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毕业论文网 > 开题报告 > 理工学类 > 自动化 > 正文

基于单片机的校园智能照明节能控制系统设计开题报告

 2020-04-15 17:12:24  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写

2000字左右的文献综述:

文 献 综 述

1.1课题背景

随着时代的发展,社会正在日新月异地变化着。但是伴随着变化而来的种种问题却羁绊着社会前进的步伐,其中能源和环境是两个比较重要的症结所在,特别是如今,煤、石油、天然气这些不可再生能源的日益减少,解决能源和环境问题是国家实现又稳又快发展的必经之路。而在众多能源中,电能作为二次转化能源,它的短缺和浪费是束缚经济发展和人民生活的重大问题。

现今,在许多公共场所,如学校教室、学生宿舍、图书馆和路边景观等,大多数照明系统依靠人工管理,并且由于数量繁多,常常会出现只有少数人员在室内或者光线充足的情况下,整个场所的照明系统全开的现象;更有甚者在无人的情况下仍然开启大量照明系统的现象,这造成了非常不必要的电能浪费和经济损失。随着经济的发展和科技的进步,人们的节能意识也越来越强,因此对照明系统的节能和科学管理提出了更高的要求,使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。选择合理的照明方案,配置先进的控制系统,不仅体现在节约能源,降低学校运行成本,提高学校的科学管理水准,而且具有广泛的经济意义和社会效益。

因此,在保证正常的照明质量的前提下,采取恰当的措施来遏制公共场所用电的浪费现象,这不仅仅是响应当前”节能减排”的号召,顺应社会经济发展的低碳革命趋势,更是为了建立起一个经济节约型、环境友好型的社会。

1.2国内外研究历史和现状

新型校园的建设在当今社会是一个引人注目的话题,随着计算机网络时代的发展,校园建设更加注重智能和节能,在传统的自动控制系统中,一般只包括了综合布线、计算机网络、安防消防、闭路监控等子系统。而在新校区的建设热潮中,各高校和他们的建设者们也应意识到智能照明的重要性。针对节约电能、保护全球环境的可持续发展的要求,美国环保署于1991年1月提出”绿色照明”概念,引起了其他国家的重视。我国也于1993年11月启动”中国绿色照明工程”,并于1996年正式列入国家计划。

20世纪80年代,照明行业首先由美国兴起并得以迅速发展。90年代后期,由于现代计算机技术、自动控制技术、现代通信技术、现代信息处理技术在世界范围内的广泛应用,科技进入了信息时代,并对各行各业都带来了巨大的影响,照明行业也随之发生了重大的革新,提出了照明节能化、智能化的要求。

进入21世纪后,大量的新产品、新设备、新技术的出现,使节能智能照明技术向着系统一体化集成的方向发展。例如:各种智能化断路器将微电子技术、传感器技术、控制技术、电力电子技术等新兴技术结合起来,实现了功能多样化、结构模块化,使断路器从基本保护功能发展到智能化的保护功能,令电路工作更可靠,性能更安全,功耗更节省。 控制技术的发展使许多控制功能从由较高层的控制室移至现场的低层设备,使信号的采集和处理更加快捷便利,而且工程技术人员还开发了一些控制管理软件,用户只要通过界面上的各个控制键,就可以实现对各种照明设备的监视和控制,操作更加容易、简单、直观。

中国则是在90年代引进的节能智能照明,由于市场的消费意识、市场环境、产品价格等各方面的因素,国人的传统照明理念与国外存在较大差异,生产商的产品制造技术与经销商的经营模式存在缺陷以及主要的设备和技术都是从国外引进,这造成很难形成较大的消费市场,致使中国的智能照明行业迟迟没能拥有稳定、广阔的消费渠道。

进入21世纪后,随着国内经济的发展,技术的成熟,诸如IBM、Microsoft、Sajnsung、Panasonic、Siemens等一大批跨国企业的加入,加速了节能智能照明行业的发展以及渠道商的形成。一批国内的节能智能照明产品商则利用各自的优势在市场上逐渐站稳了脚,得到了渠道商和最终用户的广泛认可。索博、瑞朗、九州易居等较早进军节能智能照明行业的企业,在产品研发、市场拓展、技术培训与服务方面大规模投入,其中索博则成为国际节能智能家居产品生产企业,拥有亚洲最大的产品研发中心和生产基地,以高端智能安防系统和智能微型控制模块在国际上处于绝对的领先地位。

国内节能智能照明生产商和实力雄厚的高科技IT 集团的介入,为照明行业提供了科学的专业设计、优质可靠的专业设备、全面完善的专业服务,为照明行业带来了新的力量,促进了中国节能智能照明技术的快速发展。

一些国内外知名企业不断推出各种性能良好的系统,如奇胜公司的C-BUS系统、ABB公司的i-Bus系统以及邦奇公司的Dynalite、LUTRON公司的GRAFIK系列节能智能照明控制系统均己广泛应用到照明控制系统中,下面列举三个系统的特点:

(1)Dynalite智能照明控制系统

该系统主要由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、编程插日、时钟管理器、手持式编程器和PC监控机等部件组成。采用DyNet网络连接,DyNet是一个分布式智能化网络,使用RS一485通讯协议。

(2)C-Bus智能照明控制系统

C-Bus系统是1994年由澳大利亚奇胜电气公司开发的,现已广泛用于很多国家和地区。C-Bus系统是一个二线制的总线型式的智能控制系统,主要用于对照明系统的控制,也可用于消防等系统中的联动控制。

(3)ABB i-bus EIB智能安装系统

EIB智能系统由总线、总线电源、智能传感器(光线传感器、模糊开关、时间控制器、移动传感器)、智能开关驱动器和其他智能元件(逻辑模块总线祸合器)构成。它是典型的现场总线系统,每个元件就是一个节点,这些节点连接在一根2芯双绞线介质的总线上,不分主从隶属关系实现相互之间的通讯从而实现控制和被控制。

1.3参考文献

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):

2.1研究目标

(1)通过对校园照明节能控制系统课题的分析,首先明确主要的研究对象为校园路灯照明、宿舍照明、图书馆照明和教室照明以及户外景观照明,进而设计出整个控制系统中各季节、各时段的运行时序。

(2)根据不同照明条件的需求(照明数量、照明种类、负荷计算、照明器件的导线选择等等),设计硬件线路连接控制方式。如校园路灯的光控和声控电路设计,教室照明系统的热释电传感电路,图书馆实时监控电路的分析和设计等等。

(3)通过对学校道路交通、教室使用情况、宿舍就寝规律和图书馆人员分布以及户外景观地理位置的分析,如实时数据采集,自动控制功能和通讯传输功能等要求,编写出适合校园各个照明系统的软件程序,并画出软件流程图。

(4)分析工业中常用的控制总线类型,选择出最适合校园照明节能控制的控制总线系统,并加以改进和完善,使之更好的为校园照明节能服务。

(5)将硬件设计和软件程序整合起来并进行综合调试。

2.2研究途径

(1)通过计算机网络以及图书馆文献资料,对毕业课题进行分析,并做好设计方案。

(2)对学校路灯照明、教室照明、宿舍照明和图书馆照明以及户外景观照明进行实地考察,作出合理的分析及设计。

(3)硬件方面选用AUTOCAD绘图。

(4)软件编程使用C语言编程。

(5)调试部分选用AT89S51系列单片机进行仿真。

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