基于单片机的教室照明控制系统设计开题报告

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1、开题报告基于单片机的教室照明控制系统设计1选题的背景、意义1.1课题研究背景由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，造成了电能的极度浪费。一般存在以下几种浪费现象：①由于大多数人的节能意识淡薄,并且强光下人的眼睛对弱光不敏感，在自然光照大于灯具光照的情况下，难以觉察到灯光的存在，因此，在白天自然光很强的情况下，教室内的长明灯仍到处可见；②即使室内无人或人数很少的情况下，整个教室的灯也是全部开启；③晚上许多教室，即使只有几个学生在自习，也是开启整间教室的灯；长明灯比比皆是，人走不熄灯的现象到处存在。一个

2、教室的长明灯,看起来耗能不大,但从整个学校来看，却是一个不小的数字，再从全国来看，这是电力资源的一种极大的浪费。同时，这种有形和无形的浪费，给校方的水电支出带来了沉重的负担。随着现代照明系统在各领域中所占的比例的日益增大，实现照明系统的节能迫在眉睫，而解决高校教室照明的节电问题至关重要。1.2课题研究的意义（1）一个好的教室照明控制系统可以改善工作环境，提高工作效率。智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法，可有效控制各种照明场所的平均照度值，从而提高照度均匀性。同时，系统能根据不同的时间段以及人们的不同需要，

3、自动调节照明亮。（2）一个好的教室照明控制系统可以为我们提供一个良好的节能效果，并且可以延长灯具寿命。它可以根据不同场合以及不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还可以充分利用自然光，自动调节室内照度。系统在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。（3）一个好的教室照明控制系统可以提高管理水平。这种照明控制系统多以自动控制为主、人工控制为辅，照明系统自动实现开关和调光功能，既大大减少了管理人员的数量，也排除了由于

4、人为因素而出现的不定时开关，影响学校的正常教学、生活秩序的情况[1]。（4）一个好的教室照明控制系统可以具有较好的投资收益效果。智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时，有效节省了电费与管理费用的支出[2]。2相关研究的最新成果及动态随着科技的进步，各种节能高效的照明设备将陆续被发明使用；对照明设备的控制功能也将越来越灵活，而设备与控制器的通讯方式将逐步统一[3]。以下是几种新型照明控制系统：（1）基于射频技术的无线网络智能照明控制系统系统采用了分级组网的方式,由有线和无线通信两级网络组成。整个系统包括PC机,

5、Atmega8单片机,无线射频模块RF905和照明控制模块。上位机主机与下位机主机之间使用有线网络直接连接。对附近的下位机主机和下位机分机,使用无线信道通信,减少了物理线路连接,增加了通信的可靠性。该智能照明系统运用区域控制照明方法,结合课程表及作息时间并根据室内人数及光照度的变化来控制教室内开启灯管的数量,并运用无线射频控制技术组建一个小型局域网络,使系统具备自动诊断功能和自动故障报警功能,以此来控制整个教学楼的照明状况。这种系统的运用避免了“长明灯”现象,减少了人为浪费,降低了运行维护费用,节约管理成本,具有

6、巨大的生态、环境和经济效益[4]。（2）基于红外技术的智能照明控制系统系统由AT89S52单片机、热释电红外传感器检测模块、光电检测模块、执行控制模块(继电器、手动开关)等组成。通过光电检测模块和热释电红外传感器检测模块采集室内光照强度、人数分布等信息,并送至单片机,通过单片机来实现控制智能化[5]。这种智能照明控制系统,通过在热释电红外传感器模块中加入一电磁铁挡板,实现了对静态人体的检测;利用光电检测模块实现了光照亮度的自动调节。此系统能根据实际需要来控制照明灯的开关,可大幅度降低电能的浪费,而且其成本低廉,达

7、到了环保节能的目的[6]。（3）基于CAN总线的智能照明控制系统该系统的上位机采用工业控制计算机,负责系统数据的接收与管理、控制命令的发送、系统工作过程的实时显示等。各智能节点作为下位机,采用AT89C52单片机作为微处理器,负责本单元内照明区域的现场数据检测以及工作状态的控制等[7]。智能节点内的CAN总线控制器SJA1000负责接收来自CAN总线的数据以及通过CAN总线向上位机发送数据。上位机通过插在PC总线扩展槽内的智能CAN总线通信适配卡连接到CAN总线上。智能节点也可脱离上位机,直接进行现场手动控制。节

8、点数量可根据建筑物的规模和照明系统灯具功能的种类增减。CAN总线以其独特的设计思想、优良的性能和极高的可靠性,越来越受到人们的重视。在智能楼宇系统中使用CAN总线技术,提高了系统内部的通信速率、实时性、降低了误码传送率。另外它可以通过上位机进行灯光调控,有一定先进性。该系统经扩展后有广阔的应用前景,不仅是智能楼宇、办公大楼、商业中心等公共场所理想的智能照明控制系统,且在节