基于單片機的LED智能照明控制系統設計

資源目錄里展示的全都有預覽可以查看的噢，，下載就有,,請放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：11970985 可咨詢交流】====================喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：197216396 可咨詢交流】==================== 本科畢業(yè)設計(論文)文獻綜述 題目：基于單片機的LED智能照明控制系統 學生姓名： 學 號： 班 級： 專 業(yè)： 院 （系）： 指導教師： 二零二零年一月二日  文 獻 綜 述 1．前言 隨著計算機網絡、通信、控制等技術的發(fā)展,智能建筑的發(fā)展越來越迅猛。目前，國內大多數智能建筑存在效率低、能耗高的現象。就智能建筑的照明系統來說，許多地方的燈經常是從早到晚開著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多少人?；蛘撸斪匀还庹斩群芎脮r，燈不能及時關閉；反之，當自然光照度難以滿足人的需求時，又不能及時打開燈光。這種照明方式，不僅造成能源的浪費，而且不能滿足人對照明的基本需求，同時也給人的視力造成了很大的影響?，F代照明除了滿足人的基本生活、學習要求之外，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的個性方面的要求。特別是近年來大廈內利用計算機工作的人員比例上升，不同視覺要求的工作的數量和復雜程度大大增加。所以要做到合理、經濟、節(jié)能，首先應采用先進成熟的技術和產品，如電光源、燈具、照明控制系統。因此，適應不同個人和工作需要，結合自動調節(jié)與手動調節(jié)的智能化照明系統已經成為必不可少了。智能照明控制系統還能夠運用在大學校園內，相對商業(yè)樓宇而言，大學校園里的大功率動力和制冷設備比重較少，照明燈具則相對比重更多，所以控制教室照明是節(jié)能的關鍵。使用照明控制系統，更能體現其在節(jié)能與管理方面的優(yōu)勢，提高學校的科學管理水平，而且還能節(jié)省開支。 2.調研 從20世紀60年代開發(fā)了白熾燈、熒光燈、高強度放電燈所使用的電子調光器，到20世紀90 年代以來，國外以計算機技術為基礎開發(fā)出燈光自動調光系統、自動關停系統和自動補償系統，也稱“智能照明”的新型照明控制系統，并已有定型產品得以良好的推廣和運用，使建筑照明由傳統控制走向計算機控制或無人控制的新領域。自1984年美國建成第一座智能建筑以來的十幾年中,在世界范圍內,智能建筑以一種嶄新的面貌和技術,迅速在各地展開。尤其是亞洲的日本、新加坡、臺灣等國家和地區(qū),為了適應智能建筑的發(fā)展,進行了大量的研究和實踐,相繼建成了一批具有智能化的建筑。照明系統經歷了以下幾個方式: （1）傳統照明控制方式 照明控制可分為開關控制和調光控制，調光控制又包括連續(xù)的調光控制和不連續(xù)的調光控制。按發(fā)光原理劃分，照明光源通?？煞譃闊彷椛涔庠春蜌怏w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。對于熱輻射光源來說，既可以實現開關控制，也可以實現調光控制，只需要調節(jié)供給光源的供電電壓即可調節(jié)光通量的輸出。而對氣體放電光源來說，實現調光控制并非那么簡單，不能簡單的控制供給光源的供電電壓，這類光源都有鎮(zhèn)流器，220V工頻電壓經過整流器后再給光源供電，要實現調光控制，必須研制適應具體氣體放電光源的匹配鎮(zhèn)流器。通過控制鎮(zhèn)流器的輸出電壓的頻率和電壓來調節(jié)光源的光通量輸出。 傳統方式對照明控制而言，簡單，有效，直觀。但它過多依賴控制者的個人能力，控制相對分散和無法有效管理，其實時性和自動化程度太低。 (2)自動照明控制方式 這種控制方式利用數字控制技術來遙控燈具的開關。通常是控制中心發(fā)出信號，通過直接數字控制器來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，實現燈具開關控制。采用該種方式，解決了傳統方式控制相對分散和無法有效管理等問題，實現了照明控制的自動化但卻無法實現調光控制功能。自動照明控制方式與傳統照明控制方式相比，主要解決的問題是集中控制的問題，自動化程度相對提高，但由于DDC系統本身固有的技術特點，使得 DDC在照明控制系統中表現出明顯不足，不僅無法實現調光控制，而且也很難實現燈光場景等預設置和場景管理等功能。DDC系統的主要優(yōu)點是易于根據全局情況進行控制計算和判斷，在控制方式、控制時間的選擇上可以統一調度安排。不足的是，對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，當系統任務量增加時，控制器的效率和可靠性將急劇下降。盡管集散控制系統逐步取代 DDC系統，而且實現了分散控制與集中管理功能，但對于底層的設備來說，仍然是傳統的DDC技術,唯有把現場總線技術應用到現場設備級管理后，這個問題才能得到根本性解決。 （3）智能照明控制系統 二十一世紀是一個網絡化時代，數字控制技術不斷提高，網絡化管理正逐漸滲透至各種傳統控制系統中。進入二十世紀后，隨著人民生活水平不斷提高，人們對十照明的要求也發(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上的明暗效果，更應具備多種的控制方案，使建筑物更加生動，藝術性更強，給人豐富的視覺效果和美感。 二十世紀90年代初，智能建筑己不再簡單地等同于樓宇設備自動管理。在一些建筑物中的重要場所，簡單地開關控制己無法滿足要求。人們開始追求多樣化的照明控制方式，使環(huán)境能體現出多種藝術效果。智能照明控制方式使照明自動控制不再依賴于樓宇設備自動管理系統，真正實現了照明控制的獨立。同時該方式不僅具備開關燈控制，而且還能對光源進行調光控制。它是一個集多種照明控制方式、現代化數字控制技術和網絡技術于一身的控制系統。它的出現和發(fā)展，使照明控制和維護管理變得更為簡單，并為建筑照明提供了多種藝術效果。智能照明控制系統被越來越廣泛地接受和使用，這類產品和生產商更是層出不窮。正確的照明控制方式是實現照明藝術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品高效率、長壽命、節(jié)電、節(jié)能、低噪音、低諧波、低電磁干擾。在照明設計中，合理和正確地選用照明控制方式，不僅是經濟性和實用性的良好統一，也是一個實現“綠色照明”的重要環(huán)節(jié)。與傳統照明控制相比，智能照明控制系統功能強、范圍廣、自動化程度高，實現照明的高層次智能管理，提高工作效率，節(jié)約能源，而且能夠延長燈具壽命，減少維護費用。隨著智能照明技術的快速發(fā)展，智能照明系統的水平將不斷提高和快速發(fā)展，并形成合力、科學、高效的是實施策略。 3.概述 3.1 課題研究背景 LED燈在生活中隨處可見，它給我們的生活帶來了極大的便利，也是現代社會必不可少的東西。LED燈給我們帶來便利的同時，也存在著使用上的不足?，F如今的LED燈大多數都是由手動來切斷電源來達到滅燈的效果，這種方式存在很大的局限性，第一是不便利，關斷LED燈需要走到開關所在位置，有時會顯得很麻煩；第二，有些情況下忘記關閉LED燈會造成能源的浪費，LED燈的損耗。隨著物聯網的發(fā)展，LED智能照明系統應運而生，它非常完美的解決了上述兩個問題，讓關燈變得極為方便和智能。 3.2 課題研究的目的與意義 在傳統的LED照明系統中，需要人為的去控制燈的亮滅，場合需要亮燈或者是滅燈都需要人來判斷，會造成大量能源浪費。而采用LED智能照明控制系統最大的優(yōu)點是節(jié)能，它可以根據自然光的光照強度來調節(jié)室內的光照強度，而且還能根據室內的人流量情況，根據不同場合、不同的人流量，進行時間段、工作模式的細分，把不必要的照明關掉，在需要時自動開啟。LED智能照明控制系統實現了不同工作場合的多種照明工作模式，在保證必要照明的同時，有效減少了燈具的工作時間，節(jié)省了不必要的能源開支，也延長了燈具的壽命。?? 3.3 LED智能照明控制系統簡介 ????良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個必要條件。合理地選用光源、燈具及性能優(yōu)越的照明控制系統，都能提高照明質量。智能照明控制系統具有開關和調光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統能根據不同的時間段，人們的不同需要，自動調節(jié)照度。???? ???智能照明控制系統是以自動控制為主、人工控制為輔的系統。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統自動實現開關和調光功能，既大大減少了管理人員的數量，也排除了由于人為因素而出現的不定時開關，影響學校的正常教學、生活秩序的情況。??? ???智能照明控制系統在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時，有效節(jié)省了電費與管理費用的支出。根據一般的辦公大樓運營的經驗來看，節(jié)能效果能達到40％以上，一般的商場、酒店、地鐵站等節(jié)能效果也能達到25％～30％。 4．總結 在科技飛速發(fā)展的今天，隨著智能化的普及，人們利用各種先進的技術代替各式各樣的人工行為，解決各式各樣生活生產中的不足。LED控制系統的改造也不可避免，舊的LED照明系統會逐漸被LED智能照明控制系統給替代，為生活帶來便利的同時，也節(jié)約了現如今很寶貴的能源，為保護自然環(huán)境做出來微小的貢獻。 可能存在的問題： 本次課題想要設計一款可以運用在家庭、學校、商場等其他公共場所的智能照明控制系統。LED智能照明控制系統需要提高它對自然光照強度和人流量感應的準確性。還需要提高該系統的穩(wěn)定性，如果產生誤判或者感應系統失靈等情況，會造成公共場所的混亂與不便。 5.參考文獻 [1]?張友德著.單片微型計算機原理、應用與實驗.復旦大學出版社 [2]?徐煜明、韓雁著.單片機原理及接口技術.電子工業(yè)出版社 [3]?何立民著.單片微型計算機原理及應用.航空航天大學出版社 [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.智能照明控制系統的工程應用[J].智能電氣,2004? [6]?何立民著.單片機高級教程.北京航空航天大學出版社 [7]賈正松.基于單片機實現智能照明控制系統的設計[J].現代電子技術,2009,32(17):105-107. [8]石永生,陳廣盛,趙金龍.基于單片機的智能照明控制系統設計[J].信息通信,2013(10):63-64. [9]陳瞳.基于單片機的智能家居照明控制系統設計[J].山西大同大學學報(自然科學版),2020,36(01):18-21. [10]李春秀.基于單片機的智能照明控制系統設計與實現[J].通訊世界,2019,26(09):188-190. [11]鄭禮源.基于STC89S52單片機的智能照明控制系統設計[J].自動化應用,2019(05):68-70. [12]譚佳怡.基于單片機的智能照明控制系統分析[J].數碼世界,2016(12):210. 指導教師（簽字）： 年 月 日 本科畢業(yè)設計(論文)文獻綜述 題目：基于單片機的LED智能照明控制系統 學生姓名： 學 號： 班 級： 專 業(yè)： 院 （系）： 指導教師： 二零二零年一月二日 開 題 報 告 題目來源： 成果形式： 目的及意義（含國內外的研究現狀分析） 研究的基本內容 LED被認為是21世紀的照明光源。LED 發(fā)光器件是冷光源，光效高，工作電壓低，而且能耗低，同樣亮度下，LED能耗為白熾燈的10%，熒光燈的50%。LED壽命可達10萬小時，是熒光燈的10倍，白熾燈的100倍。用LED替代白熾燈或熒光燈，壞保無污染。使用安全可靠，便于維護。我國照明用電占總發(fā)電量的12%。目前，公共建筑的照明燈具控制大多采用手動開關，經常出現沒有及時開關的現象，從而造成大量的能源浪費和使用上的不便。另外，不必要的使用，也會縮短燈具的使用壽命。本文闡述了一套LED智能照明控制系統設計方案，可以根據工作環(huán)境中是否有人員和環(huán)境補光亮度等來自動控制照明的開關和亮度。采用本系統具有提高用電效率，節(jié)約電能和緩解了用電高峰的電力供應壓力雙重作用。 隨著計算機網絡、通信、控制等技術的發(fā)展,智能建筑的發(fā)展越來越迅猛。目前，國內大多數智能建筑存在效率低、能耗高的現象。就智能建筑的照明系統來說，許多地方的燈經常是從早到晚開著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多少人?；蛘?，當自然光照度很好時，燈不能及時關閉;反之，當自然光照度難以滿足人的需求時，又不能及時打開燈光。這種照明方式，不僅造成能源的浪費，而且不能滿足人對照明的基本需求，同時也給人的視力造成了很大的影響?，F代照明除了滿足人的基本生活、學習要求之外，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的個性方面的要求。特別是近年來大廈內利用計算機工作的人員比例上升，不同視覺要求的工作的數量和復雜程度大大增加。所以要做到合理、經濟、節(jié)能，首先應采用先進成熟的技術和產品，如電光源、燈具、照明控制系統。因此，適應不同個人和工作需要，結合自動調節(jié)與手動調節(jié)的智能化照明系統已經成為必不可少了。 擬解決的主要問題和最終目標 2.1擬解決的主要問題 目前普通的LED照明不能集中智能管控、對LED燈的使用壽命和節(jié)電環(huán)保問題管理不到位，比如按時開燈關燈、按光照條件控燈、按人流量控燈等等。 2.2最終目標 光照檢測電路和熱釋電紅外線傳感器采集光照強弱、室人是否有人等信息送到單片機，單片機根據這些信息通過控制電路對LED 照明設備進行開關操作，從而實現照明控制，以達到節(jié)能的目的。 研究的方法： 1)文獻翻閱法：通過大量收集、閱讀及整理借鑒國內相關期刊專著以及網絡文獻，對資料進行歸納、整理、分類、分析，得出相關的研究成果，分析國內的現有技術。為本論文的研究奠定理論基礎。 2)對比分析法：在整個項目研究過程中，考慮課題所要求的工作需要，擬訂幾個可行的結構和控制方案，并對每個方案進行可行性分析，經過方案比較和各方面的綜合考慮，確定出最佳方案。 論文特色或創(chuàng)新點： 1）能夠通過熱釋電傳感器檢測人員流動控制LED開關閉合； 2）集中化管理，提高管理效率。 5、 設計方案或論文撰寫提綱： 摘要 Abstract 1 緒論 1.1 單片機的選擇 1.2 國內外研究發(fā)展現狀 2 系統設計方案 2.1 單片機的選擇 2.2 光照檢測方案 2.3 延時開關設置電路方案 2.4 人體感應方案 2.5 LED驅動電路方案 3 硬件電路設計與實現 3.1 系統硬件電路總述 3.2 主控電路設計 3.3 熱釋電傳感器及處理電路設計 3.4 光照檢測傳感器電路設計 3.5 延時控制電路設計 4 系統軟件設計及實現 4.1 系統軟件流程圖 4.2 LED條件控制管理設計 5 測試 5.1 軟件測試 5.2 硬件測試 6 總結 參考文獻 致謝 六、研究的總體安排與進度： 1.、2021.1.9-2021.1.11 廣泛查閱并閱讀中外文獻，結合外文文獻調研，完成兩篇外文文獻翻譯，撰寫文獻綜述； 2、2021.1.12-2021.1.25 完成開題報告與開題論證； 3、2021.1.26-2021.2.15 確定該課題的工作原理； 4、2021.2.16-2021.3.12 完成該課題的結構設計； 5、2021.3.13-2021.4.13 設計方案定稿，設計計算并繪圖； 6、2021.4.14-2021.5.4 撰寫設計說明書正文并修改； 7、2021.5.5-2021.5.15 設計與論文定稿，上交各項材料；準備論文答辯。 七、主要參考文獻： [1]?張友德著.單片微型計算機原理、應用與實驗.復旦大學出版社? [2]?徐煜明、韓雁著.單片機原理及接口技術.電子工業(yè)出版社? [3]?何立民著.單片微型計算機原理及應用.航空航天大學出版社? [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.智能照明控制系統的工程應用[J].智能電氣,2004? [6]?何立民著.單片機高級教程.北京航空航天大學出版社 [7]賈正松.基于單片機實現智能照明控制系統的設計[J].現代電子技術,2009,32(17):105-107. [8]石永生,陳廣盛,趙金龍.基于單片機的智能照明控制系統設計[J].信息通信,2013(10):63-64. [9]陳瞳.基于單片機的智能家居照明控制系統設計[J].山西大同大學學報(自然科學版),2020,36(01):18-21. [10]李春秀.基于單片機的智能照明控制系統設計與實現[J].通訊世界,2019,26(09):188-190. [11]鄭禮源.基于STC89S52單片機的智能照明控制系統設計[J].自動化應用,2019(05):68-70. [12]譚佳怡.基于單片機的智能照明控制系統分析[J].數碼世界,2016(12):210. 指導教師審核意見： 指導教師簽字 年 月 日