基于單片機的照明控制系統(tǒng)_開題報告書

1、-畢業(yè)設(shè)計論文開題報告理工類題 目: 基于單片機的燈光照明控制系統(tǒng) 學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專業(yè)班級： DZ電子101 學(xué)生： 宏偉 學(xué) 號：2021140023指導(dǎo)教師： 曉春 2021年3月8日淮海工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文開題報告1.課題研究的意義，國外研究現(xiàn)狀、水平和開展趨勢1課題的研究目的與意義：隨著時代的不斷開展，國民經(jīng)濟的快速提高，尤其是地產(chǎn)行業(yè)的高歌猛進，國智能照明行業(yè)迅速開展，能源問題日益險峻，盡管我們的國土面積大，但人口數(shù)量龐大，能源相對短缺，而且我們對能源的浪費相對嚴(yán)重，已經(jīng)制約了我國的經(jīng)濟的可持續(xù)開展。在建筑物中，電能的消耗占百分之六十至百分之九十左右，其中照明的占用量是總電量

2、的百分之十至百分之十二，并且按照預(yù)測，隨著建筑物保溫隔熱性能的提高以及其他供暖以及供冷措施的利用，照明用電占用比例還會上升，因此，涌現(xiàn)出了各種技術(shù)類型的廠家，市場上也出現(xiàn)了各種類型，別具特色的智能開關(guān)產(chǎn)品，智能照明系統(tǒng)也應(yīng)運而生。 智能照明是指利用計算機、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通訊技術(shù)、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對照明設(shè)備的智能化控制。具有燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設(shè)置等功能；并到達平安、節(jié)能、舒適、高效的特點。智能照明系統(tǒng)其獨特的特性，迎合了人們綠色、環(huán)保、節(jié)能，智能化生活的觀念。與核心控制器相結(jié)合，

3、可實現(xiàn)如全自動調(diào)光，自然光源的充分利用，照度的一致性，光環(huán)境場景智能轉(zhuǎn)換，節(jié)能，延長光源壽命等功能，與其功能相適應(yīng)的是其廣闊的應(yīng)用環(huán)境，無論在交通路燈的控制，還是辦公大樓照明的控制，或是家居生活中都能發(fā)現(xiàn)它的身影。在家居領(lǐng)域中能為人們提供舒適的生活空間；在辦公領(lǐng)域，在節(jié)能中提高效率；在公共設(shè)施領(lǐng)域中綠色平安環(huán)保。該選題的意義在于迎合當(dāng)前社會的開展趨勢，綠色節(jié)能，開發(fā)出一個即節(jié)能，又不影響人們正常生活的智能照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能與智能控制的合二為一。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于加強了照明的自動化控制，系統(tǒng)最大的特點是場景控制，在同一室可有多路照明回路，對每一回路亮度調(diào)整后到達*種燈光氣氛稱為場景;

4、可預(yù)先設(shè)置不同的場景(營造出不同的燈光環(huán)境)，切換場景時的淡入淡出時間，使燈光柔和變化。時鐘控制，利用時鐘控制器，使燈光呈現(xiàn)按每天的日出日落或有時間規(guī)律的變化。利用各種傳感器及遙控器到達對燈光的自動控制。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于美化環(huán)境，室照明利用場景變化增加環(huán)境藝術(shù)效果，產(chǎn)生立體感、層次感，營造出舒適的環(huán)境，有利人們的身心*，提高工作效率。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于延長燈具壽命，影響燈具壽命的主要因素主要有過電壓使用和冷態(tài)沖擊，它們使燈具壽命大大降低。LT系列智能調(diào)光器具有輸出限壓保護功能：即當(dāng)電網(wǎng)電壓超過額定電壓220V后調(diào)光器自動調(diào)節(jié)輸出在220V以。當(dāng)燈泡冷態(tài)接電瞬間會產(chǎn)生額定電流5

5、-10倍的沖擊電流，大大影響燈具壽命。智能調(diào)光控制系統(tǒng)采用緩開啟及淡入淡出調(diào)光控制，可防止對燈具的冷態(tài)沖擊，延長燈具壽命。系統(tǒng)可延長燈泡壽命2-4倍，可節(jié)省大量燈泡，減少更換燈泡的工作量。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于照度及照度的一致性，采用照度傳感器，可以到達室的光線保持恒定。例如：在學(xué)校的教室，要求靠窗與靠墻光強度其本一樣，可在靠窗與靠墻處分別加裝傳感器，當(dāng)室外光線強時系統(tǒng)會自動將靠窗的燈光減弱或關(guān)閉及根據(jù)靠墻傳感器調(diào)整靠墻的燈光亮度;當(dāng)室外光線變?nèi)鯐r，傳感器會根據(jù)感應(yīng)信號調(diào)整燈的亮度到預(yù)先設(shè)置的光照度值。新燈具會隨著使用時間發(fā)光效率逐漸降低，新辦公樓隨著使用時間墻面的反射率將衰減，這樣新舊會

6、產(chǎn)生照度的不一致性，通過智能調(diào)光器系統(tǒng)的控制可調(diào)節(jié)照度到達相對的穩(wěn)定，且可節(jié)約能源。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于管理維護方便，智能照明控制系統(tǒng)對照明的控制是以模塊式的自動控制為主，手動控制為輔，照明預(yù)置場景的參數(shù)以數(shù)字式存儲在EPROM中，這些信息的設(shè)置和更換十分方便，加上燈具壽命的大大提高，使照明管理和設(shè)備維護變得更加簡單。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于具有較高的經(jīng)濟回報，據(jù)專家測算，僅從節(jié)電和節(jié)省燈具這兩項：用三至五年的時間，業(yè)主就可根本收回智能照明控制系統(tǒng)所增加的全部費用。而智能照明控制系統(tǒng)可改善照明環(huán)境，提高員工工作效率以及減少維修和管理費用等，也為業(yè)主節(jié)省下一筆可觀的費用。研究燈光控制系統(tǒng)

7、的目的在于綜合控制功能，可通過計算機網(wǎng)絡(luò)對整個系統(tǒng)進展監(jiān)控，例如了解當(dāng)前各個照明回路的工作狀態(tài);設(shè)置、修改場景;當(dāng)有緊急情況時控制整個系統(tǒng)及發(fā)出故障報告。可通過網(wǎng)關(guān)接口及串行接口與大樓的BA系統(tǒng)或消防系統(tǒng)、保安系統(tǒng)等控制系統(tǒng)相連接LT-net智能照明控制系統(tǒng)通常由調(diào)光模塊、開關(guān)功率模塊、場景控制面板、傳感器及編程器、編程插口、PC監(jiān)控機等部件組成，將上述各種具備獨立控制功能的模塊連接在一根計算機數(shù)據(jù)線上，即可組成一個獨立的照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對燈光系統(tǒng)的各種智能化管理及自動控制。2國外研究現(xiàn)狀、水平和開展趨勢在控制模式上，長期以來，大多數(shù)建筑物采用傳統(tǒng)的照明控制方式，隨著各項技術(shù)的前進和開展，局

8、部智能大廈采用樓字自控BA系統(tǒng)來監(jiān)控照明，但都只能實現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時開關(guān)功能EIB系統(tǒng)是由子網(wǎng)和主干網(wǎng)組成的控制網(wǎng)絡(luò)。其各自優(yōu)缺點在于BA樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)用于照明的控制系統(tǒng)，一般是在*些照明回路中串聯(lián)交流接觸器觸點，通過控制這些觸點實現(xiàn)諸如區(qū)域控制、定時開關(guān)、中央監(jiān)控等功能所有照明回路通過BA中控室控制，現(xiàn)場無法干預(yù)照明狀態(tài)，使用不便控制功能簡單，只能實現(xiàn)定時、開關(guān)的功能，假設(shè)要實現(xiàn)場景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)，軟啟動軟關(guān)斷等復(fù)雜的功能技術(shù)難度較大由于照明系統(tǒng)并不是一個獨立的系統(tǒng)，所以， 在BA系統(tǒng)出故障時， 照明系統(tǒng)也受到影響。EIB系統(tǒng)是由子網(wǎng)和主干網(wǎng)組成的控制網(wǎng)絡(luò)，每個子網(wǎng)分別通過網(wǎng)橋與主干網(wǎng)

9、相連，網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率為9600波特，沒有高速信息通道，如果系統(tǒng)做大就會喪失信息，造成系統(tǒng)失控，該系統(tǒng)是80年代末推出的第三代照明控制系統(tǒng)，需要配置獨立的電源模塊，當(dāng)電源模塊一旦出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)即處于癱瘓，具有可靠性差的致命弱點傳感器和總線耦合器必須連在一起，不方便調(diào)試、檢修 相比擬而言，采用一種全新的智能照明控制系統(tǒng)以克制以上系統(tǒng)的缺點顯得尤為重要?2021-2021年中國智能照明行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告?數(shù)據(jù)指出，智能照明行業(yè)自上世紀(jì)90年代進入中國市場，受市場的消費意識、市場環(huán)境、產(chǎn)品價格、推廣力度等各方面的影響，一直處于緩慢開展的態(tài)勢。近些年，隨著國民經(jīng)濟的快速開展，特別

10、是地產(chǎn)行業(yè)的高歌猛進，國智能照明行業(yè)迅速開展，各類智能照明產(chǎn)品紛紛面市，中國智能照明市場規(guī)模從2005年的49億元成長到2021年的137億元人民幣。前瞻網(wǎng)預(yù)測預(yù)測，中國高端智能照明市場5年容量有望到達2000億美元。與傳統(tǒng)照明相比，智能照明可到達平安、節(jié)能、舒適、高效的目的，因此智能照明在家居領(lǐng)域、辦公領(lǐng)域、商務(wù)領(lǐng)域及公共設(shè)施領(lǐng)域均有較好開展前景。中國智能照明市場并未成熟，智能照明的應(yīng)用領(lǐng)域還主要集中在商務(wù)領(lǐng)域和公共設(shè)施領(lǐng)域，酒店、會展場館、市政工程、道路交通領(lǐng)域?qū)χ悄苷彰鞯牟杉{使用較多;此外，辦公建筑和高端別墅工程也有采用智能照明。隨著國智能照明研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的開展和產(chǎn)品推廣力度的加大，家居

11、領(lǐng)域的智能照明應(yīng)用有望得以普及。參考文獻：1 龍.智能照明系統(tǒng)節(jié)能分析及設(shè)計.建筑節(jié)能.2021(6)2 中企參謀網(wǎng).2021-2021年中國智能照明產(chǎn)業(yè)全景調(diào)研及開展前景研究報告3 中企參謀網(wǎng).慧聰智能家居網(wǎng).智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢分析和燈光調(diào)節(jié).2021淮海工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文開題報告2.課題的根本容，可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施（1） 課題的根本容： 查閱文獻資料，了解國外的研究現(xiàn)狀，應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)有理論、方法，對常用照明控制的分析，分析當(dāng)前照明系統(tǒng)中存在缺陷，照明系統(tǒng)功能要求及照明系統(tǒng)節(jié)能潛力分析，新型智能照明系統(tǒng)功能改良探究，新型智能照明系統(tǒng)控制模式的改良，分析各種照明系統(tǒng)的

12、適用性，主要改善照明系統(tǒng)在家用照明時的性價比；智能照明系統(tǒng)進展研究和設(shè)計；智能照明系統(tǒng)的設(shè)計包兩大局部：一是照明局部的設(shè)計，又稱為光照的設(shè)計，包括選擇照明方式和智能控制方式，選擇光源和燈具，確定燈具的布局和照度標(biāo)準(zhǔn)并進展照度的計算、總線技術(shù)智能控制等；二是供電局部的設(shè)計，又稱為電氣設(shè)計，包括選擇配電方式和電源結(jié)線，進展負荷計算，選擇導(dǎo)線、開關(guān)、熔斷器等電氣設(shè)備，繪制電氣照明圖。 本設(shè)計闡述了照明的有線、無線控制方式設(shè)計原理與實現(xiàn)方法。以設(shè)計過程為主線，分別從硬件和軟件兩個方面描述設(shè)計過程，即從硬件電路的設(shè)計方法到實現(xiàn)所要求功能的軟件技術(shù)。該照明控制系統(tǒng)的主控制器、分控制器分別是以AT89C51

13、與AT89C2051單片機為根底，實現(xiàn)了有線通信、無線數(shù)傳、控制與顯示等功能。文中詳細地描述了控制電路的設(shè)計過程，包括：鍵盤與LED顯示電路、RS485通信電路、無線數(shù)傳電路、照明燈控制電路以及看門狗電路等。對于軟件設(shè)計主要有主控制器、分控制器的有線通信程序設(shè)計與無線數(shù)字傳輸程序設(shè)計以及燈光控制、定時控制、鍵盤掃描與LED顯示等程序設(shè)計。有線通信程序的功能是：通過RS485主從通信方式，由主控制器發(fā)出命令對全部或單個分控制器所控制的照明燈實現(xiàn)開啟、關(guān)閉、燈光亮度調(diào)節(jié)、定時控制等功能。無線數(shù)傳程序設(shè)計的功能是：通過無線數(shù)傳模塊實現(xiàn)照明燈的無線遙控，同樣實現(xiàn)有線方式控制的功能。（2） 可能遇到的困

14、難：難點：系統(tǒng)設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大局部，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計。硬件設(shè)計局部包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對硬件進展調(diào)試、測試，以到達設(shè)計要求。軟件設(shè)計局部，首先在總體設(shè)計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計，擬定詳細的工作方案；然后進展具體設(shè)計，包括各模塊的流程圖，選擇適宜的編程語言和工具，進展代碼設(shè)計等；最后是對軟件進展調(diào)試、測試，到達所需功能要求。（3） 解決問題的方法和措施：措施和方法：A.先分析問題，找出問題的關(guān)鍵點，利用網(wǎng)絡(luò)進展相關(guān)信息的檢索。B.求助其他同學(xué)，在其他同學(xué)也無法答復(fù)的情況下，請教教師。C.尋找相關(guān)技術(shù)人員求助。D.圖書館尋找相關(guān)資料進展研究。3.課題擬采用的研究手段途徑和可行性分析1研究過程途徑A.通過圖書館查閱相關(guān)書籍和在網(wǎng)絡(luò)中搜索相關(guān)文獻進展知識的補充圖書館查閱資料.B.分析和解決設(shè)計電路的問題。C.調(diào)查研究相關(guān)設(shè)計問題，制定設(shè)計方案.D.繪制工作原理圖，硬件局部方案設(shè)計.E.繪制硬件電路圖、進展數(shù)據(jù)處理方案設(shè)計，總體集成設(shè)計，F(xiàn).編寫設(shè)計說明書。（2） 可行性分析課題根底：2021年9月至2021年1月在校進展了較為充實的實訓(xùn)課程，并且，在?單片機原理與應(yīng)用?與?電路與信號分析?兩門課上進展了豐富的實踐培訓(xùn)與理論指