照明自动控制系统设计
随着社会对于节能减排的广泛关注，尤其是在现阶段电能短缺对经济发展以及人民生活造成影响的时刻，在很多学校，依赖人工管理的方式，很容易造成电能的浪费以及经济的损失。所以，通过照明自动控制系统的合理设计，不但可以节约经济，还可以达到节能降耗的目标。
1 节能潜力分析
就节能潜力而言，拥有怎样的节能潜力会直接影响到自动控制系统设计是否值得，当自动控制设计能够达到一定程度的资源节约，那么自动控制就非常的必要。我们以某个学校教室的照明设计国家节能标准来计算，教室照明功率的密度为10W/m2，每一天正常用电15h，一个教室标准面积为96m2，每一个教学年度按照270天来计算，假设一个学校有200间教室，节电按照平均30%来计算，那么一年所节约的电费在12-20万元。所以，研究教室节能照明自动控制系统，不但可以满足学校基本的照明需求，同时也可以实现对照明的节能自动化控制，在节能降耗的基础上，能够延长灯具使用的基本寿命，进而降低运行的费用，最终成为建筑节能不可或缺的一部分。
2 教室自动控制系统设计的方案
在对教室自动控制系统进行设计的时候，首先我们需要了解系统控制的整体结构，能够对其有一个清晰的分析与认识。然后，分析不同时间段的控制策略，这样才能够设计出完美的方案，实现教室自动控制系统的设计。
2.1 系统控制结构
基于“上位机-PLC-现场节点”的结构，按照“分布执行，集中管理”的方式来控制系统的各个设备，其控制系统见图1所示。本系统选择的下位机为西门子S7-200型PLC，在工作人员登录系统之后，就可以在其中设定特定的教室课表，然后发送到PLC中进行保存，并且在上位机中保存。在PLC接受课表数据之后，就会按照上课的时间段来对教室内的照明灯具开关加以安排，最终达到照明自动控制的要求，这样可以有效避免浪费的出现。工作人员按照上位机软件，也可以对教室的特定课表进行随时的更改，也可以直接利用远程控制在对灯具开关加以控制，使得控制灵活快捷。在上位机软件能够监控特定教室灯具使用的情况下，也包含了实时的开关状态与使用时间等，数据能够保存在上位机之中。
2.2 控制系统的主要控制策略
本控制系统是基于时间控制的策略，并且按照教室的实际工作时间来进行调整。
（1）正常工作日，在周一到周五，严格按照课表的时间来进行灯具的开关控制。
（2）在休息时间，控制系统白天不开灯，在教室内按照现场的实际需求实施人工开灯。在晚上开启三分之一灯具，22点之后，检查开关并且关闭所有的灯具。
（3）寒暑假，控制系统不会开启所有的灯具。
3 控制系统硬件设计
按照某教学楼具体情况的分析，对于教室之内所使用的灯具选择同一布局的方式。灯具选择36W日光灯，中等规模教室有9根日光灯。在教室内部按照每一排三个灯具一组，前中后三排的模式，教室里面的开关一次性的控制一排三个灯具。所以，基于这一特点，就实施了前中后位置的一、二、三号灯具的位置划分[2]。
4 控制系统上位机软件设计
上位机软件在本控制系统最上层运行，属于控制系统的核心，也是整体系统的监控平台，可以满足PLC控制、灯具运行监控、现场灯具直接控制以及灯具运行时间统计等多种功能。这一控制系统上位机软件选择C#语言进行编写，再利用.Net技术提供丰富资源，就可以满足上位机的各项功能要求。
这一控制系统的控制是基于时间作为依据，同时，基于教室内部时间使用的特殊要求，在设计之中提出了基于课表控制教室灯具的方法。基于这一基本思想，按照课表的时间数据，当系统判断为上课时间，就会控制灯具进行工作，但是出于下课时间，在预留一定时间之后，就会直接关闭灯具。
4.1 人机交互界面设计
图1：控制系统图
在人机交互界面设计之中，用户可以直观方便的输入课表数据，也可以直接对现场的灯具进行开关的控制。
4.2 现场照明灯具监控
上位机本身作为控制系统的监控平台，就可以对现场灯具的使用状态进行监测，这样也可以让工作人员在平台上及时的了解现场灯具的工作时间以及开关状态。当灯具的工作时间超出了寿命，系统就会提出警报，并且提示工作人员及时的更换。
想要满足监控灯具状态的功能要求，还需要上位机对PLC线圈的开关状态加以查询。可以通过Modbus协议的第1号功能，这一功能能够直接读取PLC数字量输出口开关的实际状态，发送欲读取的输出线圈地址以及线圈的数量，在PLC成功接收了数据之后，就会直接返回到对应的线圈。
5 结语
总而言之，本文主要是对照明电路的实施控制进行分析，希望可以解决传统教室内部不需要照明情况下照明灯亮造成资源浪费的问题，这样也可以避免原本繁琐的人工控制方式，不但装置简单，而且操作非常的方便，在当前社会中，是非常不错的选择。
参考文献
[1]陈维仁.浅谈建筑电气照明节能设计[J].江西建
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[2]姜震.电气自动化中的节能设计技术[J].技术与市
场,2017(11):151.
[3]徐安高.建筑电气照明中的节能方式与设计要点研究[J].建材与装饰,2017(44):99-100.
智能照明系统的设计 1引言 随着人民生活水平的不断提高，人们对工作和生活环境的要求越来越高，同时对照明系统的要求也越来越高。照明领域的能源消耗在总的能源消耗中占了相当大的比例，节约能源和提高照明质量是当务之急。照明用电作为电力消耗的重要部分，已经占到了电力消耗的10%左右，并且随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，照明用电还将不断增加。[1] 传统照明技术受到了强烈冲击。一方面，由于信息技术和计算机的发展对照明技术的变化提供了技术支撑；另一方面，由于能源的紧缺，国家对照明节能越来越重视，新型的照明技术得以迅速发展，以满足使用者节约能源、舒适性、方便性的要求。 智能照明系统是最先进的一种照明控制方式，它采用全数字、模块化、分布式的系统结构，通过五类控制线将系统中的各种控制功能模块及部件连接成一个照明控制网络，它可以作为整个建筑物自动化管理系统（BA系统）[2]的，一个子系统通过网络软件接入BA系统，也能作为独立系统单独运行，在照明控制实现手段上更专业、更灵活，可实现对各种照明灯的调光控制或开关控制，是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。 智能照明系统可对白炽灯、日光灯(专用镇流器)、节能灯、石英灯等多种光源调光,满足各种环境对照明的要求。适用范围有:大型公共建筑,如会展中心、航站楼、客运站、体育场馆、大型商场等;博物馆、美术馆、图书馆等文化建筑和教学建筑;星级酒店和高档写字楼的宴会厅、多功能厅、会议室、大堂、走道等场所。 通过采用智能照明系统,可实现以下控制功能:
(1)时钟控制:通过时间设定实现各照明区域的不同控制。 (2)调光控制:通过照度探测器和调光模块,达到各区域照度值始终在预先设定值范围。 (3)区域场景控制:通过控制面板和调光模块,实现各照明区域的场景切换控制。 (4)动静探测控制:通过动静探测器和调光/开关模块,实现各照明区域的自动开关控制。 (5)手动遥控器控制;通过红外线遥控器,实现在正常状态下各区域内的照明灯具的手动控制和区域场景控制。 (6)应急照明控制:系统对特殊区域内的应急照明所执行的控制。 3智能照明控制系统原理与组成 智能照明系统是基于计算机控制平台的全数字、模块化、分布式总线型控制系统。中央处理器、模块之间通过网络总线直接通信，利用总线使照明、调光、百叶窗、场景、控制等实现智能化，并成为一个完整的总线系统。可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中根据用户的要求通过计算机重新编程来增加或修改系统的功能，而无须重新敷设电缆，智能照明控制系统的可靠性高，控制灵活，是传统的照明控制方式所无法做到的。 智能照明的系统通常主要由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、PC接口、时间管理模块、手持式编程器、监控计算机（大型网络需网桥连接）等部件组成。 线路系统：总线式智能照明简单的开关特点：负载回路连线接到输出单元的输出端，控制开关用五类线与输出单元相连。负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量，控制开关不受影响；开关距离较远时，只须加长控制总线的长度，节省大截面电缆用量；可通过软件设置多种功能（开/ 关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点：实现双控时只需简单地在控制总线上并联一个开关即可；进行多点控制时，依次并联多个开关即可，开关之间仅用一条五类线连接，线路安装简单省事。 控制方式：智能照明控制，采用低压二次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景（各照明回路不同的亮暗搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。 照明方式：智能照明控制系统采用“调光模块”，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果，营造出不同的舒适的氛围。
多功能办公楼智能照明控制系统方案 多功能办公楼 智能照明控制系统建议方案 For personal use only in study and research; not for commercial use 合肥爱默尔电子科技有限公司 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。 同时，现代电子技术已为我们和生活方式带来无数的乐趣。如何让应用电子技术实实在在的应用到我们的生活中？让我们的生活更轻松、多彩！让我们的建筑也会随心而变——建筑是永恒的，音乐是流动的，灯光是多变的！让灯光自由组合，将大厦变得绚丽多姿！ 2、系统功能和优点 智能照明控制系统在多功能办公楼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。例如，上午来临时，系统自动将灯调暗，而且光照度会自动调节到人们视觉最舒适的水平。在靠窗的区域，系统智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯会自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内设定的亮度（按预设定要求的亮度）。 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，使客人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化服务环境吸引宾客光临 好的灯光设计能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。人员对办公楼的第一印象是办公楼大堂接待区域，高雅别致的光环境可给予人员一种宾至如归的感觉，增添人员对办公楼的好感，亲切而又温馨。 多功能办公楼内包括餐厅、会议室、多功能厅等，利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使人员有个舒适的居住环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感。 3、可观的节能效果
智能照明系统 1、概述 办公环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。现代办公楼的照明已经成为直接影响办公效率的主要因素之一，因此,越来越引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为现代智能办公大楼的一个重要内容。据国内外有关资料介绍，办公照明用电量占整幢大楼能耗的约1/3，办公照明的设备费用（包括照明器件和配布线工程费）约占电气工程费用的10%以上，因此选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，不仅能大大简化穿管布线的工作量，而且能有效地节约能源，降低用户运行费用，提高大楼管理水准，具有极大的经济意义和社会效益。在一些欧美发达国家，照明系统的智能化控制已成为智能化大楼不可分割的组成部分，而且应用范围越来越广。 智能照明控制系统的技术，随着现代建筑技术的发展而不断更新以适应各种建筑结构布局，不同灯具的选配，实现多样化的控制模式。由于这是一个开放式的系统，采用标准接口可以方便地与其它系统诸如BA、安保、消防等相互连接完成系统集成功能；同时利用系统配备的监控软件，大楼管理工作人员借助“友好”的用户界面，能极其方便地遥控、监控大楼所有控制设备的工作状态。 2、智能照明系统 长期以来智能照明在国内一直受到忽视，绝大多数建筑物仍然沿用传统照明控制方式。部分智能区域照明和定时开关功能，很难实现调光、场景控制等负责多变的功能，澳洲奇胜的C－BUS正是为了满足这些更高的照明需求而开发出来的新一代智能照明控制系统。就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光处理，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升照明环境的品质，确保在建筑物里工作和生活群体的舒适和健康。
基于单片机的楼道照明自动控制系统设计 1.设计内容 本次设计的内容为楼道照明自动控制系统的设计。它利用光敏电阻和热式电红外传感器，单片机等器件对楼道照明灯具进行自动控制。使电灯白天不亮，夜间有人走动时自动点亮，人走后延时一段时间自动熄灭，从而达到节能的目的。 2.设计方案和主要元器件的选择 2.1设计方案 本次设计的三个要求：第一电灯白天不亮，第二晚上有人走动时自动点亮，第三人走后延时一段时间自动熄灭。针对，电灯白天不亮，我们采用光控，采用光敏电阻，利用它的导电特性予以解决；针对行人走动电灯自动点亮，我们采用热式电红外传感器，利用它将热转化为电压的特性予以解决；针对延时，我们采用单片机的延时程序予以解决。 2.2 主要元器件的选择 （一）光敏电阻的结构和工作原理 1 结构 光敏电阻的结构和电路图形符号如图1所示。
光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。如图2所示光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时即可加直流电压，也可加交流电压。无光照时候，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流很小。当光敏电阻收到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减少，电路中电流迅速增大，一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级，亮电阻在几千欧以下。 2 工作原理 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物，硒化物等半导体。通常采用
涂敷，喷涂，烧结等方法在绝缘底上制作很薄的光敏电阻体及梳妆欧姆电极，然后接出引线，封存在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则阶带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在阶带中产生一个带正电荷的空穴，这种有光照产生的电子--空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子--空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。 （二）热释电红外传感器 任何发热体都会产生红外线,辐射的红外线波长跟物体温度有关。表面温度越高,辐射能量越强。人体的正常体温为36~37.5℃，其辐射的最强的红外线的波长为9.67~9.64um，中心波长为9.65um。故考虑采用热释电人体红外传感器(PIP)。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。其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化产生正、负电荷,随温度的变化而变化。 Ｄ端接电源 正极，Ｇ端接电 源负极，Ｓ端为 信号输出。由于
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…………………………………………………………………………………………..
１．引言 随着能源资源的不断减少，人们的节能意识越来越强烈，节约用电是人们日常中尤为关注的问题。对于一栋大厦的照明控制，为了避免过 大瞬时电流，需要各个楼层间隔启动和关闭。 传统上是各个楼层安装一个或几个控制箱，需要人到各个楼层去分别开启和关闭，因为完成整个过程需要很长的时间，所以要提前行动才能保证在规定时刻全部开启，这样就浪费很多电能和人力。 本文为青岛某大型国际购物中心设计了智能照明控制系统。通过触摸屏和PLC 进行照明控制，能够在短短几分钟内完成照明开启和关闭，不需提前动作，节约能源，降低了运营成本。 ２．设计要求 2.1照明分布结构 该购物中心分为室内照明和室外广场照明控制。室内为地下两层、地上三层。负二层为停车场，分为人防A 、B 、C 、D 四区。负一层至三层均有应急照明、公共照明、装饰照明和商铺电源。此外，一层有雨檐和橱窗 照明，二层有广告灯，三层有LOGO 灯和LED 。室外广场分为A 、 B 、 C 、 D 四个区，分别有草坪灯、庭院灯、壁灯及其它一些装饰照明。 2.2控制系统设计要求 对于室内照明控制，控制系统要求具有手动、 自动两种工作方式。在手动方式下，单按钮具有启停控制功能，用户可以根据需要手动控制各个区域各种照明的开和关。在自动方式下，主PLC 根据触摸屏设置的时间自动完成照明的顺序开关控制。 对于室外照明控制，控制系统要求具有手动、自动和时钟控制三种 工作方式。在自动方式下， 室外四个PLC 通过串行PLC 链接方式与室内主PLC 通信， 获得时钟信号，完成室外自动控制；同时，主PLC 获得室外PLC 的输出状态，显示在触摸屏上。在时钟控制方式下，室外PLC 不受室内PLC 影响，而是根据时控开关实现室外自动控制。 ３．控制系统的硬件配置及接线 根据控制要求和输入输出点的需要，我们选择欧姆龙公司的CJ1M-CPU13作为室内主控制器，其具有扩展方便、体积小、性价比高等优点。主机架由I/O 控制单元CJ1W-IC101、串行通信单元CJ1W-SCU41-V1、八个16点输入模块CJ1W-ID21和两个16点输出模块CJ1W-OC211组成，扩展机架由I/O 接口单元CJ1W-II101、十个16点输出模块CJ1W-OC211组成，并用连接电缆CS1W-CN313将主机架与扩展机架相连。 选择OMRON 的触摸屏NT5Z-ST121B-EC ，既成本低，又能够满足时间设定的要求。该触摸屏通过RS232C 连接线与串行通信单元PORT2口连接。 图1系统结构 室外四个PLC 选择欧姆龙公司的CP1H ，其支持串行PLC 链接通信方式。使用RS422A 转换器(CJ1W-CIF11)将CJ1M 内置RS232C 端口转换为RS422A ，然后连接CP1H 的RS422A/485口。电缆最长可达50m ，满足安装布局要求。总结构图如图1所示。 考虑到商场照明的特殊性，在室内和室外控制面板上都加有应急开关，直接控制继电器的线圈，当PLC 故障时能够保证基本照明启动。 ４．控制系统的程序设计4.1PLC 控制程序 使用OMRON 产品编程软件CX-P 6.1开发系统的控制程序，并采用简单直观、可读性强、便于修改和维护的梯形图语言编程。根据控制要求，给出主PLC 的主程序流程图，如图2所示。 自动方式下，要按照一层、负二层、负一层、二层、三层的顺序启动，当某一层的总开关置于停止位即不需要启动时，要跳过该层仍然能顺序启动。设计方法是，在每一层设置一个开启标志，通过逻辑判断实现。当PLC 掉电又重新上电后，为了防止因同时按各层的启动按钮而引起电流过大问题，我们要将启动按钮之间的控制互锁。 图2系统流程图 CJ1M 带有内部时钟，可以从辅助区A351~A354读出时间。通过实验观察得知，本设计中使用的CJ1M 存在时钟误差，并且受温度的影响。我们设计了时钟修改画面，该画面既有PLC 内部时钟显示功能又有时钟修改功能。当发现时钟误差较大时，通过触摸屏可以重新设置，这样既直观又方便。 4.2触摸屏画面设计 我们使用画面编辑软件NTZ-Designer 设计触摸屏的画面。根据设计要求，设计了四个画面。首画面为指示画面，滚动显示各个时间段内要完成的动作和室外广场照明状态。第二个画面为五个开启时间点设置画面，第三个画面为五个关闭时间点设置画面。五个时间点同在一个画面可以方便比较，有利于发现设置时间顺序颠倒问题。考虑到PLC 内部时钟误差较小，其修正不常用，因此将PLC 内部时钟修改画面作为最后一个画面。 首画面中要显示当前时间，并通过添加报警控件，将各时间段内应该完成的动作显示出来，起到提示作用。同时，将室外照明以指示灯形式指示，这样在室内即可以了解室外照明情况。开启时间点和关闭时间点设置包括按钮控件和显示控件，它们的设计过程相似，只是控件属性中的存储区地址不同。以商铺电源开时间设置画面的设计为例：选择所需的元件，添加到画面编辑区，并设置元件的属性；将“小时设置”按钮的输入属性设置为“地址种类：D ，地址大型购物中心的PLC 智能照明控制系统设计 青岛大学自动化工程学院 王涛 徐世许 ［摘要］本文根据系统的设计要求，分析了硬件的采用和软件的设计问题。室内主ＰＬＣ利用内部时钟功能，根据触摸屏设定的时间 自动完成室内照明控制。 室内ＰＬＣ与室外的四个ＰＬＣ采用设计简单的串行ＰＬＣ链接通信方式，实现室外照明监控。实践证明，该设计使硬件电路得到简化，保证了系统可靠运行，节省人力财力，取得良好效果。［关键词］可编程控制器触摸屏串行ＰＬＣ链接 作者简介：王涛（１９８２．１２－），男，青岛大学自动化工程学院２００６级研究生，现从事于ＰＬＣ的应用设计。徐世许，教授 。 （下转第409页） 406——
1、概述 “节能、智能科技与美学是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。现代东莞商业中心环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。照明已经成为直接影响工作效率的主要因素之一，因此，越来越引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为现代化东莞****智能化设计的一个重要内容。 2、项目需求分析 作为大量使用灯光的建筑，对于智能照明的需求具有以下特点： 控制区域类型较多，包括大堂区，走廊，楼梯间，电梯厅等；以及6－38层写字楼的公共走廊，室外亮化景观照明，地下车库照明，地下商业部分等的照明控制。 ●灯光耗能量大，因此对于照明节能的要求较高，效果要求显著； ●人流量和照明量存在线性比例关系，人流量越多，需要打开的光源越多； ●顾客对于灯光有较高的指标要求，在不同的区域、不同的场合来设置不同的场景。 根据本项目业主、设计单位针对本项目的直接沟通交流，并结合以往智能灯光在项目实施中的实际经验，我们对于本项目各控制区域需要用到的控制手段分析如下：
3、方案设计 根据需求，我们设计以下控制方案： 照明控制区域说明： 3.1公共区域（大堂、走廊、电梯厅） 走道、电梯厅在*****是必不可少的，在大楼走道、电梯厅等区域的照明是最能体现智能照明的节能特点。没用到智能照明的情冴下，当走道无人经过的时候灯却依然亮着，这就大大浪费了电能，而智能照明系统可以有效的进行管理。 大堂 大堂是客人进入****商务区的必经之路，是光临****的第一感觉，其灯具的选用和灯光布置不只是为了大堂照明的需要，更应考虑照明的气氛及照明与建筑装潢的协调。作为一个高级大楼的大堂应该最大限度地为客人提供一个舒适、优雅、端庄的光环境。 大堂采用场景控制，在大堂内配置可编程控制面板迚行灯光控制。通过可编程控制面板可以实现多种不同场景的切换，如：“白天模式”、“傍晚模式”、“夜间模式”等，不同模式开启不同的灯光。 同时，在一层的大堂内配置一个液晶触摸屏，该触摸屏可对整座大厦内所以智能照明受控回路的控制。 走廊 走廊采用自动照明控制，正常工作时间全开，非工作时间改为减光照明，节假日无人时可以只亮少量灯。在电梯厅入口处配置一个可编程控制面板，可根据需要手动控制就近灯具的开关。在走廊通道中，配置相应数量的红外感应器，可实现随着人员走动开启灯光的功能。当人员离开红外探测范围内，灯光延时自动关闭。 下图为公共区域（走廊）照明控制原理图（仅供参照）： 值班模式：半开
智能照明控制系统主要应用在哪里 为什么要使用智能照明控制系统，使用智能照明控制系统后，有什么作用，能带来哪些好处，智能照明系统仅仅是为了节能吗，各种各样的问题，在实际中经常碰到，今天作为智能照明系统的一个多年从业者，我为大家讲讲，今年主要是说，智能照明控制系统主要应用在哪些环境中，有什么样的效果或者作用。以后有时间，再跟大家分享一些其他方面的智能照明知识。 一、商场、写字楼、餐厅等大厅区域 大厅宾客进入会馆的必经之路，是光临展厅的第一感觉，其灯具的选用和灯光布置不只是为了大堂照明的需要，更应考虑照明的气氛及照明与建筑装潢的协调。大堂应该最大限度地为参展人员提供一个舒适、优雅、端庄的光环境。展厅前厅可根据不同时间段、人流量、节日需要，自动控制灯具，维持大堂照度的需求。 通过智能触摸面板，可预设多种灯光效果，组合成不同的灯光场景（白天、傍晚、夜晚、深夜、节假日模式等）。当需要改变灯光场景时，只需按一下按键，就可以实现灯光场景的改变。。 二、展厅商品、展品等陈列区域 商品陈列区域的照明需要，往往是要突出某个亮点，突出某个主打商品的亮丽外型，或是突出某个品牌的特点，不同时间、不同季节会有一个变化的效果。照明控制上应具有调光功能、场景设定功能。 根据不同的时间、不同的季节和外部环境可以通过智能化控制系统任意设定不同的灯光效果，设置多种场景模式，灯光可以根据临时需要进行灵活分割，开启变换，达到节能作用。并可轻松地切换不同的场景模式。 三、非重点公共区域 云智居智能照明控制系统在中央控制主机的作用下，处于自动控制状态。每天客流高峰时段，照明应处于全开状态。在非高峰时段，白天日光充足，可关闭所有部分照明，并对照明采用1/2或1/3隔灯控制，以节省能耗。深夜时候，可关闭所有的照明，只保留监控和应急指示灯照明，以节约能耗。也达到控制区域不同的照度方式以供照明，这样使灯光的照明既得到了有效的利用，又大大地减少了电能的浪费，保护了灯具，延长了灯具的使用寿命。如有特殊需要，可在管理室用按键开关，手动开启或关闭照明。当符合了自动控制要求时，系统会自动恢复到自动运行状态，无需手动复位。 四、走廊灯公共区域照明控制 通过将走廊等公共区域的照明回路接入照明控制系统，并在公共区域的适当天花板位置加装热线传感器，通过监测人体和周围环境的温差和位移，实现对公共区域回路的控制，达到人来灯亮人走灯灭的效果。 五、办公室功能 现代化的办公室不单单只是做为办公用的场所，它代表着公司的形象而且也应该符合时代发展的潮流。在办公室诸多的因素当中，光环境是不可忽视的重要的因素；这就不仅仅在选灯上要做严格要求而且在控制上面也是个重点，而在
* * * 大学 本科生毕业设计（论文） 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生： 指导教师： 完成日期2012 年5 月 ****本科生毕业设计（论文）
基于PLC的校园照明智能控制系统设计 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller 总计：27 页 表格： 2 个 插图：15 幅 *****本科毕业设计（论文）
基于PLC的校园照明智能控制系统设计 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名： 学号：104091120032 指导教师（职称）： 评阅教师： 完成日期：
基于PLC的校园照明智能控制系统设计 电气工程及其自动化* * * ［摘要］目前，大多数校园照明系统仍然使用人工控制，其缺点是控制复杂、修理困难、容易发生误动作。针对这种情况，本设计使用西门子S7-200PLC代替传统的人工控制校园照明系统。采用了PLC智能控制，系统稳定可靠，完全满足学校的照明要求，校园照明系统主要有道路控制输出信号、景观灯输出信号、公共绿地输出信号，根据PLC 控制原理对其进行I/0分配和绘制照明系统流程图及编写校园照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行，能够实现当设备发生故障或出现某些不正常运行情况时，由自动控制变换人工控制，在排除故障后再次实现自动控制满足照明智能控制系统的要求。 ［关键词］照明系统；西门子S7-200；输出信号；智能控制 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller Electrical Engineering And Automation Specialty* * * Abstract:At present the illumination system of the majority of our campus is still using the traditional manual control system, whose disadvantages are complex control, difficult to repair, prone to malfunction. For this situation, this paper uses the Siemens S7-200 and designs the system to control the campus lighting system instead of traditional artificial control，Programmable Logical Controller intelligent control system was adopted on the new campus, the control system is reliable enough to meet the requirement of campus lighting, The system mainly includes incident the output signal of the road、the decorative lights and the green fields. Which composes the I/0 allocation tables and flowing diagram and the ladder diagram control programs of the illumination system of the campus. Through the simulation, it is able to turn to manual control from the automatic system when the facilities generate the phenomenon of the malfunction and abnormal,the automatic system turn on after people to find and orderly deal with the malfunction ,and fulfills the requirements of the system of the intelligent control. Key words:The illumination system; Siemens S7-200; the output signal; intelligent control
基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计 类别：网文精粹阅读：1013 对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。据测算，这种现象的耗电占其单位所有耗电的40％左右。因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。 1系统结构和工作原理 系统结构图如图1所示。本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，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。
2系统硬件设计 按图1构成的系统硬件电路如图2所示。为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间。由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不做详细介绍。 2.1中心控制模块 目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能
需求及成本考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。 2.2光照检测电路 如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A 点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。 2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到10 m以上。 由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小(小于1 mV)，不能直接作为照明系统的控制信号，因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适
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、
毕业设计说明书 基于单片机的房间自动照明控制系统设计
Undergraduate Design(Thesis) The Intelligenc Control System Design of Room Lighting Based on MCU BY JI Jiangkun Supervised by Associate Lecturer LU Danhong School of Electric Power Engineering Nanjing Institute of Technology June 2008
嵇江坤：基于单片机的房间自动照明控制系统设计 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。同时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。 本文阐述了照明的控制方式设计原理与实现方法。以设计过程为主线，分别从硬件和软件两个方面描述设计过程，即从硬件电路的设计方法到实现所要求功能的软件技术。该照明控制系统的控制器分别是以AT89C51 单片机为基础，实现了控制与显示等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：与LCD显示电路，照明灯控制电路以及看门狗电路等。对于软件设计主要有控制器、程序设计与灯光控制、键盘扫描与LCD显示等程序设计。该功能是：通过人体释热红外线传感器，光敏三极管和AT89C51单片机控制的照明灯实现开启、关闭、调节房间亮度功能。 关键词：单片机，手动控制，自动控制，人体释热红外线传感器，光敏三极管
隧道照明自动控制系统的设计 摘要：介绍了一种基于本地控制器STM32的隧道照明自动控制系统设计,主要阐述了系统总体结构,给出了采集单元和驱动单元的硬件结构,对隧道照明自动控制系统的整体控制进行了软件说明。提出隧道照明自动控制系统能根据隧道口的光照亮度、车流量和车速等参数来合理地调节隧道内的照明亮度,从而让驾驶员安全地通过隧道。 关键词：隧道照明; 信号采集; 控制单元; 驱动单元; 软件设计 0 引言 进入隧道的驾驶员一般容易产生“明适应”和“暗适应”的视觉问题,容易引发交通事故。据统计,发生在隧道口的交通事故绝大多数是由于洞口亮度变化不当而引起的追尾问题。因此,隧道照明控制系统必须能够根据隧道口的光照亮度、车流量和车速等参数来合理地动态调节隧道内的照明亮度,使其变化更加符合人眼对亮度的适应变化曲线,从而让驾驶员安全地通过隧道[1]。 本文设计了隧道照明自动控制系统,采用STM32F103RBT6作为采集系统的核心控制器,通过连接不同功能的传感器进行相关数据的采集,并进行处理,最后输出给每个驱动单元,实现隧道灯亮度的实时调节。 1 系统的总体设计 隧道照明控制系统一般包括采集单元、控制单元、通信单元、驱动单元及与之配套的隧道照明灯具[2-3],如图1所示。信号采集单元首先把系统需要的洞外亮度、经过隧道的车流量及车速的信息传输给本地控制器,本地控制器再依据调光控制程序,将输入的参数转换成隧道内各照明
段所需的亮度值,并得出各个驱动单元所需的控制信号,把得出的调光控制指令发送给各段所对应的驱动单元,进而控制各照明段的灯具亮度,实现实时、连续的调光。 图1 隧道照明控制系统总体结构 2 硬件设计 2.1 采集单元的设计 2.1.1 光照采集 洞外亮度是指在公路隧道接近段的起点S处,距离地面1.5 m高,正对洞口方向20°视场范围内实测所得的平均亮度[4]。目前市场上常见的传感器为光敏传感器和照度传感器,本文选择GY-30照度传感器进行光照信息的采集[5]。该传感器内置BH1750FVI芯片,内部包括低功耗3.3 V稳压器和通信电平转换,内部包含A/D转换器,能够直接输出数字信号,是一种支持I2C总线接口的环境光强度传感器集成电路。 2.1.2 车速和车流量的采集 对于车速和车流量信号的检测,目前常用的有电磁线圈检测法、视频检测法、光电检测法、红外检测法、雷达检测法等。光电检测、红外检测和雷达检测的检测精度相对低,抗干扰能力差;视频检测法的成本高,实时性差,检测精度与软硬件设计有关[6]。因此,线圈式检测的方法相比之
多功能办公楼智能照明控制系统方案
多功能办公楼 智能照明控制系 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。 同时，现代电子技术已为我们和生活方式带来无数的乐趣。如何让应用电子技术实实在在的应用到我们的生活中？让我们的生活更轻松、多彩！让我们的建筑也会随心而变——建筑是永恒的，音乐是流动的，灯光是多变的！让灯光自由组合，将大厦变得绚丽多姿！ 2、系统功能和优点 智能照明控制系统在多功能办公楼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。例如，上午来临时，系统自动将灯调暗，而且光照度会自动调节到人们视觉最舒适的水平。在靠窗的区域，系统智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯会自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内设定的亮度（按预设定要求的亮度）。 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，使客人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化服务环境吸引宾客光临 好的灯光设计能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。人员对办公楼的第一印象是办公楼大堂接待区域，高雅别致的光环境可给予人员一种宾至如归的感觉，增添人员对办公楼的好感，亲切而又温馨。 多功能办公楼内包括餐厅、会议室、多功能厅等，利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使人员有个舒适的居住环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感。 3、可观的节能效果 办公楼除了给人员提供舒适的环境外，节约能源和降低运行费用是业主们关心的又一个重要问题。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，从而大大降低了办公楼的能耗。 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，