室內(nèi)照明精確控制系統(tǒng)

時間：2022-10-01 17:55:45 電氣自動化畢業(yè)論文我要投稿

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　　室內(nèi)照明精確控制系統(tǒng)是小編為各位電氣自動化的同學準備的畢業(yè)論文，歡迎大家閱讀直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)設計!

　　摘要：針對樓宇室內(nèi)照明廣泛使用的格柵燈燈具，以STC11F02單片機為核心控制器設計了格柵燈嵌入式控制模塊，并設計了一套室內(nèi)照明精確控制系統(tǒng)。詳細介紹了該系統(tǒng)的組成、硬件電路以及軟件程序的設計。實驗證明該照明精確控制系統(tǒng)簡單可靠、操作方便、成本低廉。

　　關鍵詞：室內(nèi)照明單片機精確控制

　　隨著社會的不斷發(fā)展和自然資源的日益緊缺，節(jié)約能源已是世界發(fā)展的趨勢，各個國家相繼推出了具體的實施措施。據(jù)相關統(tǒng)計資料顯示，現(xiàn)代建筑物的能耗相當大，約占整個國家總能耗的30%，而建筑物的照明在建筑物能耗中又占有很大的比例，因此建筑物的照明節(jié)能在節(jié)約能源方面有著重要的作用與潛力[1]。格柵燈是建筑物照明，特別是商場、寫字樓照明應用最廣泛的光源之一，而現(xiàn)階段格柵燈的控制方式比較簡單、單一，大部分采用燈具的并聯(lián)控制方式，即同時開啟或關閉多盞燈具。而室內(nèi)的自然照明環(huán)境以及室內(nèi)空間的使用情況是變化的，因此不同空間需要的人工照明環(huán)境是不同的，傳統(tǒng)的控制方式難以滿足這一要求，造成了不必要的資源浪費。本文提出并設計了精確照明控制系統(tǒng)，可以根據(jù)時間或者需要控制任意燈具的工作狀態(tài)，從而達到滿足照明要求的同時做到節(jié)能的最大化。

　　1 系統(tǒng)組成

　　該室內(nèi)照明精確控制系統(tǒng)由嵌入式格柵燈控制模塊、系統(tǒng)控制面板及格柵燈組成。其中嵌入式格柵燈控制模塊安裝在格柵燈中;格柵燈采用并聯(lián)方式接至220V供電回路中;系統(tǒng)控制面板與各格柵燈采用屏蔽雙絞線接線，采用RS485通訊。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

　　2 硬件電路

　　2.1 格柵燈控制模塊

　　格柵燈控制模塊與電子鎮(zhèn)流器一起安裝在格柵燈內(nèi)，其主要作用是接收系統(tǒng)控制面板所發(fā)出的指令，控制格柵燈中三支燈管的工作狀態(tài)(以三管格柵燈為例)。

　　格柵燈控制模塊以STC11F02 MCU為控制器核心，加入工作電源、晶振、復位電路構(gòu)建最小系統(tǒng)。MCU工作電源為5 V直流電壓，由交流220 V電壓經(jīng)整流穩(wěn)壓電路變換而得。

　　隔離與電流采集電路原理圖如圖2所示。

　　隔離電路工作原理是MCU發(fā)出控制信號經(jīng)光電雙向可控硅驅(qū)動器MOC3061及雙向可控硅BTA08控制格柵燈鎮(zhèn)流器電源的通斷狀態(tài)。由電流互感器、兩個LM324運算放大器構(gòu)成電流采集電路。熒光燈管的電流經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)LM324構(gòu)成的差分運算電路和電壓比較電路將電壓的正弦波依次變?yōu)槿遣ê头讲�，最終輸入到單片機中，從而判斷熒光燈管的開關狀態(tài)。

　　2.2 系統(tǒng)控制面板

　　系統(tǒng)控制面板為用戶提供一個操作界面，顯示系統(tǒng)中的格柵燈位置及工作狀態(tài)，用戶可根據(jù)需要進行相應的選擇和操作。系統(tǒng)控制面板以LPC1768為控制器核心，加入工作電源、晶振、復位電路及LCD液晶顯示觸摸屏等。

　　2.3 通訊

　　系統(tǒng)采用RS485通訊方式，其布線簡單、抗干擾能力強、信號傳輸穩(wěn)定，是目前工控中被廣泛使用的通訊方式之一。

　　3 軟件

　　室內(nèi)照明精確控制系統(tǒng)的軟件部分分為系統(tǒng)控制面板軟件與格柵燈控制模塊軟件，由各子程序構(gòu)成。系統(tǒng)控制面板軟件主要包括初始化子程序，串口中斷子程序、液晶顯示子程序、觸摸屏掃描子程序、CRC校驗子程序等。格柵燈控制模塊軟件主要包括初始化子程序、串口中斷子程序、CRC校驗子程序、燈管控制子程序等。

　　在系統(tǒng)搭建時每盞格柵燈均分配一個專屬地址，系統(tǒng)控制面板發(fā)出的控制指令經(jīng)屏蔽雙絞線傳輸?shù)礁鞅K格柵燈控制模塊，而只有地址匹配的格柵燈控制模塊才會響應并執(zhí)行動作。

　　為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，采用CRC校驗碼。在發(fā)送指令字符串時，在字符串的末位加入前面各字節(jié)的CRC校驗碼;在接收指令字符串時，先計算接收到的字符串的CRC校驗碼，再將此計算CRC校驗碼與接收CRC校驗碼相比較，兩者相同則視為數(shù)據(jù)傳輸正確，否則視為數(shù)據(jù)傳輸錯誤。

　　4 結(jié)語

　　該文針對室內(nèi)格柵燈照明搭建了室內(nèi)照明精確控制系統(tǒng)。根據(jù)自然照明環(huán)境和空間使用情況，定時或手動的通過系統(tǒng)控制面板來控制室內(nèi)的任何一盞格柵燈的任何一只燈管的工作狀態(tài)，并將其工作狀態(tài)實時的在系統(tǒng)控制面板上進行顯示。在保證照明質(zhì)量的前提下盡可能的減少格柵燈的使用數(shù)量，從而達到照明節(jié)能的目的，同時控制面板還留有接口供上層開發(fā)。實驗證明本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低、可靠性高，是值得采用的照明節(jié)能控制方案之一。

　　參考文獻

　　[1] 陶小環(huán)，賈睿新.論樓宇智能照明控制系統(tǒng)的應用與研究[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2011(2)：265-266.

　　[2] 楊立彪.C-bus智能照明控制系統(tǒng)與節(jié)能[J].智能建筑與城市信息，2005(11).

　　[3] 陳悅婷.淺談智能照明控制系統(tǒng)和應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2013(5).

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