室内灯光调节系统设计
目 录
1 引言 1
1.1 背景研究和意义 1
1.2 全球节能智能家居的发展 1
2 总体设计方案 2
3 硬件设计 4
3.1 单片机最小系统 4
3.3 热释电电路 8
3.4 光探测电路 10
3.6 系统硬件电路介绍 12
4 软件设计 13
4.1 编程软件介绍 13
4.2程序设计思路 13
4.3 软件模块设计 13
4.4 系统软件介绍 13
5 软件模块设计 17
5 系统软件设计 17
5.1 测试步骤 17
5.2 系统上电测试 17
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
附录A 原理图 22
附录B PCB图 22
附录C 程序 23
1 引言
1.1 背景研究和意义
目前,全国范围内的很多高校教室灯光控制调节的方面管理不够严格,教室的灯光的开关多由学生进行操作。但是因为学生在节约能源的意识不够强烈,又加学校的教室较多,在管理上也有很大困难[1]。这些情况长此以往会造成很多不必要的能源浪费。
当前很多场所采用的灯光控制方式主要是人工控制和声控模块控制,人工控制的弊端是在管理上不够方便和智能,往往会造成不必要的人力浪费,是一种不够高效的方式。采用声控的方式时 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072#
则不利于教室安静的学习环境并且容易受到环境音源的影响,控灯效果不够稳定。因此开发出一种操作简单、成本不高、功能完整的室内灯光控制系统将变得很有必要,而由于单片机控制系统具有功能强、体积不大、可靠稳定性、价格便宜等特点成为实现本方案的首选[2]。
因此开发出一套智能灯光调节系统将会有效的减少能源的不必要损耗,本系统的设计主要是针对高校教室内的灯光调节而设计的。因为教室是一个学习和阅读的地方,本课题的研究将会有利于室内灯光的高效调节。高校教室人员流动时间上的不规律性往往造成管理的困难,因此开发出一套智能的室内灯光调节系统将会具有重要的意义。并且由于高校教室众多,推广系统也会有大量的样本数据可以参考,能够帮助本系统的完善和优化以便可以在成功运用之后大规模的推广开,从而达到节约能源的目的。
1.2 全球节能智能家居的发展
能源是影响一个国家经济发展的重要因素,其中电力能源的消耗更是有着重要的分量[3]。据科学预测我国到2030年时,非化石能源发电的比例才会达到20%,目前我国也将长期处于对化石能源的发电的重度需求之中[4]。资源的过程中,开采、运输、燃烧等过程中不仅会造成当地环境的巨大的恶劣影响,燃烧后产生的废气会造成也是酸雨和雾霾形成的主要因素[5]。但是由于环保新能源的开发并不能短时间迅速发展扩大,我国目前使用化石燃料的情况将会持续一段时间。因此我们应该更加重视节约能源,在家居上实现智能控制减少能源的消耗。
众所周知,日本的智能建筑建设在全球范围内都处于领先的地位。由于日本的国土面积相对较小,化石资源匮乏。特别是在2011年日本发生了大地震后迫使日本调整电力结构,企业和消费者都更加重视控制用电,节电意识也变得格外强烈[6]。这种变化不仅仅是在该国境内引起重视,随着全球气温的变暖,近几年恶劣极端的天气也越来越多的出现,因此减少化石能源消耗变成了人们越来越深切的渴望。与其单方面的节约,不如说是以全球为单位的希望解决此类的问题。在全球范围内,由于发电系统的不完善导致很多地区会出现大规模供电不足或断电的情况,因此也越来越多的人注意到这个问题。建造出智能电力管理家居建筑的需求开始逐年增加。
不仅日本国内智能化建筑占新建造的建筑约80%。新建造的智能建筑使用了新的技术和建筑材料,并且充分利用网络技术,自动化等技术将科技融入生活,精确的对建筑内的能源消耗进行控制。日本智能建筑的节能方面有着优秀的表现,对于我国室内的智能灯光控制也有着很好的启示。据调查,在全球,仅2010到2015年的5年时间中,智能家居建筑的市场规模由最初的818亿人民币猛增至17996亿元人名币,增长了二十多倍。预计到2020年全球智能建筑市场或超过3.8万亿人名币,智能建筑在未来的一段时间将会迅速蓬勃发展,节能环保的家居也会得到更多重视。放眼全球,作为世界上第二大经济体的中国,在全球智能家居市场拥有最大的需求量,预计在本世纪20年代,中国智能家居市场将占全球1/3。加上国人对水电资源浪费现象的愈加重视,在这个刚刚起步的智能建筑市场将会以更快速度发展,智能建筑将会是以后建筑设计的一个趋势,我们应该更加重视和把握住这个契机。
在实际应用中,迪拜的七星级酒店—BURJ AL ARAB有一个很好的案例。在楼层服务台的接待处,接待的人员在顾客到来之前就可以通过服务台中的控制面板得知顾客的相关喜好,并在客人入住之前将房间的的灯光调整到合适的场景。顾客也可以通过设在每个房间的进口的总控制面板,将每个房间调节成自己喜欢的场景。当检测到客人进入到客厅、卧室、洗手间的地方时都可以将灯光调节成设置好的场景。顾客离开时,也可在总控制面板关闭套间内的所有灯光。该灯光调节系统可以根据光线变化的强度来对光的强度进行调节实现光照强度调节,以对灯具的工作情况进行控制和管理。同时灯光系统与整个酒店的BAS系统相连能与其他建筑管理系统之间的通信[7]。
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