教室智能照明控制系统的设计

智能照明节能控制系统的设计实现 自然资源是自然界中能被人类利用的各种物质和能量，是人类进行生产活动和生活的基础，是人类生存和发展的物质保证和物质基础，是人类社会可持续发展的基石。

伴随着技术的不断发展和更新，人类对自然资源的开发和利用程度越来越大，但是自然资源的数量是有限的，可再生资源的再生能力远远赶不上利用速度，当前这一历史时期中，自然资源的枯竭速度已经创造了历史。

然而在实际社会中，人们似乎还没有意识到能源将给社会、地球带来的危机，能源浪费的现象十分普遍，大量能耗白白浪费掉，不仅浪费了资源，还污染了环境。

 能源浪费的现象在照明上表现得十分明显，许多需要长时间照明的设备和场所如学校的教室、图书馆、阅览室、工厂、办公楼、地铁等公共场所照明系统的电耗惊人。

这些耗电量较高的照明系统中，一些电量的正常使用是不可或缺的，但由于使用和管理人员的责任心不强、环保意识差、缺乏科学的照明控制系统等因素造成的不必要的电量浪费就难免让人心疼。

例如在夜间室内无人时，照明仍然常亮，设备区的长明灯一年耗费的电量惊人，许多白天光照强度完全足够的区域照明也一直常亮，这种现象造成了诸多不必要的能源浪费和不必要的经济损失。

 据相关数据统计，北京科技大学的公共教学楼每天少开灯1 h,每年就可节约电量150 000 kW- h,约合节约人民币10 万元。

由此可见，照明系统上的节能控制十分有必要，然而如何在保证实际照明需要的情况下，不增加管理人员的工作量，既保证照明质量，又能实现自动智能化控制，从而实现节约能源的控制系统能够通过什幺样的方式研制出来是摆在我们面前的一道迫切需要解决的难题。

本文通过单片机的数据控制功能采用红外热电传感器实现系统自动判断一定区域内的人员数量，从而自动控制照明亮度的控制系统是解决这一难题的有效手段，通过单片机对传感器采集数据的收集、判断与控制实现了节能控制照明系统，保证区域内的照明亮度，在保证实际使用功效的目标下，达到有效节约能源的目的。

第1篇课时：2课时年级：五年级教学目标：1. 知识与技能：了解智能照明系统的基本原理，掌握智能调光、定时等功能的使用方法。

2. 过程与方法：通过项目化学习，培养学生的团队合作能力、问题解决能力和创新思维。

3. 情感态度与价值观：增强学生对科技的兴趣，培养学生关爱环境、节约能源的意识。

教学重点：1. 智能照明系统的基本原理。

2. 智能调光、定时等功能的使用方法。

教学难点：1. 智能照明系统在实际生活中的应用。

2. 如何将智能照明系统与环保、节能理念相结合。

教学准备：1. 教学课件、视频资料。

2. 智能照明系统实物或模型。

3. 学生分组材料。

教学过程：第一课时一、导入1. 教师通过提问引导学生思考：生活中常见的照明设备有哪些？它们有哪些优缺点？2. 学生回答后，教师总结并引入智能照明系统。

二、新授1. 教师讲解智能照明系统的基本原理，包括传感器、控制器、执行器等组成部分。

2. 通过视频资料展示智能照明系统的实际应用场景。

3. 教师引导学生了解智能调光、定时等功能的使用方法。

三、项目实践1. 学生分组，每组选择一个智能照明系统应用场景进行实践。

2. 教师提供相关材料和指导，学生根据所学知识进行设计和制作。

3. 学生在实践过程中，注意培养团队合作能力、问题解决能力和创新思维。

四、展示与评价1. 学生展示自己的项目成果，其他同学进行评价。

2. 教师对学生的项目成果进行点评，指出优点和不足。

第二课时一、复习1. 教师提问：上一节课我们学习了什么内容？智能照明系统有哪些优点？2. 学生回答后，教师总结。

二、拓展1. 教师引导学生思考：如何将智能照明系统与环保、节能理念相结合？2. 学生分组讨论，提出自己的观点和建议。

三、总结与反思1. 教师引导学生总结本节课所学内容，强调智能照明系统在实际生活中的应用。

2. 学生分享自己的学习心得，反思自己在项目实践中的收获和不足。

教学评价：1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与度、积极性等。

基于PLC的校园照明智能控制系统摘要：随着我国经济水平快速上升，随之出现的能源紧张问题也越来越严重，中国人口较多，国内高校用电量较大，也普遍出现能源浪费的情况，全国几千所高校，电量浪费的总量难以计算。

本文通过分析当前高校教室的灯具使用特点，出于节约照明用电的目的，设计了一套校园照明智能控制系统。

使用该智能控制系统能够根据教室、走廊、校园的实际情况进行开关灯，避免了校园内电灯在无人时长期点亮不关的现象，同时能够很大程度的减少人工管理的工作量。

1.引言全国几千所高校，电量浪费的总量难以计算。

传统的校园照明系统往往需要手动控制，不仅费时费力，而且容易浪费能源，同时非常不利于学校的管理。

随着物联网技术和智能化技术的快速发展，校园照明智能控制系统已经成为现代校园建设中的重要组成部分。

基于PLC的校园照明智能控制系统具有自动化控制、节能减排等优点，因此备受关注[1]。

采用基于PLC的校园照明智能控制系统可以提高校园照明的智能化程度，基于PLC的智能控制系统可以实现根据时间、环境、用电负荷等因素自动调节照明亮度和开关状态，提高照明的智能化程度[2]。

通过智能控制系统的调节，可以最大程度地减少照明能耗，降低校园的能源消耗和排放。

同时还能实现照明故障检测和预警，及时发现和解决安全隐患，提高校园照明的安全性，方便校园管理[3]。

2.总体方案设计传统教学楼内灯光和校园内景观灯需要人工进行控制管理，大部分时间都有着许多的浪费能源现象。

校园照明智能控制系统是利用PLC对教室内的人体红外射线和光照强度进行监控，并以此为根据自动对教室和楼道里的照明灯进行智能化管理。

对校园景观灯采用分时段控制的策略减少能耗。

设计校园智能控制系统的主要目的时减少校园电灯能耗，在教室内光线充足或教室内无人的时候，自动关闭电灯，防止“长明灯”现象的出现。

对于楼道相关区域或校园内景观灯，实现智能化控制。

提高校园管理的能力，实现对教室照明系统的科学智能管理，为高校节约电能。

智能照明系统解决方案一、引言智能照明系统是一种基于物联网技术的创新解决方案，旨在提高照明效率、节约能源、提升用户体验。

本文将详细介绍智能照明系统的原理、功能特点、应用场景以及相关技术和数据支持。

二、系统原理智能照明系统基于物联网技术，通过传感器、控制器、通信设备和云平台等组成的系统架构实现智能化控制。

传感器感知环境光照强度、人体活动等信息，控制器根据传感器数据进行智能调光、定时开关等操作，通信设备实现与云平台的数据交互，云平台提供远程监控和管理功能。

三、功能特点1. 智能调光：根据环境光照强度和用户需求，实现自动调光，提高照明效果和舒适度。

2. 定时开关：可以根据时间设置灯光的开关时间，实现自动化控制，节约能源。

3. 人体感应：通过人体传感器感知人体活动，实现智能灯光的开关和调光。

4. 远程控制：通过云平台实现远程监控和管理，随时随地对照明系统进行控制和调整。

5. 节能环保：智能照明系统可以根据实际需求进行精确控制，节约能源，降低能耗和碳排放。

四、应用场景智能照明系统适用于各种室内和室外场景，如办公楼、商业中心、工厂车间、学校、医院、公共场所等。

以下是几个具体应用场景的介绍：1. 办公楼：智能照明系统可以根据办公楼内部和外部的光照情况，自动调整灯光亮度，提供舒适的工作环境，同时节约能源。

2. 商业中心：智能照明系统可以根据商业中心的客流量和时间，自动调整灯光亮度和颜色，提高购物体验，吸引顾客。

3. 工厂车间：智能照明系统可以根据车间内部的人员活动情况，自动开关灯光，提高工作效率，节约能源。

4. 学校：智能照明系统可以根据教室内部的光照情况和学生的学习需求，自动调整灯光亮度，提供良好的学习环境。

5. 医院：智能照明系统可以根据医院的不同区域和时间，自动调整灯光亮度和颜色，提供舒适的就医环境。

五、技术支持和数据智能照明系统的实现离不开以下技术支持和数据：1. 传感器技术：光照传感器、人体传感器等感知设备，用于采集环境光照强度、人体活动等数据。

zigbee智能照明系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解zigbee无线通信技术的原理及其在智能照明系统中的应用；2. 学生能够掌握智能照明系统中传感器、控制器和执行器的功能及相互关系；3. 学生能够了解智能照明系统在节能减排和智能家居领域的重要性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的zigbee智能照明系统方案；2. 学生能够通过编程和调试，实现智能照明系统的基本控制功能；3. 学生能够运用实验设备和仪器，进行智能照明系统的搭建和测试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术及其应用的兴趣，提高学生的创新意识和实践能力；2. 增强学生的团队协作意识，培养学生在合作中解决问题的能力；3. 培养学生关注环保和节能，提高学生的社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，以项目为导向，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：本课程面向高中年级学生，他们在物理、信息技术等学科有一定基础，具备基本的电路知识和编程能力。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，鼓励学生创新思考，关注学生的个体差异，提高教学质量。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为未来的学习和生活打下坚实基础。

二、教学内容1. 理论知识：- 介绍zigbee无线通信技术的基本原理；- 智能照明系统的组成、工作原理及其应用场景；- 分析传感器、控制器和执行器在智能照明系统中的作用及选型方法；- 探讨智能照明系统在节能减排和智能家居领域的重要意义。

2. 实践操作：- 设计并搭建简单的zigbee智能照明系统；- 学习使用编程软件，编写智能照明系统的控制程序；- 进行智能照明系统的调试与优化；- 分析实验数据，评估智能照明系统的性能。

3. 教学大纲：- 第一周：zigbee无线通信技术原理、智能照明系统概述；- 第二周：传感器、控制器和执行器的选型与使用；- 第三周：智能照明系统方案设计；- 第四周：编程与控制程序编写；- 第五周：智能照明系统的搭建、调试与优化；- 第六周：实验数据分析与总结。

基于51单片机的智能LED照明控制系统设计摘要随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明节能也日显重要。

现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。

这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、感光型开关在无人期间不能自动关闭。

本设计通过AT89C51单片机结合LED照明技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、处理等技术来实现对照明设备的智能控制。

单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭、通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测，如果亮度不够则单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号，根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制照明设备打开或关闭。

关键词：单片机；传感器；BIS0001；照明控制；节能AbstractWith the development of society people of the quality of life in demand is higher and higher, lighting in the proportion of energy consumption, thus increasing illumination energy conservation also more and more importantly. Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type, touch type, photographic type and so on. This several switch have their own disadvantages, such as sonic type is not suitable for environmental noisy places, photographic switch in one period can't shut automatically. This design combined by A T89C51 LED lighting technology, infrared sensing technology, light sensor technology, the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment. Microcomputer controls lighting equipment open or closed, by the relay ,through the light detection circuit for lighting equipment testing, if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals, according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed.Keywords: microcontroller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving目录摘要 (I)ABSTRACT (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 课题研究的目的与意义 (2)1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命 (2)1.2.2 改善工作环境，提高工作效率 (2)1.2.3 提高管理水平 (3)1.2.4 较好的投资收益效果 (3)2 系统设计方案 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2光照检测方式 (5)2.3 人体感应方式 (5)2.4 延时参数设置电路 (6)2.5 照明设备驱动电路 (6)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统硬件总述 (7)3.2 CPU性能介绍 (7)3.3 主控制机电路设计 (7)3.4 菲涅尔透镜 (8)3.5 热释电传感器及处理电路 (9)3.5.1 热释电红外线传感器 (9)3.5.2 信号处理电路 (10)3.6 光照检测电路 (11)3.7 控制电路 (11)3.7.1 延时时间选择电路 (11)3.7.2 输出控制电路 (12)3.8 时钟电路 (12)4 系统软件设计及实现 (13)4.1 系统软件流程图 (13)4.2 仿真环境介绍 (14)4.2.1 Keil介绍 (14)4.2.2 Proteus介绍 (14)5 系统可靠性技术 (15)5.1干扰产生的后果 (15)5.2 单片机应用系统的硬件抗干扰设计 (16)5.3 软件抗干扰技术 (17)毕业设计总结......................................... 错误！未定义书签。

基于PLC的教室智能照明控制系统设计作者：孙莉陈雯来源：《科学导报·学术》2020年第71期【摘要】介绍了西门子S7-200系列PLC完成对教室照明智能控制的基本原理;使用红外感应器和光敏传感器收集教室的环境信号，然后将传感器产生的模拟信号转化成数字信号传送给PLC，判断教室里是否有人，以及教室里的光线强度是否具备开灯的条件，事先设置好合理的开灯条件后，并且能根据教室的光照強度自动调节灯具的光照强度，做到无极调光，为学生提供最合适的光照强度。

在最大限度下做到节约用电的目的，而且还能很好的保护学生的视力。

【关键词】智能控制;S7-200PLC;热传感器;光敏传感器;无极调光1教室智能照明系统的控制要求教室智能照明是在原先传统教室照明的基础上加上现代化的控制技术。

首先就需要设计一个智能化的教室灯光照明控制系统，主控单元用PLC 来实现。

想要教室的照明具备智能化离不开传感器，通过外界的光照条件，使红外感应器和光敏传感器产生模拟信号，通过其转化为输入PLC的数字信号来进行输入的。

它不是靠手动控制，也不是独立的系统控制，而是采用两者结合的方式。

当教室里面有人时，光照比较暗，环境的光照强度达不到系统的设定值，系统就会自动打开灯具的开关，并能根据环境的光照强度对灯具进行调节照明的强弱;当教室里面没有人时，光照比较暗，环境的光照强度达不到系统的设定值，系统也不会打开灯具的开关;当教室里面的人都走干净时，通过PLC内部定时器的延时作用延时一段时间后，系统会自动把教室内所有的灯具关闭，无论是否有人，当教室内的环境光照值超过了系统所设定的值，灯具保持关闭状态。

2设计2.1教室智能照明的系统构成教室智能照明系统如图一所示，以PLC作为主控单元，红外感应器和光敏传感器收集教室的环境信号，然后将传感器产生的模拟信号转化成数字信号传送给PLC，判断教室里是否有人，以及教室里的光线强度是否具备开灯的条件，并且光敏传感器连接无极调光电路，根据光照的强弱调节合适的光照强度。