教室照明灯节能系统毕设开题报告

信息与通信工程学院学士学位 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 开  题  报  告 题目：教室照明系统节能控制电路的设计与实现 班  级：　2011　          　 学  号：　2011        　 姓    名：      ______ 指导教师审查意见： 指导教师签字： 年  月  日 哈尔滨工程大学本科生毕业设计（论文）开题报告 姓 名 孙 学 号 201118 报告日期 2014-12-15 设 计（论 文）题 目 教室照明系统节能控制电路的设计与实现 指 导 教 师 陈 设计（论文）起止时间 2014年12 月 1日至2015年5月24日（共 14 周） 1、背景说明 随着国民经济的快速发展，人民生活水平也不断提高，电能显得尤为重要，但也导致用电负荷的加剧，同时也有了世界电能源危机，电能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。开发新能源是解决能源危机的一种方式，然而怎样节能也是首要任务，很多能源是不可再生的，合理安排有限的能源是世界各国都在研究的内容。电是人类生活中不可缺少的，电能的节约也尤为重要，世界各大国家都在研究怎样节约电能，很多国家都取得了一定成绩。我国在这方面也有研究，成绩也是有目共睹的，由于价格的因素在教室灯光中还没有普及。 目前校园规模随着高等教育规模的扩大而扩大，教室的数量也大幅度增加。为使师生有舒适的教学和学习的环境，在教室的面积、设施以及照度方面，学校都在力所能及的范围内予以最大的改善。但由于大学开放型的管理模式，以及部分大学生节能意识的淡薄，高校的教室在白天室内照度很高的情况下，仍然普遍存在开灯作业；夜间许多教室，即使仅有几个学生在教室自习，但室内照明设施全部开启；另外，人走不熄灯的现象到处存在。基于此原因，本文设计了一种智能照明节能控制系统，由单片机实现灯光节能的控制，可以合理有效地利用照明灯光，从而解决教室电能浪费的情况，让电危机得以缓解。 2、主要内容及 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论证 2.1预期目标 1)设计教室照明灯系统的配电模式，师生可根据照明亮度手动控制分组灯具的亮灭； 2）教室照明灯处于断开时，光照强度检测电路根据所处位置的照度状态开启或关闭某一灯具； 3）教室控制系统通过485总线与监控室实现通信，以实现监控人员远距离关闭某教室的照明系统； 4）照明灯具可用LED模拟。 2.2系统基本组成及硬件设计 本系统为教室照明节能控制系统，是专门为高校教学楼照明用电的管理而设计的，系统需要两个传感器来分别检测人体红外信号和光强信号，需要按键电路来强制灯的开关，等等系统结构如图2.2.1所示： 图2.2.1 系统硬件总体结构框图 2.3 系统实现方案论证 方案一：系统最基本的实现方案 如图2.3.1是一种系统最基本的实现方案流程图。 Y N N Y Y N 图2.3.1：系统最基本的实现方案流程图 流程经过初始化以后，先判断有无按键按下，如果有则执行相应按键处理程序。如果没有，继续判断红外检测电路有无探测到有人，无人时，灭灯并返回继续判断有无按键按下。如果探测到有人，就接着判断当前照度是否满足设定要求。若照度满足要求，继续返回灭灯程序；若不满足，就给继电器一个动作信号，使其动作，从而开启照明电路。 在设计系统流程时，是先判断光照还是先检测是否有人，我遵循的原则是“以人为本”。如果没有人，开关灯就毫无意义，所以应先判断是否有人，而不是先判断光照情况。 本方案是智能照明系统的一种相对简单的流程图，它只控制灯的亮与灭，没有调光功能。后面的方案将体现方案一在这点的不足。 方案二：教室照度分模块调节方案 如图2.3.2为照明系统分模块调节照度方案的流程图。 Y N N Y Y N 图2.3.2 教室照明可调方案流程图 一般的室内照明环境中，靠近窗台门口的区域的自然光取光效果要比室内的其他区域好，而靠近走廊的取光效果相对弱一点，使得室内的各个区域的照度不完全相同。因此如何在室内用较少的光敏元件来较全面、准确地反应整个室内的照明情况是有难度的。本方案侧重于布置感光探头和其对应LED的位置，从而最大限度地满足各区域的照度需求。将感光探头安置在特定的区域，如靠近窗台、靠近走廊、教室中部等。 综合比较，本系统采用方案二。 2.4 各模块方案论证及选择 1）系统控制方案选择 方案一：整个系统采用集中控制方式。上位机是整个照明灯控制系统的唯一决策和控制单元，负责综合所有采集到的数据进行逻辑分析、判断，形成相应的控制命令下发各单元电路执行；而智能控制器仅仅是一个执行终端，被动接受各种控制命令并执行。优点：该方案控制集中，实现方便。缺点：该控制系统的逻辑关系较为复杂，当系统中接入较多照明灯时，上位机的工作负担太重。 方案二：系统采用集中控制和就地控制相结合的方式。上位机可以采集各单元控制器的状态，进行综合判断，并作出相应的控制动作。优点：整个系统的控制方式灵活，两种方式互补，既减轻了上位机的负担，使整个系统的控制容量的可以做的很大；同时又可以避免上位机控制器的故障而导致整个系统的瘫痪，保证各个单元仍然能够正常地工作。 由于能力有限，而且时间不是很充裕，本系统拟采用方案一（如图2.4.1）。 …… 图2.4.1 控制器系统结构图 2）通信模块信息传输方式选择 方案一：控制器与上位机之间采用直接连线的控制方式，实现两个模块之间的数据和命令的传输。优点：直线连接的方式，能够保证信息传递和命令下发的可靠性和实时性。缺点：每个单元都提供单独的线路，在实际照明灯控制系统中，不仅布线的工程量和难度很大，而且成本很高；同时，控制单元所需的控制端口数量也十分巨大。 方案二：采用RS232通信方式，总线方式传输，上位机到所有控制器只需一对线缆，能够有效地节约成本，同时还可以减少布线的工作量以及控制器的控制端口。同时，该方式速率可调，还可采用差错编码，有效保证通信可靠性。但是，RS232通信方式的传输距离有限，在实际路灯系统中，无法实现远距离路灯的控制。 方案三：RS485是一种基于差分信号传送的串行通信链路层 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ，它增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，半双工通讯。优点在于弥补了RS232通讯距离短，不能进行多台设备同时进行联网管理的缺点。在2400bps的速率下，传输距离可达10km以上。可为实际照明灯控制系统提供远距离传输保证。 综上比较，本系统采用方案三。 3）光照强度检测模块 方案一：光敏电阻检测。使用一个光敏电阻作为光线传感器检测环境的光照度，光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器：入射光强，电阻减小。入射光弱，电阻增大。同时利用反相器和电压比较器做为放大倍数接近“无穷大”的运算放大器，利用可调电阻用来设定与所要设定照度值对应的比较电位。 方案二：光敏二极管检测。使用一个光敏二极管作为光鲜传感器检测环境的光照度。 方案一和方案二相比较，方案一在应用中更加灵敏，效果更好，因此在本次设计中选择方案一实现光照强度检测。 3、进度安排 2014年12月01日——12月14日：确定课题，分配指导老师，根据设计任务要求开始搜集资料，尽可能完善研究方案；将搜集的资料进行初步整理，完成开题报告。 2015年1月05日——2月05日：复习电路相关知识，补充学习电路板设计相关知识； 2015年3月02日——3月15日：根据题目自主设计原理电路，学习PROTEL软件并绘制电路原理图； 2015年3月16日——3月31日：绘制加工PCB； 2015年4月01日——4月15日：编写调试程序，修改完善硬件电路； 2015年4月16日——4月30日：软件编程并结合硬件电路实现各项功能； 2015年5月01日——5月24日：撰写毕业设计论文，准备答辩。 4、主要参考资料（包括作者、出版物名称、出版单位、出版年月） [1]张元良等. 单片机开发技术实例 教程 人力资源管理pdf成真迷上我教程下载西门子数控教程protel99se入门教程fi6130z安装使用教程 . 机械工业出版社，2011 [2]张巍等.传感器技术及应用.北京理工大学出版社，2013 [3]第九届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编.（模拟路灯控制系统）.北京理工大学出版社，2009 [4]刘付伟等.基于PIC单片机的教室照明系统节能控制器设计.电子技术，2013.1 [5]张义和，电路板设计.科学出版社，2013 [6]阎石等.数字电子技术基础第四版.高等教育出版社，1998