基于單片機(jī)的LED智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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[2]?徐煜明、韓雁著.單片機(jī)原理及接口技術(shù).電子工業(yè)出版社? [3]?何立民著.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.航空航天大學(xué)出版社? [4]?王文升.智能照明控制與節(jié)能[J].智能建筑與城市信息.2005? [5]?陳濤,毛信偉.智能照明控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用[J].智能電氣,2004? [6]?何立民著.單片機(jī)高級(jí)教程.北京航空航天大學(xué)出版社 [7]賈正松.基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(17):105-107. [8]石永生,陳廣盛,趙金龍.基于單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息通信,2013(10):63-64. [9]陳瞳.基于單片機(jī)的智能家居照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2020,36(01):18-21. [10]李春秀.基于單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].通訊世界,2019,26(09):188-190. [11]鄭禮源.基于STC89S52單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2019(05):68-70. [12]譚佳怡.基于單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)分析[J].數(shù)碼世界,2016(12):210. 指導(dǎo)教師審核意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述 題目：基于單片機(jī)的LED智能照明控制系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 專 業(yè)： 院 （系）： 指導(dǎo)教師： 二零二零年一月二日  文 獻(xiàn) 綜 述 1．前言 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)的發(fā)展,智能建筑的發(fā)展越來(lái)越迅猛。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)智能建筑存在效率低、能耗高的現(xiàn)象。就智能建筑的照明系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，許多地方的燈經(jīng)常是從早到晚開(kāi)著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多少人。或者，當(dāng)自然光照度很好時(shí)，燈不能及時(shí)關(guān)閉；反之，當(dāng)自然光照度難以滿足人的需求時(shí)，又不能及時(shí)打開(kāi)燈光。這種照明方式，不僅造成能源的浪費(fèi)，而且不能滿足人對(duì)照明的基本需求，同時(shí)也給人的視力造成了很大的影響。現(xiàn)代照明除了滿足人的基本生活、學(xué)習(xí)要求之外，將更注重能量的節(jié)省和使用上的便利，以及滿足人類工程學(xué)的個(gè)性方面的要求。特別是近年來(lái)大廈內(nèi)利用計(jì)算機(jī)工作的人員比例上升，不同視覺(jué)要求的工作的數(shù)量和復(fù)雜程度大大增加。所以要做到合理、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，首先應(yīng)采用先進(jìn)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如電光源、燈具、照明控制系統(tǒng)。因此，適應(yīng)不同個(gè)人和工作需要，結(jié)合自動(dòng)調(diào)節(jié)與手動(dòng)調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少了。智能照明控制系統(tǒng)還能夠運(yùn)用在大學(xué)校園內(nèi)，相對(duì)商業(yè)樓宇而言，大學(xué)校園里的大功率動(dòng)力和制冷設(shè)備比重較少，照明燈具則相對(duì)比重更多，所以控制教室照明是節(jié)能的關(guān)鍵。使用照明控制系統(tǒng)，更能體現(xiàn)其在節(jié)能與管理方面的優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)校的科學(xué)管理水平，而且還能節(jié)省開(kāi)支。 2.調(diào)研 從20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)了白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度放電燈所使用的電子調(diào)光器，到20世紀(jì)90 年代以來(lái)，國(guó)外以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出燈光自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)、自動(dòng)關(guān)停系統(tǒng)和自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，也稱“智能照明”的新型照明控制系統(tǒng)，并已有定型產(chǎn)品得以良好的推廣和運(yùn)用，使建筑照明由傳統(tǒng)控制走向計(jì)算機(jī)控制或無(wú)人控制的新領(lǐng)域。自1984年美國(guó)建成第一座智能建筑以來(lái)的十幾年中,在世界范圍內(nèi),智能建筑以一種嶄新的面貌和技術(shù),迅速在各地展開(kāi)。尤其是亞洲的日本、新加坡、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū),為了適應(yīng)智能建筑的發(fā)展,進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐,相繼建成了一批具有智能化的建筑。照明系統(tǒng)經(jīng)歷了以下幾個(gè)方式: （1）傳統(tǒng)照明控制方式 照明控制可分為開(kāi)關(guān)控制和調(diào)光控制，調(diào)光控制又包括連續(xù)的調(diào)光控制和不連續(xù)的調(diào)光控制。按發(fā)光原理劃分，照明光源通常可分為熱輻射光源和氣體放電光源，其典型的光源分別為白熾燈和熒光燈。熱輻射光源，即利用電能使物體加熱到白熾程度而發(fā)光的光源;氣體放電光源，即利用氣體或蒸氣的放電而發(fā)光的光源。對(duì)于熱輻射光源來(lái)說(shuō)，既可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制，也可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，只需要調(diào)節(jié)供給光源的供電電壓即可調(diào)節(jié)光通量的輸出。而對(duì)氣體放電光源來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制并非那么簡(jiǎn)單，不能簡(jiǎn)單的控制供給光源的供電電壓，這類光源都有鎮(zhèn)流器，220V工頻電壓經(jīng)過(guò)整流器后再給光源供電，要實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，必須研制適應(yīng)具體氣體放電光源的匹配鎮(zhèn)流器。通過(guò)控制鎮(zhèn)流器的輸出電壓的頻率和電壓來(lái)調(diào)節(jié)光源的光通量輸出。 傳統(tǒng)方式對(duì)照明控制而言，簡(jiǎn)單，有效，直觀。但它過(guò)多依賴控制者的個(gè)人能力，控制相對(duì)分散和無(wú)法有效管理，其實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化程度太低。 (2)自動(dòng)照明控制方式 這種控制方式利用數(shù)字控制技術(shù)來(lái)遙控?zé)艟叩拈_(kāi)關(guān)。通常是控制中心發(fā)出信號(hào)，通過(guò)直接數(shù)字控制器來(lái)控制配電回路中的交流接觸器的分合，從而控制配電回路的通斷，實(shí)現(xiàn)燈具開(kāi)關(guān)控制。采用該種方式，解決了傳統(tǒng)方式控制相對(duì)分散和無(wú)法有效管理等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了照明控制的自動(dòng)化但卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制功能。自動(dòng)照明控制方式與傳統(tǒng)照明控制方式相比，主要解決的問(wèn)題是集中控制的問(wèn)題，自動(dòng)化程度相對(duì)提高，但由于DDC系統(tǒng)本身固有的技術(shù)特點(diǎn)，使得 DDC在照明控制系統(tǒng)中表現(xiàn)出明顯不足，不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，而且也很難實(shí)現(xiàn)燈光場(chǎng)景等預(yù)設(shè)置和場(chǎng)景管理等功能。DDC系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是易于根據(jù)全局情況進(jìn)行控制計(jì)算和判斷，在控制方式、控制時(shí)間的選擇上可以統(tǒng)一調(diào)度安排。不足的是，對(duì)控制器本身要求很高，必須具有足夠的處理能力和極高的可靠性，當(dāng)系統(tǒng)任務(wù)量增加時(shí)，控制器的效率和可靠性將急劇下降。盡管集散控制系統(tǒng)逐步取代 DDC系統(tǒng)，而且實(shí)現(xiàn)了分散控制與集中管理功能，但對(duì)于底層的設(shè)備來(lái)說(shuō)，仍然是傳統(tǒng)的DDC技術(shù),唯有把現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)管理后，這個(gè)問(wèn)題才能得到根本性解決。 （3）智能照明控制系統(tǒng) 二十一世紀(jì)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，數(shù)字控制技術(shù)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)化管理正逐漸滲透至各種傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中。進(jìn)入二十世紀(jì)后，隨著人民生活水平不斷提高，人們對(duì)十照明的要求也發(fā)生了很大的改變。尤其在一些中高檔的建筑中，照明不再單純地為滿足人們視覺(jué)上的明暗效果，更應(yīng)具備多種的控制方案，使建筑物更加生動(dòng)，藝術(shù)性更強(qiáng)，給人豐富的視覺(jué)效果和美感。 二十世紀(jì)90年代初，智能建筑己不再簡(jiǎn)單地等同于樓宇設(shè)備自動(dòng)管理。在一些建筑物中的重要場(chǎng)所，簡(jiǎn)單地開(kāi)關(guān)控制己無(wú)法滿足要求。人們開(kāi)始追求多樣化的照明控制方式，使環(huán)境能體現(xiàn)出多種藝術(shù)效果。智能照明控制方式使照明自動(dòng)控制不再依賴于樓宇設(shè)備自動(dòng)管理系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了照明控制的獨(dú)立。同時(shí)該方式不僅具備開(kāi)關(guān)燈控制，而且還能對(duì)光源進(jìn)行調(diào)光控制。它是一個(gè)集多種照明控制方式、現(xiàn)代化數(shù)字控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身的控制系統(tǒng)。它的出現(xiàn)和發(fā)展，使照明控制和維護(hù)管理變得更為簡(jiǎn)單，并為建筑照明提供了多種藝術(shù)效果。智能照明控制系統(tǒng)被越來(lái)越廣泛地接受和使用，這類產(chǎn)品和生產(chǎn)商更是層出不窮。正確的照明控制方式是實(shí)現(xiàn)照明藝術(shù)性和舒適性的有效手段，是節(jié)約能源的有效措施。綠色照明是指所用照明產(chǎn)品高效率、長(zhǎng)壽命、節(jié)電、節(jié)能、低噪音、低諧波、低電磁干擾。在照明設(shè)計(jì)中，合理和正確地選用照明控制方式，不僅是經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的良好統(tǒng)一，也是一個(gè)實(shí)現(xiàn)“綠色照明”的重要環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)照明控制相比，智能照明控制系統(tǒng)功能強(qiáng)、范圍廣、自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)照明的高層次智能管理，提高工作效率，節(jié)約能源，而且能夠延長(zhǎng)燈具壽命，減少維護(hù)費(fèi)用。隨著智能照明技術(shù)的快速發(fā)展，智能照明系統(tǒng)的水平將不斷提高和快速發(fā)展，并形成合力、科學(xué)、高效的是實(shí)施策略。 3.概述 3.1 課題研究背景 LED燈在生活中隨處可見(jiàn)，它給我們的生活帶來(lái)了極大的便利，也是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的東西。LED燈給我們帶來(lái)便利的同時(shí)，也存在著使用上的不足?，F(xiàn)如今的LED燈大多數(shù)都是由手動(dòng)來(lái)切斷電源來(lái)達(dá)到滅燈的效果，這種方式存在很大的局限性，第一是不便利，關(guān)斷LED燈需要走到開(kāi)關(guān)所在位置，有時(shí)會(huì)顯得很麻煩；第二，有些情況下忘記關(guān)閉LED燈會(huì)造成能源的浪費(fèi)，LED燈的損耗。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，LED智能照明系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，它非常完美的解決了上述兩個(gè)問(wèn)題，讓關(guān)燈變得極為方便和智能。 3.2 課題研究的目的與意義 在傳統(tǒng)的LED照明系統(tǒng)中，需要人為的去控制燈的亮滅，場(chǎng)合需要亮燈或者是滅燈都需要人來(lái)判斷，會(huì)造成大量能源浪費(fèi)。而采用LED智能照明控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能，它可以根據(jù)自然光的光照強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)的光照強(qiáng)度，而且還能根據(jù)室內(nèi)的人流量情況，根據(jù)不同場(chǎng)合、不同的人流量，進(jìn)行時(shí)間段、工作模式的細(xì)分，把不必要的照明關(guān)掉，在需要時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟。LED智能照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不同工作場(chǎng)合的多種照明工作模式，在保證必要照明的同時(shí)，有效減少了燈具的工作時(shí)間，節(jié)省了不必要的能源開(kāi)支，也延長(zhǎng)了燈具的壽命。?? 3.3 LED智能照明控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ????良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個(gè)必要條件。合理地選用光源、燈具及性能優(yōu)越的照明控制系統(tǒng)，都能提高照明質(zhì)量。智能照明控制系統(tǒng)具有開(kāi)關(guān)和調(diào)光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場(chǎng)所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)不同的時(shí)間段，人們的不同需要，自動(dòng)調(diào)節(jié)照度。???? ???智能照明控制系統(tǒng)是以自動(dòng)控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)和調(diào)光功能，既大大減少了管理人員的數(shù)量，也排除了由于人為因素而出現(xiàn)的不定時(shí)開(kāi)關(guān)，影響學(xué)校的正常教學(xué)、生活秩序的情況。??? ???智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時(shí)，有效節(jié)省了電費(fèi)與管理費(fèi)用的支出。根據(jù)一般的辦公大樓運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，節(jié)能效果能達(dá)到40％以上，一般的商場(chǎng)、酒店、地鐵站等節(jié)能效果也能達(dá)到25％～30％。 4．總結(jié) 在科技飛速發(fā)展的今天，隨著智能化的普及，人們利用各種先進(jìn)的技術(shù)代替各式各樣的人工行為，解決各式各樣生活生產(chǎn)中的不足。LED控制系統(tǒng)的改造也不可避免，舊的LED照明系統(tǒng)會(huì)逐漸被LED智能照明控制系統(tǒng)給替代，為生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也節(jié)約了現(xiàn)如今很寶貴的能源，為保護(hù)自然環(huán)境做出來(lái)微小的貢獻(xiàn)。 可能存在的問(wèn)題： 本次課題想要設(shè)計(jì)一款可以運(yùn)用在家庭、學(xué)校、商場(chǎng)等其他公共場(chǎng)所的智能照明控制系統(tǒng)。LED智能照明控制系統(tǒng)需要提高它對(duì)自然光照強(qiáng)度和人流量感應(yīng)的準(zhǔn)確性。還需要提高該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果產(chǎn)生誤判或者感應(yīng)系統(tǒng)失靈等情況，會(huì)造成公共場(chǎng)所的混亂與不便。 5.參考文獻(xiàn) [1]?張友德著.單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn).復(fù)旦大學(xué)出版社 [2]?徐煜明、韓雁著.單片機(jī)原理及接口技術(shù).電子工業(yè)出版社 [3]?何立民著.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.航空航天大學(xué)出版社 [4]?王文升.智能照明控制與節(jié)能[J].智能建筑與城市信息.2005? 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