智能家居照明控制系统方案.docx
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智能家居照明控制系统方案.docx
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智能家居照明控制系统方案
摘要
随着科学技术的不断发展,人类社会迎来了电子信息时代。
而智能家居照明控制技术随着智能化住宅的蓬勃兴起而飞速发展,成为照明控制技术发展的一个重要方向。
因此,针对现有的智能照明控制系统的优缺点,根据人们的行为模式和住宅的光环境决定照明的控制规律,研究智能家居照明控制系统对提高人们的生活质量、节约能源和提倡绿色照明等具有十分重要的现实意义。
本论文主要从智能照明的基本概念、照明质量、家居照度标准、照明方式和种类、电光源的选择、智能照明控制系统的控制方式、智能家居照明控制系统设计等方面研究了家居式照明系统的设计的常用的方法,并且给出了智能化住宅各房间的典型照明技术。
同时指出在进行照明系统的设计时,不仅要根据场合的具体环境使照明系统能够实现视觉需求的光环境,同时要注意节约能源,实现绿色照明。
本论文分析了现有的智能照明控制方式的控制原理及其优缺点,设计了基于家居环境的智能照明系统,并介绍了该系统的功能及软、硬件的设计方法。
系统中的控制装置采用AT89S51单片机作为控制器,用C语言编程,采用光敏二极管检测光照度和PWM方式进行调光,同时设计了正负12伏直流供电电源。
在具体硬件设计中,本文主要设计了光照度检测、显示及补偿部分,经过调试,该部分完全能够实现设计系统的功能。
此外,还设计了灯光调节部分,根据环境调光或进行手动调节,同时还预留了RS232串行接口,为今后采用数字网络化调节的应用预留了空间。
关键词:
智能家居;照明控制技术;光环境;照明质量;照度检测;照度补偿
Abstract
Withthedevelopmentofscienceandtechnology,humancomeintheeraofelectronicinformation.Sothetechnologyoftheelectronichomelightingcontrolmakeagreatdevelopmentwiththeriseofelectronichome.Sotheresearchonelectronichomelightingcontrolsystemisofgreatpracticalsignificancetoimprovepeople’slifequalityandtopromotegreenlightingagainstwiththeAdvantagesanddisadvantagesoftheexistingIntelligentLightingControlSystemandaccordingtopeople'sbehaviorpatternsofresidentialandlightenvironment.
Thispapermainlydoesresearchinthecommonlyusedmethodofthedesignofthehome-lightingsystems,accordingtothebasicconceptofsmartlighting,lightingquality,homeilluminationstandards,methodsandtypesoflighting,thechoiceoflightsource,thecontroloftheelectronichomeandgivesthetypicalresidentiallightingtechnologyofeveryroom.Atthesametimethispaperpointedoutthatinthedesignoflightingsystems,notonlyneedaccordingtothespecificoccasiontoachievethedemandlightingenvironment,butalsoshouldpayattentiontoenergyconservationandgreenlighting.
Thispapermakesananalysisonthecontroltheoryandtheadvantagesanddisadvantagesoftheexistingsmartlighting.Itdesignstheelectronichomelightingsystemsandintroducesthemethodofthesoftwaresystemandhardwaresystemindesigning.ThecontrollerofthissystemusesAT89S51andmakesprogramwithClanguage.ItusesthephotodiodetodetectlightandmakeadimminginthePWMway.Atthesametimeitdesignsaplusandminus12-voltDCpowersupply.Inthespecificdesignofhardwarethispapermainlydesignsforlightingdetection,displayandsomecompensation.Aftercommissioning,thedesigncancompletelyrealizethefunctionofsystem.Furthermore,itreservestheRS232interface,makethespacefortheusingdigitalnetworksinfuture.
Keywords:
intelligenthome;lightingcontroltechnology;lightenvironment;lightingquality;lightingdetection;lightcompensation
引言1
1绪论1
1.1智能家居的概念1
1.2智能家居照明的发展概况1
1.3智能照明控制系统的优势1
1.4现有智能照明控制系统的分析4
1.5本课题的研究意义4
1.6本文的主要研究容5
2智能家居的照明设计6
2.1智能照明的基本概念6
2.1.1人类的视觉特性6
2.1.2光照度及其单位7
2.2照明质量8
2.3家居照度标准8
2.4照明方式和种类9
2.4.1照明方式9
2.4.2照明方式的确定9
2.4.3照明的种类10
2.5电光源的选择10
2.6智能照明控制系统的控制方式12
2.6.1开环控制12
2.6.2闭环控制13
2.6.3应急照明控制13
2.7智能家居照明控制系统设计14
2.7.1系统的基本功能14
2.7.2系统的基本结构14
2.7.3各个房间的照明设计及要求15
3智能家居照明控制系统硬件电路设计18
3.1主要元器件的选取18
3.1.1控制器的选择18
3.1.2显示器件的选择18
3.1.3光照度检测元件的选择19
3.2电源电路设计20
3.3主控制电路设计20
3.4数据采集及处理电路22
3.4.1数据采集电路22
3.4.2AD转换电路23
3.5显示电路设计25
3.6照度补偿电路设计26
3.7调光电路26
3.8串行接口电路设计27
4智能家居照明控制系统软件设计29
4.1结构设计29
4.2流程图29
4.2.1主程序29
4.2.2显示子程序30
5实验与调试31
5.1实验模拟装置的制作31
5.2实验模拟装置的调试31
6结论与展望32
辞33
参考文献34
附录35
引言
我国是一个人口众多的、资源相对不足的国家,发展节约型、创新型社会是我国的一项长期基本国策,在现续代化建设中必须实施可持发展战略。
“智能家居照明工程”是可持续发展战略的一个容,做好智能照明工程的工作一方面可以大幅度的节约照明用电,减少发电排污,保护环境;另一方面可以改善照明质量,形成一个优质高效、经济、舒适、安全可靠、有益人们工作和生活的照明环境。
智能照明工程的涵是节能、高效、舒适、安全,有益于环保。
家居照明设计应坚持“以人为本”的原则。
按照现代绿色照明设计的原则,使照明系统产生综合的效益:
既要降低能耗指标,满足环保的要求,又要创造良好的照明环境,保证人们的身心健康,促进国民经济的迅速发展。
本文具体对于家居环境的特点,提出了相应的节能措施,设计了相应的智能照明装置。
先介绍了智能家居的的具体含义、存在的背景以及智能照明的现状与发展趋势,然后重点介绍设计的照明装置各个模块的原理与设计思路,最后叙述了硬件的设计调试过程和软件的编程。
1绪论
1.1智能家居的概念
智能家居,或称智能住宅,目前与此含义近似的词汇相当多,诸如:
家居智能化电子家庭(ElectronicHome)、数字家园(DigitalFamily)、家庭自动化(HomeAutomation)、家庭网络(HomeNet)/网络家居(NetworkHome)、智能家居/建筑(IntelligentHome/Building)。
实际上智能化住宅的发展分为三个层次,首先是家庭电子化(HE,HomeElectronic),其次是住宅自动化(HA,HomeAutomation),最后是住宅智能化,美国又称智慧屋(WH,WiseHome),欧洲称为时髦屋(SH,SmartHome)。
尽管名称五花八门,但它们的含义和所要完成的功能大体是相同。
曾经有文章这样描写一种智能家居:
当早晨起床时间一到,卧室音响设备就会自动播放主人爱听的“起床曲”唤醒主人;卧房浴室的电灯也会在主人进入梳洗时自动亮起,这时,厨房的煮咖啡器也会自动煮水,等主人出来时,就有热腾腾的咖啡等着他;在客厅里,主人只需轻轻按动综合功能遥控器,就可以十分方便地通过家庭影院系统播放电视节目、CD点播、DVD播放、上网查询和当天的新闻,以及多媒体游戏。
当主人出门后,智能家居系统就会自动启动安全保卫系统,一旦有人非法进入住宅或发生意外事故(如火灾、煤气泄漏、老人疾病紧急救助),系统就会自动拨通知主人,或向有关部门报警。
在外的主人接到报警后,也可以拨回家接上家庭智能化系统,开启家中的数码机上的特别对讲器,听听家里有没有奇怪的声音,甚至质问不速之客“你想干什么”。
主人在下班回家前,可以通过遥控家里的空调并调节到舒适的温度上,以及其他的电器设备,当主人完成操作后,里会传来优美的应答声。
1.2智能家居照明的发展概况
智能家居是综合计算机、信息通信等方面最先进的技术,使住宅的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等,实现住宅综合管理自动化、远程通信和办公事自动化的有效运作,并使这三种功能结合起来的家居环境。
随着智能建筑,特别是智能家居式建筑的出现,使建筑要求和设计方法跟传统的住宅比,大为不同。
照明作为建筑不可缺少的部分,随着国际上智能家居的大量出现,与之配套的智能照明技术也迅速发展,并成为21世纪的照明技术发展的一个重要方向。
预计在本世纪,人工智能技术在建
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