基于Zigbee的智能灯光控制系统设计毕业设计论文

基于Zigbee的智能灯光控制系统设计毕业设计论文
基于Zigbee的智能灯光控制系统设计毕业设计论文

本科生毕业设计(论文)

题目:基于Zigbee的智能灯光

控制系统设计

学院:电气工程与自动化学院

专业:电气工程与自动化(自动化方向)

摘要

在现代社会,自动化与智能程度不断提高的今天,家居智能管理必然是人们今后的唯一选择。本文主要研究对象为家庭的照明,在通过比较传统照明方式,研究目前较应用的照明控制中发现家庭照明中往往存在一些致命的问题,如照明控制方式落后,甚至很大程度都还是采用机械开关,安全系数低,舒适性差,布线复杂等。由于这些控制方式上的不足,极大的造成能源的浪费,甚至在控制的误区里出现室内无人,却灯火通明的现象。针对这些不足,需要对控制做一个进一步的研究与开发。

本文较全面的研究了传统照明、现代照明的特点,通过比较得出优缺点,提出一种基于Zigbee的无线智能控制方案,即采用两块Zigbee功能板,一块导入光敏传感器和热释红外传感器,用作信号发射,另一块接入继电器模块,接收信号并控制灯光亮灭。在这种控制方式下,只有室内有人,且光线不足时才点亮所需灯光,而在室内无人,光线不足的情况下,灯不亮,采用这样的控制方式能很好解决误开断和能源浪费的问题。论文中详细介绍了整个控制系统的功能和控制策略,软件程序设计包括LED灯初始化、光敏传感器初始化、PIR传感器初始化、协议栈初始化,串口通讯等。

最后,在模拟实际环境下,测试可行性与性能。实验证明,采用Zigbee无线控制能有很好的控制效果,并且可以显著提高节能效果,改善“无人灯亮”的问题。

关键词:Zigbee,光敏传感器,热释红外传感器,节能

Abstract

With the improvement of the automation and intelligence in the modern society, home intelligent management inevitably becomes the only option for people in the future. By comparing the traditional lighting, this paper discovers some fatal problems on the control of home lighting, such as backward way of lighting control, namely, mechanical switch, which has low coefficient of safety, poor comfortablity and complex wiring. These shortages result in great waste of energy as well as nobody appears but brightly lighted in mistaken area. In order to make up these deficiencies, it needs to make a further research on the control system.

This paper has made a comprehensive study on the characteristics of traditional lighting and modern lighting by comparing the advantages and disadvantages and has put forward a wireless intelligent control scheme based on Zigbee, which use two pieces of Zigbee function board: one worked as a signal emission, conducting the photosensitive sensor and pyroelectric infrared sensor; the other connected to the relay module receives the signal and controls the lights. Under this kind of control mode, only when the interior has people with insufficient light will the light lights. Otherwise it won’t. T his control method can well solve the problem of open circuit by mistake and energy waste. This paper details the function of control system, control strategy and software design including the LED lights initialization, light sensor initialization, PIR sensor initialization, protocol stack initialization and serial communication, etc..

Finally, this paper tests the feasibility and performance in a simulated environment. The result shows that Zigbee wireless control not only has a good control effect, but also significantly improve the effect of energy saving and improve the problem of lighting up while there is nobody.

目录

摘要......................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................. II 第1章绪论. (1)

1.1 基于Zigbee灯光控制系统研究的背景 (1)

1.2 现有灯光控制方案 (2)

1.2.1 传统灯光控制 (2)

1.2.2 声控有线自动控制 (2)

1.2.3 光强无线灯光控制 (2)

1.3 方案比较 (2)

1.3.1 传统灯光控制方式 (2)

1.3.2 声控有线自动控制 (3)

1.3.3 光强无线灯光控制 (3)

1.4 本文设计方案 (3)

1.4.1 Zigbee无线智能控制 (3)

1.4.2 Zigbee控制方案优势 (3)

1.4.3 Zigbee控制研究意义 (4)

第2章Zigbee简介 (5)

2.1 Zigbee介绍 (5)

2.2 CC2530 (5)

2.3 基于CC2530实验板 (6)

2.4 光敏传感器 (8)

2.5 热释电红外线传感器 (9)

第3章Zigbee无线智能灯光控制 (11)

3.1 Zigbee无线控制结构 (11)

3.2 设计说明 (11)

3.3 系统软件的实现 (13)

3.3.1 开发环境介绍 (13)

3.3.2 系统初始化 (14)

第4章硬件仿真结果分析 (19)

4.1 硬件仿真调试内容 (19)

4.2 调试结果分析 (19)

4.2.1 模拟环境中,光照不足,但是有人的情景 (19)

4.2.2 模拟环境中,光照不足且无人员 (20)

4.2.3 模拟环境中光照充足,但没有人员 (21)

4.2.4 模拟环境中光照充足,且有人员经过 (21)

4.3 创新点及应用 (21)

4.3.1 创新点: (21)

4.3.2 应用: (21)

4.4 存在的不足 (22)

第5章总结 (22)

5.1 工作内容 (22)

5.2 展望 (23)

参考文献 (25)

致谢 (26)

第1章绪论

1.1基于Zigbee灯光控制系统研究的背景

随着电子技术的高速进步,社会经济的不断发展,人们的生活质量也不断的提高,生活节奏的不断加快。信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时,也对传统的灯光控制系统提出了挑战。单纯的物理意义上的生存空间已不仅局限为传统灯光与自然光的结合,而更多的是一个安全性、舒适、方便、廉价的生活环境。再结合完备的信息终端、先进的通讯设备、自动化和智能化的家用电器,使之成为更加的便捷与舒适。这种现代的家居灯光设计理念已形成一个便捷化、高效化与智能化的趋势,灯光设备的高度智能化已经成为一种强烈的消费需求[1]。同时在科学技术的快速发展的推动下,实现这种需求已经不再是天方夜谭。由于电子技术的进步,灯光产品已与计算机、网络通信技术紧密地结合在一起,智能化的家用电子电器产品应运而生,智能灯光系统越来越得到人们的重视,使得家居智能化势在必然。

另外,在灯光控制领域,人们已经不满足于单纯的提供亮度这一功能,而是面向系统控制方式的灵活、高效和视觉上的美感发展。显然,传统的灯光控制系统已经不能满足现代化的控制需求。如何节约能源,提高灯光控制系统的有效管理水平,是目前急需解决的课题。当前,在灯光控制领域,普遍存在能源利用率低的问题。特别是子夜过后,对灯光的要求很低,可以适当对相应灯光进行控制,以避免能源浪费。以街灯为例,子夜过后,街道上的车辆和行人相对较少,街灯没有必要全部打开,可以适当关闭部分路灯,以前采用人工控制的方式对灯光进行管理控制。但是,由于传统灯光控制方式在控制上功能相对分散和无法实现有效管理,既浪费人力、操作繁琐且各时间段街灯关闭时间不准,人为因素影响太大,并不能对灯光进行灵活,有效的控制管理[2]。后来又采用设置光电控制电路,利用光敏电阻器件的变化,控制街灯在晚上天黑之后自动点亮,早上天亮之后自动关闭。这种方法存在可靠性低、易受外界干扰、后半夜灯光照明浪费能源,也不能对灯光实行有效的节能控制[2]。针对传统灯光控制系统所存在的问题,基于Zigbee的无线网络技术正在悄然兴起。

1.2现有灯光控制方案

1.2.1传统灯光控制

即在建筑照明中,照明灯需要通过电线与机械开关连接,形成照明控制的开关电路,然后才能使用开光控制照明灯;而对于实现不同的照明灯光控制效果,也需要通过设计或者改变开光电路的接法来达成。完成照明灯光控制所需的必要条件是:照明灯、供电回路、控制回路、人工操作。少其一项,都无法实现照明控制。

1.2.2声控有线自动控制

这是一种声控电子照明装置,由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。是一种操作简便、灵活、抗干扰能力较强,控制灵敏的声控灯,当附近有人经过发出声音时,声控灯由话筒传入,并经过功率放大使电路接通,从而实现灯的智能控制。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成[18]。

1.2.3光强无线灯光控制

根据外界灯光强弱,通过光敏传感器将信号反馈回中央处理器,并根据内置程序通过红外线,蓝牙等技术发送到信号接收端进而控制灯的开断,从而实现无线灯光智能控制。

1.3方案比较

1.3.1传统灯光控制方式

成本低廉,能充分满足家庭内不同年龄、不同职业、不同习惯的家庭成员及访客的操作需求;不会因为局部智能设备的临时故障,导致不能实现控制的尴尬。但其铺设复杂,使用电路较多,对电线的使用也较多,为了实现复杂的照明控制,通常需要更多的机械开关。这就导致了材料浪费问题。其次,传统的照明控制需要人工控制,这就必然出现能源浪费的问题。不符合现代节能减排理念的要求。此外,传统照明系统的检修工作也较为复杂。由于线路繁多,检修工作不易进行,

往往因为一个小问题而耗时耗力。现代化节奏上,传统灯光控制不仅不能很好的控制灯光亮度,而且在开断瞬间会有火花,存在安全隐患。

1.3.2声控有线自动控制

智能化程度较高,控制方式接近全自动化。但抗干扰能力依然有所有不足,声控开关干扰因素较多,如风大时声大,误接通;人在室内无声时又自动关断,一定程度上带来很大的不便。另外采有有线的布线方式,影响环境美观,布线复杂,维修工作量大。

1.3.3光强无线灯光控制

此控制方式设备简单、价格低廉,很容易推广。而且现有的家电通常具有红外线遥控功能,只需稍加改造就能很容易融入到智能家居控制网络中。但信号发射通过红外线,蓝牙传媒介质,无热释电红外线传感器够成回路。容易造成室内无人却灯火通明的现象,极大的造成能源的浪费。另外红外线波长在760nm 和400um之间,由于波长短,对障碍物的衍射能差,要求控制器与接收器之间必须达到可视,并且通信角度不能大于35,通信距离短通常最大不超过10m。这些条件使得它不便于大范围组建家庭通信网络。

1.4本文设计方案

1.4.1Zigbee无线智能控制

Zigbee无线智能灯光控制系统由无线灯节点接收端和无线传感器发射端组成。每个Zigbee功能板内部都集成了无线收发的功能。灯节点由PCB 天线模块,CC2530 模块,灯驱动继电器模块,灯电路模块以及传感器模块组成。PCB 天线模块及CC2530 内部的无线收发器负责与其他的节点进行无线通信。CC2530 模块负责接收,处理其他节点发送过来的数据,并且发送给灯具节点的数据,灯驱动模块负责驱动灯模块,实现灯的亮灭等功能。

1.4.2Zigbee控制方案优势

现有方案中只采用光敏电阻或者光照度传感器的话,虽然可以在光照度较弱的情况下开启灯光,但由于没有考虑到是否有人的情况,非常容易造成“无人灯亮”的浪费。即便是辅助以时间段控制,也不能够很好地根据室内部的人数来调节灯光的强弱和开启的数量,合理达到节能减排的目的。

而本文采用的传感器电路由光敏传感器和热释电红外线传感器组成,两种传感器,双线程控制灯光,提高照明控制的智能化程度,可以根据不同场合在不同时段中不同的情景需求,准确、人性化地提供灯光节能策略。很好的解决室内无人却灯火通明的不足。采用无线控制方式,可以极大的摆脱空间上的束缚,传统意义上的有线布线不仅浪费很多的有效空间,而且影响室内美观,而采用套管内墙布线在一定程度上克服美观性问题,但布线方式复杂且线路一旦出现问题,维修难度极高。而Zigbee无线控制方式能很好的解决传统照明方式的不足,由于其设备简单、价格低廉,很容易在广大家庭中推广。

1.4.3Zigbee控制研究意义

1,提高照明光环境质量。推行可持续发展的策略,节约能源,维护管理方便,真正实现绿色照明。

2,体现以人为本的照明控制思想,根据人们的行为模式和住宅光环境决定照明的控制思想,创造一个个性化、艺术化、舒适、高雅的家庭光环境。

3,构成智能建筑系统的一部分。智能照明控制系统可以独立运行,实现对光环境的合理控制;同时,其具有通信功能以及可扩展性,可把住宅智能照明系统作为住宅的子系统,并与家居自动控制系统,电视,多媒体,探测,警报系统共同构成家庭智能化网络系统。

第2章Zigbee简介

2.1Zigbee介绍

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。使用Zigbee协议可以建立一套无线通信系统,这种无线通信系统功耗极低,且技术结构较为简单清晰,建造成本低,但是这种系统只能在有限的空间范围之内进行通信[4]。无线通信系统适合用于设计开发智能控制系统和无线传感网络,可以结合使用各种功能的传感器等设备。简而言之,ZigBee就是一种低成本、低功耗但极富开发意义的有现代特色的无线组网通信技术[4]。

利用Zigbee协议可以一个无线数据传输网络,网络可以由多达65000个的无线数据传输模块组成。无线传输网络内,每一个传输模块都有其相应的地址,利用Zigee协议中的通讯协议,可以使每个传输模块之间相互通信。还能使用点播,组播协议,对一部分传输模块的进行加密,保证数据仅传输到制定地址的模块上,功能相当强大。

Zigbee无线数据传输网络目前主要是用于工业之中,在工业自动化的无线数据传输模块中起到了相当重要的作用。由于在工业现场中使用,无线数据传输网络具有安装简单,使用方便,可靠性高,低成本等特点[5]。每个ZigBee网络节点本身就可以作为感应终端,在感应终端上安装传感器来实现检测数据的无线传输,还可以成为协调器来接收并转发别的网络节点传过来的数据。除此之外,每一个Zigbee节点还可在其信号所及的范围内,和其他不需进行数据中转工作的单独网络节点进行无线对接。

Zigbee成本低廉,功能完备全面,十分符合课题研究的需求。因此,在进行多方比较和研究分析后,本课题最终确定使用Zigbee协议栈,建立无线传感网络,并将此无线传感网络用于设计方案之中,作为区别于传统照明控制回路的控制方式和数据传输方式。

2.2 CC2530

CC2530 ,是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能,业界标准的增强型8051

CPU,系统内可编程闪存,8-KB RAM 和许多其他强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本:CC2530F32/64/128/256,分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗[6]。功能引脚图如图2-2所示。

CC2530F256 结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈(Z-Stack),提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。

CC2530F64 结合了德州仪器的黄金单元RemoTI,更好地提供了一个强大和完整的ZigBee RF4CE 远程控制解决方案。

图2-2 CC2530功能引脚图

2.3基于CC2530实验板

本课题经过深入研究分析现有照明控制方案后,结合Zigbee无线数据传输技术,设计出一套基于光照传感器和热释电红外传感器的无线传感照明控制方案。而要验证该方案的可行性,必须设计一套硬件实验对方案中的各部分功能进行模拟。这套硬件实验,就需要在CC2530开发板上完成。实验用开发板如图2-3所示。

图2-3 CC2530实验板

本实验中所用到的CC2530开发板功能如下:

(1)4色LED

4色LED由左至右分别为蓝、橙、红、绿。对应编号为LED4、3、2、1。四色LED的IO口为:LED4--P0.1、LED3--P1.4、LED2--P1.1、LED1--P1.0。在Zigbee 协议栈将其中任一IO口置1,就能使其对应编号的LED灯亮起。P0.1口的LED4可与光敏座联动,当插入光敏电阻后,LED4就能根据光敏电阻检测的光照程度自动调整亮度。P1.4口同时也与继电器口互通,控制P1.4口就可以同时控制LED3以及继电器的通断。

(2)人体红外座

人体红外座上可插入红外传感器。本课题中设计的硬件实验所需PIR传感器就需要在此座插入。人体红外座对应IO口为P0.5默认高电平也即是有人状态。

(3)光敏插座

光敏插座与LED4共用一个IO口,P0.1。当插入光敏电阻后,LED4就能根据光敏电阻检测的光照程度自动调整亮度。

(4)USB供电串口

在进行实验时,共需用三块CC2530节点,实验时,需在供电串口处连接USB线与电脑相接为其供电,如此CC2530节点才能工作。

(4)电源切换开关

为体现无线传输功能,实验中选协调器端作为电池供电,不需用USB线供电,此时,按下电源切换开关即可实现。

(5)复位按键

对CC2530节点进行初始化的按键,一般捎入程序后需要按动此键。

(6)Debug口

仿真驱动器插入此口后,可与电脑连接并捎入程序。此口也可以作为供电用。

2.4光敏传感器

随着现代电测技术飞速发展和完善,各种功能的传感器层出不穷。而在众多种类的传感器中,运用较为普遍的就是光敏传感器。光敏传感器对非电量检测和智能、节能控制系统有着较为重要意义,其在各种照明控制工程或监测工作中都被广泛使用[7]。最简单的光敏传感器就是光敏电阻。而本课题中,所使用的光敏元件也是光敏电阻。

光敏电阻又称光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降[8]。

通常,光敏电阻器都制成薄片结构,以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时,半导体片(光敏层)内就激发出电子—空穴对,参与导电,使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度,光敏电阻的电极常采用梳状图案,它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的[8]。光敏电阻的结构图如图2-4所示。

光明传感器的工作原理是:利用光敏元件,将所检测到的光信号,可以使照度信息,也可以是光照强度信息等这些非电量,转换为电量,也就是电信号的形式,具体应用在本课题中,其电信号的值有两种情况,1或0。

本课题中需要使用光敏电阻进行室内光照信息检测。若室内光照强度不足,则光敏电阻将输出值为1的信号。

图2-4 光敏电阻结构图

光敏传感器敏感波长在可见光波长附近,包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测,它还可以作为探测元件组成其他传感器,对许多非电量进行检测,只要将这些非电量转换为电信号的变化即可。当光子冲击接合处就会产生电流,使其接通,转化成所需的电信号。

2.5热释电红外线传感器

热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离,一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜,该透镜用透明塑料制成,将透镜的上、下两部分各分成若干等份,制成一种具有特殊光学系统的透镜,它和放大电路相配合,可将信号放大70分贝以上,这样就可以测出10~20米范围内人的行动[9]。

热释电红外传感器在结构上引入场效应管,其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。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。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片,并在它的两面镀上金属电极,然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的,因此极化后的探测元也是有正、负极性的。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起,目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射,热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后

加至两个探测元上,从而使传感器输出电压信号[10]。

如今,热释电红外传感器已被广泛运用于许多方面的解决方案之中。例如:过道、走廊的照明灯光控制、私人车库照明、超市等。究其原因,除了其价便宜,成本较低外,还因为其功能实用度高,较为符合实际需求等原因。热释电红外传感器在照明系统控制、运动检测、安防监控中都有着不可替代的地位。

本课题中设计的实验需要采用热释电红外传感器中的无源红外传感器(PIR 传感器),如图2-5所示。

图2-5

PIR传感器

第3章Zigbee无线智能灯光控制

3.1 Zigbee无线控制结构

采用树状簇型结构,整体结构布局及组网方式如图3-1所示。

图3-1

3.2设计说明

传感器电路由光敏传感器和热释电红外线传感器组成,两种传感器,双线程控制灯光,提高照明控制的智能化程度,可以根据不同场合在不同时段中不同的情景需求,准确、人性化地提供灯光节能策略。很好的解决传统照明系统中单传感器的不足,如室内无人却灯火通明。采用两块PCB进行无线传输控制,可以极大的摆脱空间上的束缚,有效的解决有线布线方式浪费意象派,影响室内美观,维修难度高的问题。Zigbee无线控制方式仅用两块功能板,功能板上集成了

相关的光敏传感器和热释电红外线传感器并有继电器外接端口。一块功能板用作信号发送,另一块用作信号接收。

本课题设计的照明系统控制的流程,首先由光照强度采集和室内人员采集开始。当系统启动时,光敏传感器和热释电红外传感器同时运作,将检测得到的光照度和人员信息以电信号形式,发送给终端CC2530芯片。CC2530接收信号后,根据设计过程中捎写的程序,完成控制指令的判断,并输出控制指令。而后就是本设计中的特色环节,无线传感网络的建立。通过对Zigee协议栈的编写和运用,建立点对点无线传输网络。而后,终端输出的控制指令通过无线传输,传输给接收端的CC2530芯片。协调器CC2530芯片根据设计过程中捎写的接收端指令处理函数,判断执行何种指令并输出相应的执行命令,而与接收端相连的LED就能做出正确的反映。

当传感器检测到的信号发生变化时,终端CC2530可以立刻接收并进行判断,按照上文所述的途径,完成新的指令传输,接收端也能立刻对接收指令做出相应的执行操作。根据设置状态扫描间隔时间,可以有效防止信号干扰,和无用的信号判断。

本课题设计的照明控制系统实现流程如图3-2所示。

图3-2 系统运行流程图

具体实现过程包括:

(1)光敏终端检测到光照强度信息,若环境中光照强度不足,则光敏传感器对应IO口的值为1,终端将发送的光照信息数据包内容也为1。红外传感终端检测室内人员情况,若室内有人,红外信息输出值为1,无人则输出值为0.

(2)接收端分别接收光敏终端信息以及红外传感终端信息,即终端所发送出的数据包,并提取数据包中的内容。该部分为无线数据传输部分,通过对开发板编写Zigbee点对点无线通讯协议,设置终端以及协调器的地址,并保证终端所发送数据仅能发送到指定地址的协调器,消除了在多个协调器情况下的信号误传问题以及干扰问题。

(3)进行环境判断。接收端对数据包内容进行逻辑判断,当且仅当两个数据包内容且为1时,也就是说当前环境状态为光照不足但室内有人的情况,协调器上继电器开通,继电器通电指示灯亮起。若判断出的环境状态不是光照不足且室内有人的状态,则继电器保持断开,指示灯不亮。

当系统开启后,整个系统处于一个循环运作过程中,通过对Zigbee协议栈的编写,可以改变对传感器信息的采集时间,以此消除环境中干扰信号的影响。

3.3系统软件的实现

3.3.1开发环境介绍

IAR Embedded Workbench是一个非常有效的集成开发环境(IDE),它使用户充分有效地开发并管理嵌入式应用工程。作为一个开发平台,它具备任何在用户每天的工作地方所想要的特性。

IAR Embedded Workbench 提供一个框架,任何可用的工具都可以完整地嵌入其中,这些工具包括:高度优化的IAR A VR C/C++编译器; A VR IAR汇编器;通用IAR XLINK Linker IAR XAR库创建器和 IAR XLIB Librarian 一个强大的编辑器;一个工程管理器;IAR C-SPYTM调试器,一个具有世界先进水平的高级语言调试器。嵌入式IAR Embedded Workbench适用于大量8位、16位以及32位的微处理器和微控制器,使用户在开发新的项目时也能在所熟悉的开发环境中进行。它为用户提供一个易学和具有最大量代码继承能力的开发环境,以及对大多数和特殊目标的支持。嵌入式IAR Embedded Workbench有效提高用户的工作效

率,通过IAR工具,用户可以大大节省工作时间。图3-3为IAR Embedded Workbench软件界面。

图3-3 IAR Embedded Workbench软件界面

3.3.2系统初始化

完成对单片机中的各模块包括外设的相应控制寄存器中写入正确的数据,设定各部分的工作方式。系统初始化主要包括LED初始化、USART(串口通讯)、光敏传感器和I/O(一般输入输出端口)等的操作,设置相应的寄存器。

本课题所设计系统需要使用两个Zigbee模块进行模拟实验。两个模块分别设计捎写不同的Zigbee协议栈语句。

(1)光敏传感器终端代码

本段代码能够实现对光敏传感器所检测光信号的采集以及光照信息的无线传输。

首先,光敏传感器对光照度进行检测,检测信号将以电信号形式发给CC2530,之后经过此段代码,进行环境判断,并输出判断结果信息至协调器,

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…………………………………………………………………………………………..

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The classroom lighting intelligent control system Ma ke Qin Abstract With the rapid development of society and the energy consumption, in order to effectively use the classroom lighting, saving energy, using single-chip microcomputer as a control core of the classroom light intelligent control system, can according to the school calendar, illumination condition automatically adjusts the classroom lights on or off.The system has good man-machine interface, can the classroom light intelligent control. This system is partially written using C language, modular structure design, clear, good commonality, is advantageous for the improvement and expansion. The system has small volume, convenient control, high reliability, the pertinence, higher cost performance can meet the requirements of classroom lighting control all kinds of large, secondary technical schools, can greatly to achieve energy saving. Key Words:infrared ;The sensor ;Single chip microcomputer

基于ZigBee的温度监控系统毕业设计

基于ZigBee的温度监控 系统毕业设计 一、zigbee应用 有了ZigBee的一些技术优势,也谈到了不足之处,目前有些说法把它跟其它他 的无线技术,如Wi-Fi、Bluetooth、RFID、NFC等等进行类比,说某种技术不如另 一种,甚至说某种技术要取代另一种,这样的说法是片面的。作为一种低速率的短距 离无线通信技术,ZigBee有其自身的特点,因此应该有为它量身定做的应用,尽管 在某些应用方面可能和其他技术重叠。下面就来简单看看ZigBee可能的一些应用, 包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用。 二、系统总体设计 1.系统总体方案 Zigbee的主要优势是低功耗和组网,网络的组建是zigbee不同于其他无线协议 的主要优势所在,一个网络的组建形式决定了整个系统能否畅通,顺利的工作,因此 选择合理的网络结构是非常重要的。 为了实现任意无线节点之间都可以传递信息的目标,在串状连接方式的基础上又 发展了网状连接方式。网状连接方式又称为点到点到点(point-to-point-topoint)方式,它与传统的点到多点连接方式最大的不同是,网状连接方式中的每一个节点都 有无线微处理器,所以无需无线路由器就可以实现与另一节点之间的互连。由于这个 新的网络特征,每个无线节点不仅可以收发信息,还可以自动转发信息到网络中的其 他任意节点。 由于网状连接方式中每个节点的智能化,所以,当网络中任一节点故障时,附近 的无线节点会代替该故障的节点,继续进行信息的传输和转发,从而大大提高了系统 可靠性。同时,由于任意无线节点之间通过无线连接就如接力赛跑一样,信息可以通 过无线节点组成的网络传输到更远的地方。 网状结构如下图

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

基于单片机的照明控制系统-开题报告

毕业设计(论文)开题报告 理工类 题目:基于单片机的灯光照明控制系统 学院:电子工程学院 专业班级:DZ电子101 学生姓名:张宏伟学号:2012140023 指导教师:韩晓春 2014年3月8日

淮海工学院毕业设计(论文)开题报告 1.课题研究的意义,国内外研究现状、水平和发展趋势 (1)课题的研究目的与意义: 随着时代的不断发展,国民经济的快速提高,尤其是地产行业的高歌猛进,国内智能照明行业迅速发展,能源问题日益险峻,尽管我们的国土面积大,但人口数量庞大,能源相对短缺,而且我们对能源的浪费相对严重,已经制约了我国的经济的可持续发展。在建筑物中,电能的消耗占百分之六十至百分之九十左右,其中照明的占用量是总电量的百分之十至百分之十二,并且按照预测,随着建筑物保温隔热性能的提高以及其他供暖以及供冷措施的利用,照明用电占用比例还会上升,因此,涌现出了各种技术类型的厂家,市场上也出现了各种类型,别具特色的智能开关产品,智能照明系统也应运而生。 智能照明是指利用计算机、无线通讯数据传输、扩频电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电器控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥讯控制系统,来实现对照明设备的智能化控制。具有灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能;并达到安全、节能、舒适、高效的特点。智能照明系统其独特的特性,迎合了人们绿色、环保、节能,智能化生活的观念。与核心控制器相结合,可实现如全自动调光,自然光源的充分利用,照度的一致性,光环境场景智能转换,节能,延长光源寿命等功能,与其功能相适应的是其广阔的应用环境,无论在交通路灯的控制,还是办公大楼照明的控制,或是家居生活中都能发现它的身影。在家居领域中能为人们提供舒适的生活空间;在办公领域,在节能中提高效率;在公共设施领域中绿色安全环保。该选题的意义在于迎合当前社会的发展趋势,绿色节能,开发出一个即节能,又不影响人们正常生活的智能照明控制系统,实现节能与智能控制的合二为一[1]。 研究灯光控制系统的目的在于加强了照明的自动化控制,系统最大的特点是场景控制,在同一室内可有多路照明回路,对每一回路亮度调整后达到某种灯光气氛称为场景;可预先设置不同的场景(营造出不同的灯光环境),切换场景时的淡入淡出时间,使灯光柔和变化。时钟控制,利用时钟控制器,使灯光呈现按每天的日出日落或有时间规律的变化。利用各种传感器及遥控器达到对灯光的自动控制。 研究灯光控制系统的目的在于美化环境,室内照明利用场景变化增加环境艺术效果,产生立体感、层次感,营造出舒适的环境,有利人们的身心健康,提高工作效率。 研究灯光控制系统的目的在于延长灯具寿命,影响灯具寿命的主要因素主要有过电压使用和冷态冲击,它们使灯具寿命大大降低。LT系列智能调光器具有输出限压保护功能:即当电网电压超过额定电压220V后调光器自动调节输出在220V以内。当灯泡冷态接电瞬间会产生额定电流5-10倍的冲击电流,大大影响灯具寿命。智能调光控制系统采用缓开启及淡入淡出调光控制,可避免对灯具的冷态冲击,延长灯具寿命。系统

智能灯光控制系统

. 测量与控制系统课程设计 题目基于单片机智能灯光控制系统姓名 学号 专业 年级 指导教师 实验教室 机械工程学院 2018年 12 月 20 日

目录 摘要 (2) ................................................... 错误!未定义书签。 1 绪论 (3) 1.2课题现状 (3) 1.3课题意义 (3) 2 总体方案设计 (4) 2.1热释电传感器的简介 (5) 2.1.1信号采集处理模块 (7) 2.2 光检测电路设计 (9) 2.3 单片机部分 (9) 2.3.1STC89C52单片机简介 (9) 2.3.2单片机的引脚功能描述 (10) 2.3.3单片机的时钟电路与复位电路设计 (11) 2.3.4 单片机最小系统 (12) 2.5 电源模块 (13) 3 软件的程序实现 (14) 3.1软件设计语言的选择 (14) 4 硬件调试和遇到的问题以及本人任务分工进行情况 (15) 5 电路的调试 (15) 6 总结评价与心得体会 (16) 参考文献 ........................................... 错误!未定义书签。附件一:总体原理图设计 . (17) 附件二:元器件清单 (17) 附件三:程序源代码 (18) 1

摘要 随着现在社会的发展,时代进步,高新技术的快速融入,人们的生活发生了巨大的改变,人们置购了大量高新技术的产品,许多高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律。 智能灯光控制系统由单片机最小系统、人体感应模块、关照强度模块、灯光控制模块、电源模块和灯泡组成。本文以STC89C52单片机为核心,通过利用光照度和红外人体感应相结合主动与被动的探测方法,现了室内无人或者关照充足时灯光自动光灯,有人到来且光照不足时自动开启灯光。当人们进入家门或走出公寓,楼道灯延时一分钟后会自动熄灭。在白天,即使有人走过时,灯也不会亮,可以达到节能的目的。 关键词:人体感应、智能灯光控制、光强度检测 2

医院智能照明控制系统方案

医院 智能照明控制系统建议方案 1、系统概述 “节能、智能科技与美学,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。 随着人们财富的积累,生活水平的不断提高,对健康越来越重视。人们在生病时不但要求有好的医生和好的治疗,也要求有好的治疗环境。国家投入巨资进行医院的建设与改造。伴随医疗改革的推进,医院面临激烈的竞争。医院除了提高诊治水平和医德医风外,还需提高病人一个温馨的医疗环境,良好的医疗服务。 2、系统功能和优点 智能照明控制系统在医院中应用的功能和优点:

1、实现照明控制智能化 采用智能照明控制系统后,可使照明系统工作在全自动状态,系统将按预先设置切换若干基本工作状态,根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。当夜幕降临时,系统将自动进入“傍晚”工作状态,自动地极其缓慢地调亮各区域的灯光。 此外,还可用手动可编程控制面板,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,随意改变各区域的光照度。 2、节约能源,降低医院运营费用 约能源和降低运行费用是当今社会的主题。随着社会经济的快速发展,人民生活水平和医疗水平的不断提高,人们对医院的现代化水平和环境要求越来越高,医院的电能消耗也越来越大,节能已成为各医院关注的一个问题。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,从而大大降低了医院的能耗。 3、美化环境 好的灯光设计不仅可以为医院营造出一种温馨、舒适的环境,提高医护人员的工作效率,也能为病人提供一个舒适的环境,减少病人的病痛。利用灯光的颜色、投射方式和不同的明暗亮度可创造出立体感、层次感,给病人一种艺术欣赏感。 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效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压,使灯具不会因上述原因而过早损坏。还可通过系统人为地确定电压限制,提高灯具寿命。智能照明控制系统采用了软启动和软关断技术,避免了灯丝的热冲击,使灯具寿命进一步得到延长。 智能照明控制系统能成功地延长灯具寿命2-4倍。不仅节省大量灯具,而且大大减少更换灯具的工作量,有效地降低了照明系统的运行费用,对于难安装区域的灯具及昂

快思聪灯光智能照明控制系统方案

快思聪灯光控制系统 设计方案

一、系统概述 现代化的建筑对照明的要求越来越高,不仅要求提供舒适、绿色的光照,同 时不同的场合需要不同的照明环境。 传统的照明控制一般采用开关手动控制,对于上述要求很难实现,而且线路十分复杂,操作非常繁琐。随着用户要求的提高和技术的进步,传统的照明控制由于许多问题无法解决而逐步被智能照明控制取代,这已成为一种趋势。 快思聪以其绝佳的地理环境位置、一流的软硬件设施、高档的服务吸引五湖四海的贵宾、商务人士。快思聪按照二十一世纪商务快思聪标准,不仅在建筑结构、配套设施、装潢布局达到国内领先水平,同时在设备控制、计算机网络通讯、智能灯光控制、现代化商务快思聪管理达到国际水准。为了满足快思聪内大堂、会客厅、贵宾餐厅、酒吧、走廊等不同使用功能区域对照明环境的需求,营造特殊的灯光环境气氛,使各区域使用功能发挥的淋漓尽致,拟采用智能照明控制系统。 因此,我司凭借以往的工程经验,设计采用智能照明控制系统,对不同区域、不同使用功能的照明通过智能化照明控制系统营造有层次、变化的灯光环境、美化生活;减少人力工作疏忽,节约能源和人力资源;降低人力工作强度,增强控制的灵活性和可靠性。 二、设计依据 ●《民用电气设计规范》 JGJ/T16-92 ●《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 GYJ1253-88 ●《民用建筑照明标准规范》 GBJ133-90 ●《智能建筑评估标准》 DG/TJ08-602-2001 J10105-2001 ●强电厂家提供灯光控制图纸 三、设计目的 通过智能化照明控制,给快思聪各功能区域以焕然一新的风格! 智能化照明控制技术是计算机技术、通讯技术、控制技术相结合、相渗透的 产物,是现代高新技术的结晶。与以往的照明控制相比,它从人工控制、单机控制过渡到整体性控制,从普通开关过渡到智能化开关,其最突出的特点是能够预置场景的变化,不同的照明回路强度组合形成不同的“场景”,场景可预置并存储在控制器里,调用时只需按一键就能选择场景和通过预设的程序自动变换场景(可按时顺序、时间、事件等),操作十分方便。就像人们通常在舞台上看到变化的灯光环境一样,在日常生活和工作的空间中营造有层

智能照明控制系统

一、智能照明控制系统设计的基本步骤 1. 智能照明控制系统设计过程简述 照明控制系统配置设计一般都在灯光设计和照明电气部份设计之后进行的,根据业主的要求结合灯光设计图及电气设计图进行系统配置。 2.智能照明控制系统设计基本步骤和方法 第一步核对照明回路中的灯具和光源性质,进行整理。 1)每条照明回路上的光源应当是同一类型的光源,不要将不同类型的光源如白炽灯,日光灯,充气灯混在一个回路内。 2)分清照明回路性质是应急供电还是普通供电。 3)每条照明回路的最大负载功率应符合调光控制器或开关控制器允许的额定负载容量,不应超载运行。

4)根据灯光设计师对照明场景的要求,对照明回路划分进行审核,如不符合照明场景所要求的回路划分。可作些适当回路调整,使照明回路的划分能适应灯光场景效果的需要,能达到灯光与室内装璜在空间层次,光照效果和视觉表现力上的亲密融合,从而使各路灯光组合构成一个优美的照明艺术环境。 第二步按照明回路的性能选择相应的调光器 调光器的选用取决于光源的性质,选择不当就无法达到正确的和良好的调光效果。因各个厂家调光器产品对光源及配电方式的要求可能有所差异,此部分内容配置前建议参考相应产品技术资料或直接向照明控制系统厂商做详细技术咨询。 如不同光源:白炽灯(包括钨、钨卤素和石英灯),荧光灯、各种充灯以及照明配电方式不同等对调光器选配要求均不相同。 第三步根据照明控制要求选择控制面板和其它控制部件。

控制面板是控制调光系统的主要部件,也是操作者直接操作使用的界面,选择不同功能的控制面板应满足操作者对控制的要求,控制系统一般有以下几种控制输入方式: 1)采用按键式手动控制面板,随时对灯光进行调节控制。 2)采用时间管理器控制方式,根据不同时间自动控制。 3)采用光电传感自动控制方式,根据外界光强度自动调节照明亮度 4)采用手持遥控器控制。 5)采用电脑集中进行控制 6)其它控制方式等等。 第四步选择附件及集成方式

楼宇智能照明控制系统设计_毕业设计

本科毕业论文 题目:楼宇智能照明控制系统设计院(部):信息与电气工程学院 专业:电气工程与自动化

目录摘要 IV ABSTRACT V 1前言 1 1.1选题背景和意义 1 1.2课题关键问题及难点 2 1.3调研综述 2 1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 2 1.3.2目前项目的发展趋势 3 1.4主要研究内容 3 2 基于CAN总线的系统结构 4 2.1 CAN技术简介 4 2.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑结构 5 2.3 CAN总线系统的通信方式 6 2.4 CAN总线的分层结构 6 2.5 CAN总线报文格式与类型 7 2.5.1 数据帧 7 2.5.2.远程帧 8 2.5.3 出错帧 8 2.5.4超载帧 9 2.5.5 错误检测 9 2.6 本系统结构及特点 10 3.智能照明系统的硬件设计 12 3.1 系统简介 12

3.2 CAN通信接口模块的设计 12 3.2.1 芯片介绍 12 3.2.2 SJA1000工作原理 14 3.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 15 3.2.4采用MAX232芯片接口PC机与单片机的连接 16 3.3控制面板模块的设计 17 3.3.1 74HC164芯片说明 17 3.3.2显示部分设计 19 3.3.3键盘部分设计 20 3.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 21 3.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 22 3.4智能继电器模块 22 3.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 23 3.4.2继电器模块基本原理结构 24 3.4.3整流模块设计 24 3.4.4 V/F转换器LM331模块 25 3.4.5光电耦合器6N137 26 3.4.6单片机AT89C51模块 26 3.5传感器模块 28 3.5.1热释电传感器的工作原理 28 3.5.2芯片介绍 30 3.5.3热释电传感器原理 31 3.5.4照度传感器的设计 32 3.5.5 A/D转换部分 33 3.6调光模块 35 3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 36 3.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 37 3.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 38 3.7远程控制模块 40

智能教室灯光

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写 2000字左右的文献综述: 文献综述 基于单片机的教室照明控制系统设计的研究 摘要:本文详细介绍了基于单片机的教室照明系统设计,可以有效的节约教室照明系统所耗能源,响应国家号召建设节约型社会的政策。系统以单片机为中心,辅以红外检测模块,光照检测模块,报警声光模块以及灯光控制模块组成完整的控制系统。通过红外检测模块对教室进出人数进行计数,单片机根据需要控制照明系统工作。并且系统还设计了报警模块,对系统可能的误判作出弥补[1]。系统综合考虑了照明系统设计的可实现性与实用性,妥善地处理好强弱电之间的连接以及单片机工作稳定性问题。关键词:A T89C52 照明系统热释电传感器 Abstract: Design of Lighting Systems Based On Microcontroller ABSTRACT: To respond to the n ational policy of building a conservation-based social, this paper describes a lighting system based on single chip designed with classroom use, which can effectively save the energy consumption o f the system. Centered on microcontroller, the system supplemented by infrared detection module, light detection module, the alarm sound and light module and control modules complete control sy stem. By infrared detection module to count the number of classrooms, the microcontroller accord ing to the need to control lighting systems work. And the system also designs alarm module of the system to compensate for a possible miscarriage of justice. Considering the lighting system design and practicality can be achieved and properly handle the connection between strong and weak ele ctricity, and stability of microcontroller work. Key words: AT89C51 Lighting Systems Pyroelect ric Sensor 1教室灯光智能控制器系统研究背景 中国经济持续多年的高速发展让能源问题日益突出。虽然我国能源总储量不低,但由 于我国人口众多,所以人均储量少,单位产值的能耗是发达国家的3-10倍。能源问题已成为制约我国国民经济发展的关键问题。从环境和自然资源角度出发,能源问题也是我国长期可持续发展战略中一个关键因素。此外,能源问题不仅关系经济发展和环境生态,在特定情况下还会对社会稳定有很大影响。鉴于能源问题的重要性,我国在绿色照明工程新闻发布,绿色照明工程未来五年问将在公用设旅、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯,节电290亿度电。上海、河北等一些地方采取政府对节能灯大宗采购每只补贴3至4元的方式进行推广。从普通白炽灯到高效节能灯,使我国的电光源产品结构逐步向节电型转变,荧光灯与普通白炽灯的比例由1995 1:6.25上升到目前的1:1.5。目前,我国照明用电约占社会总用电量12%,采用高效照明产品代替传统的低效照明产品可节电60%-80%。如今,北京正在大力推行绿色照明工程,己推出上百万只绿色照明光源和部分节能电器,据估算年节约用电可达3442万千瓦时,节约电费2519.7万元。政府已经在商厦、学校、医院

EIB智能照明控制系统

EIB智能照明控制系统 一、前言 照明控制系统传统是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通断,或通过回路中串入接触器,实现远距离控制。而今出现的建筑物自控(BA)系统,是以电气触点来实现区域控制、定时通断、中央监控等功能。由于照明控制系统在BA系统中并非独立,同时控制功能简单,因此使用上有一定的局限性。故当BA 系统出现故障时,照明系统亦受到影响。随着微电子技术与数字化技术的发展,开发出了智能化水平更高的专业照明控制的独立系统,从而能节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量。根据使用单位的经验,不仅在照明管理与设备维修的简单及降低费用外,还对环境改善、提高工作效率都有着显著的效果。 二、系统的结构和组成 智能照明控制系统按网络的拓扑结构,大致有以下两种型式,总线式和以星形结构为主的混合式。它们各有特色,前者灵活性较强,易于扩展,控制相对独立,成本较低。后者可靠性较高,故障诊断和排除简单,存取协议简单,传输速度较高。 一般智能照明控制系统都为数字式照明管理系统,它由系统单元,输入单元和输出单元三部分组成。除电源设备外,每一单元设置唯一的单元地址,并用软件设定其功能。通过输出单元来控制各负载回路,各种形式的单元简述如下:1,系统单元:用于提供工作电源,源系统时钟及各种系统的接口,包括系统电源、各种接口(PC、以太网、电话等),网络桥。主系统对各区域实施相同的控制和信号采样的网络;子系统则对各分区实施不同具体控制的网络。主系统和子系统之间通过信息等元件连接,实现数据传输。 2,输入单元:用于将外部控制信号变换成网络上传输的信号;如可编程的多功能(开/关、调光、定时、软启动/软关断等)输入开关、红外线接收开关及红外线遥控器(实现灯光调光或开/关功能)。各种型式及多功能的控制板,(如有的提供LCD页面显示和控制方式,并以图形、文字、图片来做软按键,可进行多点控制、时序控制、存储多种亮模式等),各种功能传感器(如红外线传感器可感知人的活动以控制灯具或其他负载的开关, 亮度传感器),通过对周围环境的亮度的检测,调整光源的亮度,使周围环境保持适宜的照度,以达到有效利用自然光,节约电能。 3,输出单元:智能控制系统的输出单元是用于接受来自网络传输的信号,控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种型式的继电器。调光器(以负载电流为调节对象,除调光功能外,还可用作灯具的软启动,软关闭)模拟量输出单元,照明灯具调光接口,红外输出模块等。 系统一般采用集中控制和管理、分散执行的方式,亦即配置中央监控中心和智能控制照明柜,前者有控制计算机、主通信控制器等设备,用于对整个系统进行控制和管理工作,通过网络将控制命令与各智能控制柜的可编程控制器进行通信联络,同时接收来自智能控制柜内可编程控制器的有关自动及手动工作状态、

楼宇智能照明控制系统方案设计

楼宇智能照明控制系统设计方案 新楼房的建设要适应网络时代的发展,应引入智能化的概念。在传统的楼宇自控系统中,一般只包括了综合布线、计算机网络、安防、消防、闭路监控等子系统。但近年来,随着科技的进步,人们对照明灯具节能和科学科学化管理提出了更高的要求,使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在新校区的建设热潮中,各大高校和他们的建设者也应该意识到智能照明的重要性。相对商业楼宇而言,校园里的大功率动力和制冷设备比重较少,照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统,更能体现其在节能与管理方面的优势,提高楼宇的科学管理水平。 1、采用智能照明控制系统的优越性 1.1 良好的节能效果 采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源,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,实现节能。这种自动调节照度的方式,充分利用室外的自然光,只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度,利用最少的能源保证所要求的照度水平,节电效果十分明显,一般可达30%以上。此外,智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制,由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器,降低了谐波的含量,提高了功率因数,降低了低压无功损耗。

1.2延长光源的寿命 延长光源寿命不仅可以节省大量资金,而且大大减少更换灯管的工作量,降低了照明系统的运行费用,管理维护也变得简单了。 无论是热辐射光源,还是气体放电光源,电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此,有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。 智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压,同时还具备了电压限定和轭流滤波等功能,避免过电压和欠电压对光源的损害。采用软启动和软关断技术,避免了冲击电流对光源的损害。通过上述方法,光源的寿命通常可延长2~4倍。 1.3 改善工作环境,提高工作效率 良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。良好的设计,合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统,都能提高照明质量。 智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具,可以有效地控制各房间内整体的照度值,从而提高照度均匀性。同时,这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应,不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。

智能灯光控制系统概述

智能灯光控制系统概述 一、概述随着时代的发展,城市现代化建设步伐不断加快,对城市道路照明及城市亮化工程需求也更大, 而能源的供需矛盾也越来越突出,节电节能、绿色照明的要求越来越迫切,越来越高。现在再采用那些传统 的手控、钟控城市照明系统的方法已不能满足要求。如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照 明控制领域一个新的和紧要的课题。城市道路照明自动化控制和智能化管理作为城市现代化的标志之一,它 所带来的经济和社会效益是十分显著的,它的推广和实施也将是市政工程建设中的一项重要内容。照明自 动监控与管理系统能够灵活开/ 关灯,随时了解运行参数,及时发现故障,将传统的人工“巡灯”制度改为“值班”制度,极大地提高照明系统的管理效率。系统能将采集到的数据自动进行存储、统计,并能随时进行查 询和打印,极大地提高管理水平,同时还能通过全夜灯、半夜灯和智能调压等手段,降低能耗,提高设备使 用寿命,获得良好的经济效益。GPRS/CDMA无线透明传输终端(DTU)与路灯智能监控器和管理系统,采用先进 的计算机通信技术和数字信号处理(DSP) 技术,通过交流采样的方法,完成现场的电流、电压以及功率、功

率因素等参数的采样、运算、存储、显示,并根据预置参数或调度端的命令自行完成数据的传送,并实现 对路灯、景观灯的远程监控,从而实时掌握照明系统运行状况,快速发现路灯故障、盗窃等并能主动报警, 确保照明系统的可靠运行,提高路灯运行质量。 二、系统框图三、终端设备---采用ARM9高性能工业级嵌入式处理器,以实时操作系统为软件支撑平台,超大内存 , 内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速,稳定可靠,数据终端永远在线,多种协议 转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户,产品支持语音,短信,数据触发上线以及超时自动断线 的功能。同时也支持双数据中心备份,以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融, 水利,环保,电力,邮政,气象等行业。 三、硬件系统 1、 CPU:工业级高性能 ARM9嵌入式处理器,带内存管理 MMU,200MPS, 16KB Dcache,16KB Icache 2、 FLASH:8MB,可扩充到 32MB 3、 SDRAM:64MB,可扩充到 256MB

智能照明控制系统论文

智能照明控制系统 目录 摘要 (1) 1 前言 (2) 2 发展背景 (2) 3 发展现状 (4) 3.1目前各类智能照明系统 (4) 3.1.1 有线智能控制系统 (4) 3.1.2电力线路载波控制系统 (6) 3.1.3无线智能照明系统 (6) 3.2智能照明控制系统的发展方向 (8) 4 发展趋势 (9) 5 结论 (9) 参考文献 (11)

摘要 随着社会的快速进步,人们希望生活的更加舒适,充分的享受生活。在传统的理念中,越舒适的生活意味着能源的消耗越大。但是,随着整个人类社会的进步,富裕人口越来越多,整个地球的资源已无法满足这种能源的巨大消耗,崇尚节约能源的低碳生活已是世界的趋势。 在传统的照明工程中,豪华的宾馆、酒店、商场、写字楼以及住宅等,其单位功耗远远超过一般建筑。随着科技进步及人类环保、节能观念的加强,人们对照明领域给予了更多的关注,促使照明控制技术突飞猛进的发展,且其应用也日益广泛。 智能化照明是随计算机、传感器、通讯、网络与自动控制技术而发展起来的综合技术,正以惊人的速度向各个专业领域渗透。智能化是任何电子产品必然的发展方向之一。智能照明控制技术的发展可以使照明更加省电、节能、使用更便捷,在需要的时间给需要的地方以最舒适和高效的照明,提升照明环境质量。智能化照明更是使照明进一步走向绿色和可持续发展的重要方向。照明新光源和智能控制技术将在未来的低碳生活中起到决定性的作用。 随着社会的进步,建筑设计也向着更舒适、安全和节省能源的方向发展。智能照明系统充分利用电子技术、通信技术和计算机网络技术将建筑物内的各种照明器具有机的连接在一起,实现有效的管理和控制。智能照明系统正是智能家居的趋势之一。针对传统照明系统布线麻烦、节能效果差等缺点,我们设计开发了基于CAN总线技术的智能照明系统。系统中的智能灯光节点能够根据外界光强自适应调整自身灯光亮度,周期性采集室内光强、有无人进出等环境信息,并及时响应用户的控制命令。本文主要介绍了智能调光系统及设计过程中的关键技术环节,包括CAN总线技术的应用,系统网络设计、智能继电器、控制面板、传感器和红外遥控技术,并描述了智能调光系统的主要应用。 关键词:照明控制技术,智能建筑,智能家居,CAN总线,智能继电器,智能调光,红外遥控

智能照明灯光控制系统实施计划方案

智能照明灯光控制系统 实 施 方 案 设计单位:莱安智能化系统开发

目录 第一章工程概况 (3) 第二章灯光控制系统 (4) 第三章系统机房要求 (9) 第四章管线敷设说明 (10) 第五章工程施工组织方案 (10)

第一章工程概况 设计依据 《民用建筑电气设计规》(JGJ/T16-92) 《安全防工程程序和要求》(GA/T75-94) 《电气装置安装工程施工及验收规》(GBJ232-90、92)《智能建筑设计标准》(GB/T 50314-2000) 《安全防系统通用图形符号》(GA/T74-2000) 《入侵探测器通用技术条件》(GB1048.1-89) 《防盗报警控制器通用技术条件》(GB12663-90) 《建筑设计防火规》GBJ16-87

第二章智能照明灯光控制系统 一、智能照明灯光控制系统技术简介: (一) 智能照明灯光控制系统技术的特点 智能照明灯光控制系统技术的基本元件-Neuron?芯片,同时具备通信与控制功能,并且固化了ISO/OSI的全部七层通信协议以及34种常见的I/O控制对象。 1.改善了CSMA,LonWork s称之为Predictive P-Persistant C SMA。这样,在网络负载很重时,不会导致网络瘫痪。 2.网络通信采用了面向对象的设计方法,LonWorks技术将其称之为“网络变量”。使网络通信的设计简化成为参数设置。这样,不但节省了大量的设计工作量,同时增加了通信的可靠性。3.智能照明灯光控制系统技术通信的每帧有效字节数可以从0到228个字节。 4.智能照明灯光控制系统技术通信的速度可达1.25MBps(此时有效距离为130M) 5.智能照明灯光控制系统技术一个测控网络上的节点数可以达到32000个。 6.智能照明灯光控制系统技术的直接通信距离可以达到2700m (双绞线,78kBps).(二)智能照明灯光控制系统采用LonTa lk通信协议

ZigBee协调器技术及系统方案设计--毕业论文

目录 中文摘要......................................... 错误!未定义书签。英文摘要......................................... 错误!未定义书签。 1 绪论 (1) 1.1题目研究背景与意义 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 1.3 ZigBee无线网络的研究前景 (2) 1.4 论文的组织结构 (3) 2 相关技术及系统方案设计 (4) 2.1 ZigBee技术 (4) 2.1.1 ZigBee无线网络设备组成 (5) 2.1.2 ZigBee无线网络拓扑结构 (5) 2.2 系统方案设计 (6) 2.2.1 系统方案设计框图 (6) 2.2.2 各模块功能介绍 (7) 3 硬件电路设计 (8) 3.1 硬件电路设计简介 (8) 3.2 处理器模块 (9) 3.2.1 处理器CC2530简介 (9) 3.2.2 芯片功能介绍 (9) 3.3协调器硬件单元电路原理图设计 (10) 3.3.1 CC2530支撑电路原理图设计 (10) 3.3.2 RS232串口通信电路原理图设计 (12) 3.3.3 电源电路设计 (12) 3.3.4 JTAG接口电路设计 (15) 3.3.5 人机交互接口电路设计 (14) 4 IAR开发环境介绍 (15)

4.1 IAR的安装及简介 (15) 4.2 ZigBee 2007 协议栈安装 (17) 4.3 IAR使用介绍: (19) 5 ZigBee无线网络协调器软件设计 (21) 5.1 Z-stack软件架构分析 (21) 5.1.1 Z-stack协议栈的几个重要概念 (21) 5.1.2 Z-stack协议栈分析 (22) 5.1.3 OSAL操作系统 (22) 5.2协调器软件设计 (23) 5.2.1 总体流程设计及代码 (24) 5.2.2 协调器新建网络流程图及代码 (26) 5.2.3绑定与接收 (29) 5.2.4 协调器向串口发送数据 (31) 6 调试 (36) 6.1 软硬件调试方法 (36) 6.2 调试中遇到的问题 (36) 7 总结 (38) 7.1 设计总结 (38) 7.3 设计不足和改善 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40)

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