照明监控系统的设计毕业论文.doc
《照明监控系统的设计毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《照明监控系统的设计毕业论文.doc(23页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目录1概述41.1改工作环境,提高工作效率善41.2较好的投资收益效果41.3照明控制41.4系统设计61.5系统设计思路62硬件电路设计与实现102.1系统硬件总述102.2CPU性能介绍102.3主控制机电路设计112.4键盘的接口设计112.5LED数码显示的接口设计122.6看门狗监控电路的设计122.7分控制器的电路设计132.8 RS485通信电路的设计132.9光信号取样电路162.10 Microwire串行总线性能介绍172.12 TCL1549的数据采集程序设计192.13人体信号采集电路202.14人体红外探头203系统软件设计及实现203.1人机交互程序设计213.2键
2、盘扫描程序设计213.3照明启停控制程序设计233.4全部启停控制程序设计23参考文献24致 谢25照明监控系统的设计摘要:现代智能建筑中的照明不仅仅要求能为人们的工作、学习生活提供良好的视觉条件,而且应能够利用灯具造型和光色协调营造出具有一定风格和美感的室内环境,以满足人们的心理和生理要求。然而,一个真正设计合理的现代照明系统,除能满足以上条件外,还必须做到充分利用和节约能源。现代办公大楼巨型化,工作时间弹性化,人类物质文化生活多样化和老龄化,都需要营造快乐、便捷、安全、高效照明环境和气氛,因而照明控制系向高效节能和智能化的方向的发展得到了有力的促进。关键词:照明系统;照明效果;灯光控制系统
3、;AT89C51;单片机前言随着建筑智能化成为当今建筑发展的主流技术,智能照明控制技术也逐渐被大家认识。所谓智能照明控制,就是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室内外亮度或该区域的用途来自动控制照明设备,并能够实现集中统一管理与监控的功能,结合现代照明技术与照明艺术,科学地管理照明设备,让人们在一个不仅照明技术参数指标方面达到标准要求,而且舒适、明亮并富有艺术魅力的照明环境里工作和生活。目前,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式,部分智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下,智能照明控制系统体现出强大的优越性,不仅可以满足现代建筑中的照明
4、需求,提升照明环境的品质,还可以有效地节约能源,减少照明系统的维护成本和运营成本,有助于照明系统管理的智能化、维护操作简单化,以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更,提高照明设计的技术和科技含量。1概述1.1改工作环境,提高工作效率善 良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。合理地选用光源、灯具及性能优越的照明控制系统,都能提高照明质量。智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法,可以有效地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,人们的不同需要,自动调节照度。 1.2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
5、费用的支出。根据一般的办公大楼运营的经验来看,节能效果能达到40以上,一般的商场、酒店、地铁站等节能效果也能达到2530。 1.3照明控制智能照明监控系统,是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室内光亮度或该区域的用途来自动控制照明。其中最重要的一点就是可以预设,即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。这些设置也称为场景,可由调光器系统或中央建筑控制系统自动调用。智能照明控制系统分为独立式、特定于房间式或大型的联网系统。在联网系统中,调光设备安装在电气柜中,由传感器和控制面板组成的外部设备网络来操作。联网系统的优势是可以从许多点来控制不同的房间或区域。一个智能照明控制系统的基本组成有输入单元(
6、包括输入开关、场景开关、液晶显示触摸屏、智能传感器等),输出单元(包括智能继电器、智能调光模块),系统单元(包括系统电源、系统时钟、网络通信线)。通过计算机主机或PC监控器编程设计出各种不同的照明方案,如需集中管理可在控制室中设置一台主机。每个输入输出单元设置唯一的地址并用软件设定其功能。输入单元一般为安全电压。输入信号在通信网络上传送,所有的输出单元接受并作出判断,控制相应的输出回路。系统中的每个单元均内设微处理器(CPU)和数据存储器,所有的参数被分散存储在各个单元中,即使系统断电或某一单元损坏,也不影响其他单元的正常使用。系统通过总线连接成网。()中央集中控制通过中央监控计算机上定制的监
7、控软件,给最终用户提供一个简洁清晰、操作简便、友好的界面,实现对系统中各个照明控制箱的参数设定、修改以及场景照明状态的监视和控制。()调光控制一般通过调光装置(数字、智能调光器)、计算机/微处理器调光控制装置来实现。可以根据室内照度的变化自动控制灯具的开启、关闭或者变亮、变暗,使工作环境保持稳定的正常照明状态并达到节约能源的目的。此外,在灯具初始投入使用时,其提供的照度值会比照明基础设计中的照度标准值高20%35%,通过调光控制,我们可以设定较低的初始亮度值;在使用了一段时间后,由于光源的光通量衰减、灯具的积尘、室内在面的积尘等原因,灯具初始亮度会降低,这时我们又可以相应地提高灯具的初始亮度值
8、。这样就能有效避免灯具初始亮度过高,造成浪费,从而做到节约电能。(3)自然光感应控制自然光感应控制一般使用光照度传感器实现。自然采光会随着时间、天气状况的不同而发生变化,因此自然采光需要和人工照明相互补偿。此外自然采光的照明效果会随与窗户距离的增大而降低,所以一般在靠窗4m左右处设置光照度传感器,并将此范围内的灯具分为单独的回路,甚至将每一行平行于窗户的灯具分为单独的回路,通过控制靠窗部位的室内灯具的开关或明暗,进行不同的亮度水平的调节,保证整个工作空间内的照度平衡。 (4)作业调整控制改变局部小环境的照明,例如改变工作者局部的环境照度;降低走廊、休息厅的照度,提高作业精度较高区域的照度。通常
9、可以利用局部的调光面板或者使用红外、无线遥控器来改变一盏或几盏灯,从而给予操作者控制自身周围环境的权利感,营造操作者想要的照明效果。(5)就地手动控制正常情况下,控制过程按程序自动控制,在系统不工作时,可使用控制面板就地手动强制调用所需要的照明场景模式。(6)群组组合控制利用隔灯、灯列、或者灯的区域来划分照明回路,实现1/3、2/3、3/3或者其它类型的照度控制。也可以根据自身需要,将某一按钮自定义为打开/关闭多个箱柜(跨区)中的照明回路。(7)应急控制在接收到安保系统、消防系统的警报后,能自动将指定区域照明全部打开。(8)图示化监控用户可以使用电子地图功能,对整个控制区域的照明进行直观的控制
10、。可将整个建筑的平面图输入系统中,并用各种不同的颜色来表示该区域当前的状态。1.4系统设计系统设计主要包括硬件和软件两大部分,依据控制系统的工作原理和技术性能,将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图,然后对硬件进行调试、测试,以达到设计要求。硬件电路是采用结构化系统设计方法,该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机,并确定与之配套的外围芯片,使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计,画出详细电路图,标出芯片的型号、器件参数值,根据电路图在仿真机上进行调试,发现设计不当及时修改,最终达到设计目的。
11、软件设计部分,首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计,拟定详细的工作计划;然后进行具体设计,包括各模块的流程图,选择合适的编程语言和工具,进行代码设计等;最后是对软件进行调试、测试,达到所需功能要求。软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系,本系统由于是采用51系列单片机。本系统软件设计采用模块化系统设计方法,先编写各个功能模块子程序,然后进行组合与调整,经过调试后,达到设计功能要求。1.5系统设计思路系统的结构主要由三部分组成:(1)上位机系统;(2)下位机系统;(3)通信系统。这三部分共同完成了主控制器通过有线通信方式与分控制器进行信息交换,达到控制照明灯具的目的。有线通信系
12、统的结构框图如图2.1所示。通信系统该多机通信系统采用RS-485半双工主从式通信系统,主机可以发送数据或命令到从机,从机主要负责对分布的照明灯具进行控制,用中断的方式接收主机发来的命令或数据并做出回应。 上位机系统系统的主控制器通过RS-485总线将数据或命令发送给分控制器,同时将信息送给数码显示单元进行显示,并有看门狗电路对运行程序进行有效监视。主控制器硬件电路结构如图2.3所示。分控制器接收主控制器的发来的数据和命令,通过可控硅电路对照明灯具进行开关控制,并且利用实时时钟芯片对照明灯具进行定时开关控制。图1-2 主控制器硬件电路结构框图下位机系统分控制器硬件电路结构如图2.4所示。系统在
13、单片机的控制之下完成数据的通信、显示,同时能够控制照明灯具,其硬件电路只是系统的实施工具,大量的工作是由软件来完成的。这些程序是系统的灵魂,是负责完成硬件电路实现功能和与用户交互的桥梁,是维 护系统正常工作的工具。图1-3 分控制器硬件电路结构框图室内灯光控制系统可以根据作息时间、气候、人体等因素全天候自动模糊控制室内照明电器的开和关。做到光线暗时开灯,雨天阴天时开灯,无人时关灯,光线亮时关灯,晴天时关灯,休息时间关灯。在确保室内正常照明同时,可有效防止无人灯(无人时开灯)无效灯(光线亮时开灯)、无限灯(休息时间开灯),从而达到节电目的。如果假设:室内光线强度为A:光线弱时A=1,光线强时A=
14、0;人体信号为B:有人时B=1,无人时B=0;作息时间为C:上课时C=1,休息时C=0;电灯开关状态为D:合时D=1,断开时D=0。表1-1 系统逻辑真值表信号室内光信号人体信号时钟信号电灯的开光状况参数自然光信号人体作息时间符号ABCD逻辑状态00000010010001101000101011001111由上述的真值表可得出系统逻辑函数表达式为:D=ABC2硬件电路设计与实现2.1系统硬件总述系统以单片微型计算机为核心外加多种接口电路组成,共有六个主要部分:AT89C51芯片、光信号采集电路、人体信号采集电路、时钟控制电路DS12887、输出控制电路、定时监视器电路,如图2-1所示。图2-
15、1 系统硬件总述图2.2CPU性能介绍本系统采用了ATMEL公司MCS-51系列单片机中的AT89C51芯片,它是低压高性能CMOS 8位微处理器,带有4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,15个IO口线,两个16位定时计数器,个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口。2.3主控制机电路设计主控制器采用AT89C51单片机作为微处理器,AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机,片内含4K bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容
16、标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash 存储单元。主控制器系统的外围接口电路由键盘、数码显示及驱动电路、晶振、看门狗电路、通信接口电路等几部分组成。主控制器系统的硬件电路原理图如下图2-2所示。2.4键盘的接口设计键盘的结构形式有两种,即独立式按键和矩阵式键盘。本系统使用的是44矩阵式键盘,第一行从左到右为1、2、3、4,第二行为5、6、7、8,第三行为9、0、开、关,第四行为增值、减值、定时、确认。该形式的键盘,每个按键开关位于行列的交叉处,采用逐行扫描的方法识别键码。矩阵键盘的列线从左到右分别与单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3相连,矩阵键盘的
17、行线从上到下分别与P1.4、P1.5、P1.6、P1.7相连。每当按下一个键时,对应的行线与列线就会连通,这样单片机就能检测出信号,并通过键盘扫描程序对键盘进行扫描,以识别被按键的行、列位置。2.5LED数码显示的接口设计数码显示与驱动电路由74LS138译码器、7447 TTL BCD-7段高有效译码器/驱动器、4个数码管以及5个A1015三极管组成。由单片机的P0.0P0.3口输出的四位BCD码,经7447芯片后,翻译成7段数码管a、b、c、d、e、f、g相应的段,并输出点亮数码管相应的段。单片机的P0.4、P0.5口输出的信号经74LS138译码器后产生的高电平信号加在A1015三极管的
18、基极,控制三极管的导通,从而起到对相应数码管的选通作用。4个7段数码管都被接成共阳极方式。2.6看门狗监控电路的设计本系统采用MAXIM公司的低成本微处理器监控芯片MAX813L构成硬件狗,与AT89C51的接口电路如图3.1所示。MR与WDO经过一个二极管连接起来,WDI接单片机的P2.7口,RESET接单片机的复位输入脚RESET,MR经过一个复位按钮接地。该监控电路的主要功能如下:(1)系统正常上电复位:电源上电时,当电源电压超过复位门限电压4.65V,RESET端输出200ms的复位信号,使系统复位。 (2)对+5V电源进行监视:当+5V电源正常时,RESET为低电平,单片机正常工作;
19、当+5V电源电压降至+4.65V以下时,RESET输出高电平,对单片机进行复位。 (3)看门狗定时器被清零,WDO维持高电平;当程序跑飞或死机时,CPU不能在16s内给出“喂狗”信号,WDO跳变为低电平,由于MR端有一个内部250mA的上拉电流,D导通MR获得有效低电平,RESET端输出复位脉冲,单片机复位,看门狗定时器清零,WDO又恢复成高电平。(4)手动复位:如果需要对系统进行手动复位,只要按下手动复位按钮,就能对系统进行有效的复位。2.7分控制器的电路设计图2-3 分控制器系统的硬件电路原理图分控制器采用低档型的AT89C2051单片机作为微处理器,AT89C2051也是美国ATMEL公
20、司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机,片内含2K bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),兼容标准MCS-51指令系统,具有15线可编程I/O口,该单片机具有体积小、成本低、结构简单、性价比较高等特点。2.8 RS485通信电路的设计主机RXD TXDRXD TXD从机1RXD TXDRXD TXD从机n在各种分布式集散控制系统中,往往采用一台单片机作为主机,多个单片机作为从机,主机控制整个系统的运行;从机采集信号,实现现场控制;主机和从机之间通过总线相连,如图2-4所示。主机通过TXD向各个从机(点到点)或多个从机(广播)发送
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 照明 监控 系统 设计 毕业论文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。