教室光环境智能控制系统

《教室光环境智能控制系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、教室光环境智能控制系统设计者：朱万朋，张林泉，李盈盈，杜光磊，赵灵强，指导教师：梁坤峰（河南科技大学车辆与动力工程学院制冷092班邮编：471003）摘要：随着节能和环保要求的日益高涨，校园内教室的电能浪费问题受到重视，以智能化为手段的控制系统开始在教室光环境控制中得到应用。本作品建立教室光环境智能控制系统框架，设计了教室内人员区域定位算法，设置了光敏、投影仪开启和手动控制信号的控制优先级，搭建了简化的教室光环境智能控制系统实物模型，并验证了控制系统的功能。智能控制系统以STC89C52单片机和红外热释电处理芯片

2、BISS0001作为控制装置的核心部件，通过光敏电阻电路检测环境的光强，并给出了教室内开灯的光强阈值，由热释电红外传感器模块检测人员的存在与位置；作品通过对环境光强信号、人体存在和位置信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，实现教室内灯源的开关、明暗和区域控制，具有显著的节电效果和智能控制特点。关键字光环境；红外感应；定位；智能控制；节能减排作品内容简介1．研制背景及意义随着能源危机的不断加深，我国的能源问题越来越受到关注。国家统计局的初步统计数据表明，2011年中国能源消费总量比2010年增长7%。

3、2011年我国能源消费总量34.8亿吨标准煤，是四年来增幅最多的一年，节能减排形势十分严峻。而我国节能灯普及率仍然较低，中小城市居民白炽灯的使用比例一般在50%以上，农村使用白炽灯的比例更大。目前，中国照明用电约占全社会用电总量的12%。随着经济发展和人民生活水平的提高，中国的照明用电量还会进一步增加，尤其是我国以火力发电为主，火电占全国发电总量的83.2%，水电约占14.7%，剩余的2.1%才是以核电，太阳能，风力电为主的新能源。由于控制技术的飞速发展和广泛应用，智能化已经成为当今时代发展的主流技术，自动控制技

4、术被越来越多的用到节能设备上。近几年我国教育事业得到了快速发展，学校照明耗电越来越大，电能浪费问题也随之日益严重。目前，国内院校基本上采用的还是传统的手动、光控和声控照明方法，其节能减排、抗干扰能力都很有限，造成了电能的大量浪费。因此，开发新的教室光环境智能控制系统，实现省电、节能减排目的，具有重要的现实意义。目前国内常见的照明控制系统l、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、编程插口、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

5、络连接，DyNet是一个分布式智能化网络，使用RS-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—9Bus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、ABBi-busEIB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(逻辑模块总线耦合器)构成。它是典型的现场总线系统，每个元件就是一

6、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。现有的照明控制系统虽然产品和技术都相对已较成熟，却多为针对普通建筑物如居民楼、办公楼，多采用定时控制、场景控制或简单的传感器控制，很难满足教室里人员多、流通性强等特点，所以有必要针对教室的特点，研究相应的照明控制系统。本装置将控制对象具体定位为教室，以细化照明控制的实施方案，提出针对教室实现智能照明节能控制方案和实施方法。2．设计方案图1教室系统三维仿真图2设计方案图本方案由信号采集、信号处理、控制器、控制对

7、象四部分组成。设置信号采集模块，采集由环境亮度传感模块、红外感应模块、投影仪和手动开关发出的信号，将光敏信号、人体红外信号、投影仪和手动开关产生的中断信号送至信号处理模块。设置信号处理模块，处理信号由STC89C52芯片和红外热释电处理芯片BISS0001完成，将光敏信号、人体红外信号和中断请求处理为控制器可以识别的电平信号，然后交给控制器。9设置控制器模块，接受处理后的信号，进而实现对各个不同的控制对象的控制。设置红外计数器，通过和红外采集模块配合，在人员过于分散时，强制只开中间区域的灯来使人员集中，从而达到节

8、能的目的。2.1控制算法图3教室区域示意图首先，初始化后的系统会先判断是否有外界中断信号（譬如投影仪和手动开关信号），若有信号，则直接关事先设定区域的灯，接着由环境亮度传感模块对室内亮度进行检测，（2004年12月，国家对中小学的教育装备标准进行调整，建设部出台了《建筑照明设计标准》(B50034-2004)，教室内日光灯的平均照度从150lx，提高到300lx，同时黑板