随着近年智能控制的不断发展和完善,模糊控制技术也日趋成熟,被人们广泛接受。模糊控制的优点很多,例如:模糊控制器设计简单,不需要依赖被控对象的精确数学模型;模糊规则用自然语言表述,易于被操作人员接受;模糊控制规则可以转换成数学函数,易与其他物理规律结合,便于用计算机软件实现;模糊控制抗干扰能力强,且响应快,对复杂的被控对象能有效控制,鲁棒性和适应性都易达到要求。模糊控制以其适应面广泛和易于普及等特点,成为智能控制领域最重要,最活跃和最实用的分支之一。目前,模糊控制已经在工业控制领域、经济系统、人文系统以及医学系统中解决了传统控制方法难以解决甚至无法解决的实际控制问题。本文正是基于光伏发电系统存在的处理复杂,外界不确定因素多等特点,将模糊控制理论应用于光伏发电最大功率跟踪系统中,跟踪系统最大功率工作点,提高光电转换效率,充分利用太阳能资源。 本文以光伏并网发电系统最大功率点跟踪为研究对象,将模糊控制理论应用于光伏并网系统最大功率跟踪控制中,从光伏阵列的原理和特性、光伏并网系统的结构设计、最大功率点跟踪的原理和模糊控制理论等方面进行详细的分析和探讨。本设计报告比较多种最大功率点跟踪控制技术,实现光伏并网发电系统的研究,根据其不同的优缺点,然后选用模糊控制方法来实现最大功率跟踪。通过对模糊论域、隶属度函数计算,制定处模糊规则,设计出模糊控制器。最后建立光伏并网发电系统仿真模型,并对仿真结果进行了分析。

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

基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计

毕业论文 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 姓名 学院电气工程与自动化学院 专业自动化 指导教师 职称教授 2013年5月1日

天津工业大学毕业论文任务书 题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 学生姓名额外特温 特 学院名称 电气工程与自动化学 院 专业班级 过多个地 方 课题类型实际课题 课题意义 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足,将电力载波技术应用于路灯控制过程中,实现主控站和从控制站之间的信息交换,从而实现路灯的智能化,并且成本低,易于推广应用。它能够实现远程控制,并和现有的电力线兼容,检修方便,可以提高城市路灯的利用率,节能。 任务与进度要求3.12-3.30:对此设计进行初步的了解和资料查询,对本设计方案具有初步的轮廓 4.2-4.30:完成控制设计,及硬件电路设计, 5.4-5.30 :完成毕业论文任务书初稿,并对设计的硬件进行调试; 5.31- 6.7:完善任务书,准备毕业答辩,按时完成 主要参考 文献[1] M.- H. Shwehdi, “A Power Line Data Communication Interface using Spread Spectrum Echnology in Home Automation [J],” IEEE Trans. Power Delivery, vol. 11, no. 3, July 1996, pp. 1232-1237. [2] 张辉.现代通信原理与技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002. [3] 齐国清.信号检测与估计[M].北京:电子工业出版社,2010. [4] 朱小龙.数字通信技术[M].北京:化学工业出版社,2004. 起止日期2013年3月12日—2013年6月7日备注 院长教研室主任指导教师

智能控制课程设计报告书

《智能控制》课程设计报告题目:采用BP网络进行模式识别院系: 专业: 姓名: 学号: 指导老师: 日期:年月日

目录 1、课程设计的目的和要求 (3) 2、问题描述 (3) 3、源程序 (3) 4、运行结果 (6) 5、总结 (7)

课程设计的目的和要求 目的:1、通过本次课程设计进一步了解BP网络模式识别的基本原理,掌握BP网络的学习算法 2、熟悉matlab语言在智能控制中的运用,并提高学生有关智能控制系统的程序设计能力 要求:充分理解设计容,并独立完成实验和课程设计报告 问题描述 采用BP网络进行模式识别。训练样本为3对两输入单输出样本,见表7-3。是采用BP网络对训练样本进行训练,并针对一组实际样本进行测试。用于测试的3组样本输入分别为1,0.1;0.5,0.5和 0.1,0.1。 表7-3 训练样本 说明:该BP网络可看做2-6-1结构,设权值wij,wjl的初始值取【-1,+1】之间的随机值,学习参数η=0.5,α=0.05.取网络训练的最终指标E=10^(-20),在仿真程序中用w1,w2代表wij,wjl,用Iout代表 x'j。 源程序 %网络训练程序

clear all; close all; xite=0.50; alfa=0.05; w2=rands(6,1); w2_1=w2;w2_2=w2; w1=rands(2,6); w1_1=w1;w1_2=w1; dw1=0*w1; I=[0,0,0,0,0,0]'; Iout=[0,0,0,0,0,0]'; FI=[0,0,0,0,0,0]'; k=0; E=1.0; NS=3; while E>=1e-020 k=k+1; times(k)=k; for s=1:1:NS xs=[1,0; 0,0; 0,1]; ys=[1,0,-1]'; x=xs(s,:); for j=1:1:6 I(j)=x*w1(:,j); Iout(j)=1/(1+exp(-I(j))); end y1=w2'*Iout;

led路灯智能控制系统设计

LED路灯智能控制系统设计 LED路灯智能控制系统设计 内容提要:LED路灯在当前已得到越来越多的应用,一些城市甚至已经将传统的高压钠灯全部都更换为LED路灯,不过,在更换为LED路灯后,却沿用了传统光源的控制方式,使得路灯的控制方式单一,不便于管理,且浪费了较多的能源。本文从智能控制系统的建设目的、系统设计原则、系统架构、后台控制软件的基本功能等几方面加以阐述,以希望读者能从中吸取有益经验。 关键词:LED路灯智能控制设计 中图分类号:S611文献标识码: A 一、系统建设目的 道路照明智能控制系统使用物联网、传感器、自组网、云计算等高新技术,通过单灯控制、单灯监测的方式,相较传统管理模式,应达到以下几项基本功能: ①按需照明:基于更加精细化的控制方法,根据天气规律、人车活动规律、重要路段照明等要求,灵活调整路面照度,真正做到保障交通安全与节能减排之间的完美契合。 ②主动发现:精细到每盏灯、每个组件的故障由系统主动上报,为建立快速的维修响应机制奠定基础;避免夜间有灯不亮、白天亮灯等百姓最关注的问题。 ③高效管理:精细到每盏灯的工作情况一目了然,减少日常大量的巡灯工作,合理规划维修维护路径,使得人力资源能够投入到更具有服务价值的工作中。 ④精细监测:精细到每个照明设施组成部分的实时数据监测,对设施寿命、质量进行全程监控,使得设备采购、更换更加科学、准确。 ⑤合理规划:基于现代化的专业地理信息系统,所有路灯设施分布一目了然,为整个照明设施建设规划、全面掌控提供详尽的数据化支持。 ⑥经济投入:高科技并不意味着高投入,无需布线、维护简单、

超长寿命是城市路灯智能管理系统的基本要求。 二、系统基本设计原则 智慧城市照明是指将城市中的每一盏路灯、每一处景观亮化通过信息传感设备与互联网连接起来,实现集中、远程、智能控制与管理,需要将物联网、传感器、云计算、互联网等先进技术融合在一起,以实现按需照明和精细化管理的目的。 ①路灯照明的公共服务属性原则 优先保证路灯的功能性,保障夜间活动安全,提高夜晚环境质量,构建城市夜晚的明暗层次和主次脉络,增强市民夜间活动的意愿。通过市民活动区域的分析,充分发挥照明之于城市的社会功能,根据城市不同区域(居住、商业、工业等)的功能需要,为各分区的活动和相互间的交通、联系提供区别化的照明时间和照度水平。 实现照明功能性要求和照明节能之间的最佳契合点。通过采用单灯控制与无级调光,结合地理信息系统,根据每盏路灯所处的环境及交通等因素合理分时选择其照明输出,满足道路照明要求的原则下达到最优的节能效率,实现真正的按需照明。 ②海量数据的智能处理与分析原则 采用基于单灯管理的LED 道路照明物联网管理系统后,对于每盏灯具均能实现控制与数据采集。但随着数据点的大量增加,必须从应用出发,对基础数据优先级划分,有区别的实现数据展现及重要信息的优先获得,且定义准确的智能分析策略。 对于大数量的灯具进行控制,同时又能达到每盏灯具均能做到按需照明,则必须采用合理的、快速的控制方法,管理系统不应造成管理人员、使用人员、维护人员的工作负担。 ③系统设计及技术选择的原则 由于照明功能与地理信息紧密相关,真正的按需照明实现必须紧密结合地理信息系统,根据每盏灯具所处位置、所应该担负的照明职能,结合时间和外部因素变化,合理的实现控制与数据监测。 作为物联网系统的重要基础,单一通信方式很难解决道路中所面临的各种环境,因此系统必须支持多种通信技术,而每种通信技术均

智能路灯概念及现状

智能路灯概念及现状 目前广州中国科学院软件应用技术研究所(简称"广州软件所")在这领域处于国际领先水平,在国内有大量的实施案例。由于传统路灯的弊端:如能源浪费严重、管理手段单一、信 息化水平低下、缺乏故障主动报警机制、故障灯位置难以发现等一系列问题。近几年来国内很多城市都已经开始采用智能路灯技术,对传统路灯进行改造。仅2012年的《广东省 推广使用LED照明产品实施方案》就提出:广东全省道路、 公共场所、政府机关、国有企事业单位等财政或国有资本投资建设的照明工程以及南沙、前海、横琴等新规划建设的新区要求一律使用LED照明产品,根据方案,珠三角地区要力争在2013年底前,东西北地区在2014年底前,普及LED公共照明,带动全社会普及LED照明,实现全省同比口径下照明节能50%以上。智能路灯大有可为。[1] 折叠编辑本段智能路灯技术架构及产品 功能介绍 采用基于3G和物联网技术的公共管理平台,结合了LED等 高新技术。广州中国科学院软件应用技术研究所的智能路灯(又叫智慧照明)主要由节点控制器、集中控制器、视频车辆检测器和云控制中心四部分组成。产品功能为:

折叠集中/单灯控制 通过各类终端设备,在系统操作界面对路灯回路或单灯进行实时控制,按照明策略执行定时任务。 Oslash; 远程控制:可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光; Oslash; 可视化操控:提供每盏灯的具体经纬度坐标信息,允许在地图上对每盏灯进行操作,可以完成关、开灯、调光灯功能,每个单灯的故障报警信息可以在地图上动态显示,提供两种以上主流地图支持; Oslash; 移动终端监控管理:用户可通过手机和pad等移动终端的操作对灯具进行管理,具有故障提醒和定位、灯具参数实时查询等功能,做到移动办公、移动管理。 折叠定时任务 可以下发定时任务,定时控制开关灯、分时段调光等。 折叠来车检测,智能调光 能自动检测路段是否有车经过,根据情况自动调节路灯照明亮度,可以进行来车数量统计,节能率统计,以达到节能效果。

中央空调装置智能控制系统设计

中央空调装置智能控制系统设计 发表时间:2018-10-17T15:43:19.933Z 来源:《电力设备》2018年第19期作者:谢若锋[导读] 摘要:随着全球气候的不断变化,冬夏的气温变得反常,现代生活越来越离不开空调。 (东莞供电局广东东莞 523000)摘要:随着全球气候的不断变化,冬夏的气温变得反常,现代生活越来越离不开空调。随着空调的不断普及,几乎各家各户、各个单位企业都安装了空调设施,空调的大量使用过程中,能耗是其中较为受关注的一个方面。高能耗的空调会导致运行成本高,给人们的使用带来经济上的压力,所以如何降低空调的运行能耗是首先应当考虑的问题。本研究从中央空调的智能控制方面对空调的节能技术作以分 析。 关键词:中央空调;智能控制;节能空调是我们现代生活中必不可少的电器。随着空调的不断普及,空调的电力消耗在家庭用电和企业用电中占有相当大的比重。要想做到节约能源,实现绿色节能的生活,根本上要从降低空调的能耗上进行研究。我国现有的某些企业在空调的研发和制造上已经在国际上占有相当高的地位,可以说是居于国际领先地位,所以应当肩负起提升世界空调节能技术水平的使命,提高人们的生活水平。本研究就从智能控制方面对中央空调的节能技术进行简要分析。 1.智能控制技术在中央空调监控系统中的应用 1.1智能控制技术在中央空调监控系统中的应用原理 当前随着信息化技术的发展,更多的家用电器趋向于智能化。智能化的设备能够自主进行调控,可以减少大量的人为操作,真正的成为人性化的家用电器。过去大多数的电器仅仅是能够满足简单的功能,无法对环境的变化做出适当的反应,只能依靠人们的手动操作来进行功能、功率等方面的调控。就空调的发展来说,当前基于控制论、人工智能技术发展起来的智能控制技术能够自行实现对空调的智能调控,能够极大地降低人们繁琐的调控工作,真正的做到智能化。模糊处理技术能够对一些非线性的、不确定的问题进行处理。模糊处理技术的应用原理是将环境的数据作为模糊变量,通过模糊控制器提供的模糊逻辑进行运算,最终得到结果,进行执行,并实现对环境做出反应的功能。人们可以对模糊控制器进行编程,所以模糊控制器具有一定的学习和控制能力。对于神经网络,这是一种仿生技术。神经网络处理问题的方式是模仿人脑的思考方式和过程发展而来的。人脑的有无数个神经元组成,神经网络控制技术的也有大量的控制单元进行数据的分析。自身的结构特点充分的发挥出自身优势,将结构作为处理控制器,极大地提升了系统在处理非线性、不确定的问题时能力。智能控制技术的核心就是这两种技术的应用,两种技术基本可以各种不确定的状况,实现对中央空调自主的监控功能,并能够满足人们的正常需求,提供一个好的温湿度状况。 1.2智能控制技术在中央空调监控系统中的控制特点 智能控制系统的出现为智能电器的发展起到了极大地促进作用。由于环境的多变性,智能控制系统的研究方向也需要面面俱到。所以,在这样的条件下智能控制技术在中央空调系统中的控制中具有以下几种特点。首先,中央空调运行的环境多变导致了智能控制系统具有多干扰性。对于一个房间来说,阳光辐射、气温、天气等都会对空调运行时的环境温度产生影响。并且房间的换气也不可避免。在诸多的因素烦扰下,空调需要的运行功率会进行上下浮动,导致功率的不确定性。多工况性是说空调运行具有季节性,在冬夏两季运行时的工作方式不同。多工况性就要求空调具有处理不同环境的能力,所以智能控制技术的自动控制机制就会变得相对复杂,要求进行维护和操作时要充分考虑可能发生的各种情况。温、湿度相关性主要是指室内的温度和湿度多变。在进行温度控制时还应当考虑湿度对温度影响。温度和湿度并不是直接相关,但是仍具有较大的联系。并且中央空调需要对环境的温湿度进行调节,所以在智能控制系统的设计中应当充分考虑这一因素。 1.3智能控制技术在中央空调监控系统中的应用途径 变风量智能调节技术和定风量智能调节技术时智能控制技术对中央空调智能调节的主要途径。由上文可知,智能调节技术的核心是神经网络技术和模糊处理技术,其原因是中央空调的变风量智能调节技术主要依靠神经网络算法实现的。神经网络能够对室内环境的温湿度变化迅速做出反应,能够保证调节的灵敏性,对于传入系统的数据进行快速运算,并且能够保证结果的精确度,所以,中央空调可以应用变风量智能调节技术快速的对温度、湿度做出调节。定风量智能调节技术主要依靠模糊处理技术实现。模糊处理技术的特点就是能够对环境各种不确定性的因素和各种不确定性的问题进行妥善处理,并能够得到最优结果和处理方法,可以极大的提升中央空调的智能性。依靠这种技术,定风量智能调节技术可以通过循环送风和混合自动送风的方式对室内的环境进行自主调控。智能控制技术通过变风量智能调节技术和定风量的智能调节技术能够最大的发挥中央空调对室内温湿度的调控能力,保证中央空调的正常运行,提升其智能性,让中央空调的管理和调控变得更加便捷。 2.中央空调系统智能控制应用要点 2.1蓄能技术 对于中央空调这种大型电器设备的使用,用电的时间不同在电能的资金投入也就不同。所以蓄能技术便应运而生。蓄能技术一般是应用于夏季或者空调制冷的时候。顾名思义,蓄冷技术就是避开用电高峰期,在一定时间内储存一定的冷量,然后再在用电高峰期的时候将冷量进行释放,从而降低电力供应的压力。蓄能技术的实施基础是蓄能机房的建设。应当对建筑物的面积进行合理评估后确定蓄能机房的大小和蓄能能力。蓄能机房作为一个冷量或热量的中转站,在合适的时间进行能量的释放和储存,从而达到节约能源节约资金的目的,能够缓解供电压力。 2.2变流量技术 空调最主要的就是冷水循环系统和冷却水循环系统,这两大系统保证了热量的运输,起到调节室温的作用。变流量技术就是基于这两个系统的平衡调节,进而达到对室温的调控。变流量系统就是通过对冷水循环和冷却水循环系统的流量进行调节,保证温度差的稳定,从而降低能耗,提升空调的运行效果的系统。冷却水系统具有能够随空调运行的负荷大小变化而对流量调节的特点,还能够保证冷却水和冷水在循环时的温度差保持相同。变流量技术通过传感器进行温度等数据的采集,传送给智能控制系统进行一系列的运算处理后,得到最终的执行数据,通过冷凝器的调节从而到达对冷水循环系统和冷却水循环系统的调节作用,达到减少能源损耗的目的。 2.3热回收技术

智能控制课程设计(报告)(DOC)

HUNAN UNIVERSITY 智能控制课程设计(报告) 课程设计题目:基于模糊控制光伏并网发电系 统的研究 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 学院名称: 指导老师: 2017年5月30 日

目录 第1章绪论 (1) 第2章光伏并网发电系统MPPT的研究进展 (2) 2.1 光伏发电系统最大功率跟踪控制 (2) 2.2 几种最大功率点跟踪方法的比较 (3) 第3章光伏并网发电系统MPPT模糊控制器 (7) 3.1 模糊化 (7) 3.2 模糊控制规则库的建立 (7) 3.3 解模糊 (7) 第4章 MPPT模糊控制器设计 (8) 4.1选择观测量和控制量 (8) 4.2 输入量和输出量的模糊化 (8) 4.3 制定模糊规则 (9) 4.4 求解模糊关系 (9) 4.5进行模糊决策 (10) 4.6 控制量的反模糊化 (10) 第5章模糊控制光伏并网发电系统仿真 (11) 附录 (15)

第1章绪论 在应对全球能源危机和保护环境的双重要求下,开发利用清洁可再生的太阳能越来越受到人们的关注。伴随着太阳能光电转换技术的不断发展,大规模的利用太阳能成为可能。光伏并网发电系统将成为太阳能利用的主要形式。目前,转换效率低是光伏并网发电系统面临的主要问题,这成为阻碍光伏并网发电系统广泛应用的一个重点问题。智能控制是这门新兴的理论和技术,它是传统控制发展的高级阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制。智能控制包括专家系统、神经网络和模糊控制,而模糊控制是目前在控制领域中所采用的三种智能控制方法中最具实际意义的一种方法。在光伏系统MPPT控制中,由于外界光照强度和温度变化的不确定性以及并网逆变器的非线性特性,则使用模糊逻辑的MPPT控制方法进行控制,有望获得理想的控制效果。 随着近年智能控制的不断发展和完善,模糊控制技术也日趋成熟,被人们广泛接受。模糊控制的优点很多,例如:模糊控制器设计简单,不需要依赖被控对象的精确数学模型;模糊规则用自然语言表述,易于被操作人员接受;模糊控制规则可以转换成数学函数,易与其他物理规律结合,便于用计算机软件实现;模糊控制抗干扰能力强,且响应快,对复杂的被控对象能有效控制,鲁棒性和适应性都易达到要求。模糊控制以其适应面广泛和易于普及等特点,成为智能控制领域最重要,最活跃和最实用的分支之一。目前,模糊控制已经在工业控制领域、经济系统、人文系统以及医学系统中解决了传统控制方法难以解决甚至无法解决的实际控制问题。本文正是基于光伏发电系统存在的处理复杂,外界不确定因素多等特点,将模糊控制理论应用于光伏发电最大功率跟踪系统中,跟踪系统最大功率工作点,提高光电转换效率,充分利用太阳能资源。 本文以光伏并网发电系统最大功率点跟踪为研究对象,将模糊控制理论应用于光伏并网系统最大功率跟踪控制中,从光伏阵列的原理和特性、光伏并网系统的结构设计、最大功率点跟踪的原理和模糊控制理论等方面进行详细的分析和探讨。本设计报告比较多种最大功率点跟踪控制技术,实现光伏并网发电系统的研究,根据其不同的优缺点,然后选用模糊控制方法来实现最大功率跟踪。通过对模糊论域、隶属度函数计算,制定处模糊规则,设计出模糊控制器。最后建立光伏并网发电系统仿真模型,并对仿真结果进行了分析。

基于单片机的智能路灯控制系统资料

包头轻工职业技术学院 专业论文 论文题目:基于单片机的智能路灯控制系统 学 号:_________________________ 作 者:_________________________ 专 业 名 称:_________________________ 2016年05月08日 闫昱隆 风力发电 13152123150292

包头轻工职业技术学院 论文题目: 作者:_________________________ 指 导 教 师: 单位: 单位: 论文提交日期:2016年 05月 08日 卢尚工 包头轻工职业技术学院 基于单片机的智能路灯控制系统 闫昱隆

包头轻工职业技术学院 摘要 设计了一个路灯自动控制系统,具有时控、光控相结合的路灯开关控制功能;以及路灯故障检测并显示故障路灯编号的功能。采用STC 89C51单片机作为核心控制部件;利用时钟芯片DS1302对路灯进行时控开关灯控制;由光敏器件完成环境光照度的采集与路灯故障检测,从而实现光控开关灯与故障路灯的编号显示。本系统 可以通过RS-232标准通信端口与路灯控制室的上位机进行通信。 关键词:STC 89C51单片机;时钟芯片DS1302;光敏器件

目录 摘要 .............................................................................................................................. - 3 -目录..................................................................................................................................... - 1 -1引言 ................................................................................................................................... - 2 -2系统硬件设计................................................................................................................... - 3 - 2.1 硬件设计.............................................................................................................. - 3 - 3.1 TCP/IP协议栈设计 .................................................................................................... - 5 -5致谢 ................................................................................................................................... - 6 -参考文献: .......................................................................................................................... - 7 -

酒店客房智能化控制系统设计方案

酒店客房智能化控制系统设计方案 北京威控科技发展有限公司 二零零八年一月

目录 一、系统的概况及需求分析 (2) 二、威控客房控制系统为酒店带来的经济效益 (2) 三、VC-RC1000系统简介 (3) 四、VC-RC1000系统特征............................................................................................ 错误!未定义书签。 4.1节能、节省配置、节约人力资源、延长设备使用寿命 .............................错误!未定义书签。 4.2更安全的保障.........................................................................................................错误!未定义书签。 4.3人性化的服务.........................................................................................................错误!未定义书签。 4.4全面提高酒店管理水平 .......................................................................................错误!未定义书签。 4.5高性能的成熟系统产品 .......................................................................................错误!未定义书签。 五、VC-RC1000系统优势............................................................................................ 错误!未定义书签。 5.1系统优势体现..........................................................................................................错误!未定义书签。 5.2威控客房控制器与其它厂家控制器的比较....................................................错误!未定义书签。 六、VC-RC1000系统的整体设计详述 ..................................................................... 错误!未定义书签。 6.1酒店客房控制系统的构建................................................................................错误!未定义书签。 6.2单客房系统设计构成及主要设备介绍..........................................................错误!未定义书签。 6.3通讯系统的结构及设备 (7) 6.3.1 系统通讯结构 (7) 6.3.2 系统通讯设备 (8) 6.4客房控制系统软件 (8) 6.4.1 最可靠的平台、最安全的技术保障 (9) 6.4.2 软件功能强大,满足不同客户需求 (9) 6.4.3 可靠性高 (11) 6.4.4 灵活通用,模块化结构 (11) 6.4.5 界面友好 (11) 七、系统运行模式及功能 (13) 7.1无人模式 (13) 7.2入住模式 (13) 7.3欢迎模式 (13) 7.4普通控制模式 (14) 7.5睡眠模式 (15) 7.6已租外出模式 (15) 7.7退房模式 (15) 7.8特别模式 (15) 八、VC-RC1000系统的实施步骤 (16) 附图一:RCU工作原理图 (17)

智能控制系统课程设计

目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一:有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)

有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故,给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此,及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识,联系实际,设计出一套有毒气体的检测电路,可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体,使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时,发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统,排出有毒气体,更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后,系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体,根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时,QM—N5检测到有毒气体,元件两极电阻变的很小,继电器开关闭合,使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号,驱动发光二极管间歇发光;同时LC179工作,驱使蜂鸣器间断发出声音;此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出,浓度低于气敏传感器所能感应的范围时,电路回复到自动检测状态。

智能节能路灯控制系统设计

河北机电职业技术学院毕业论文 题目智能节能路灯控制系统设计 系别电气工程系 专业电气自动化技术 姓名孟学文 指导教师刘成伟

目录 摘要 (3) 1 绪论 (4) 1.1 概述 (4) 2 方案论证与选择 (5) 2.1 智能路灯节能方案概述 (5) 2.2 智能路灯节能控制系统结构设计 (5) 2.3 可变电抗器 (6) 2.4 智能控制器 (8) 2.5 每只LED灯控制逻辑关系图 (8) 2.6 系统硬件总体划分 (8) 2.7 智能控制器总体设计 (8) 3 智能路灯节能控制系统各电路部分设计 (9) 3.1 环境光控制电路的设计 (9) 3.2 时钟电路 (12) 3.3 横流驱动电路 (14) 3.4 故障检测电路 (16) 3.5 电源电路的设计 (16) 3.6 报警电路的设计 (17) 4 控制部分设计 (18) 4.1 单片机系统介绍 (18) 4.2 整个系统的控制流程 (19) 4.3 显示装置流程图 (20) 总结与展望 (21) 总结 (21) 展望 (21) 参考文献 (22) 附图 (23)

智能路灯节能控制系统设计 杨亮亮 (安徽工业大学工学院农业电气化与自动化07级) 摘要:随着我国经济的快速发展,电力消费也随之快速地增长。电力资源已成为紧缺资源。如何节能降耗已成为近年来研究的热点课题。 本文研究的智能路灯节能控制系统是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗 而开发的基于单片机的新型节能控制系统,集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调 压控制于一体。智能路灯节能控制系统将晶闸管功率变换单元和智能控制系统相结合,利 用可变电抗器隔离高压和低压,将可变电抗器的一次绕组(高压)与路灯相串联,将二次绕 组与晶闸管和具有模糊控制算法的控制系统相联,通过改变其低压绕组上的电压来控制高 压绕组上电压的变化,从而达到改变路灯端电压的效果,以实现路灯的软起动和调压节 能。 本文对基于单片机的智能路灯节能控制系统进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的构思、设计方案,介绍了该装置的系统设计、工作原理,详细分析了以89C51为主控单元的硬件电路设计,以及电气连接。 关键词:单片机、智能路灯 Abstract: with the rapid development of our economy, electricity consumption is subsequently fast growth. Electric power resource has become shortage resources. How to energy consumption has become the hot topic research in recent years. This paper studies of intelligent street lamp energy saving control system is aiming at existing in urban lighting on the huge energy consumption and development based on SCM system, set the new energy-saving control voltage control, soft starter to function, the automatic starting and stopping, intelligent pressure regulating control in one body. Intelligent street lamp energy saving control systems will be thyristor power changing unit and intelligent control system by combining, high voltage and low voltage variable reactor isolation, a winding variable reactor (HVT) and street lamp in series, will be secondary windings and thyristor and fuzzy control algorithm with associated the control system by changing its low voltage to control

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