学校智能照明控制系统研究与设计

论文摘要

随着经济建设的日益发展和社会物质文化水平的不断提高，人们学习，工作，活动，娱乐空间和场所越来越大，所需照明设备种类，数量，规模也越大。大多数学校照明设备可以按作息时间自动关停，但照明亮度、数量，无法随光强度自动调节；照明设备只能人为关停，不能根据有无人自动关停；学校整个照明系统开关控制需要人来通过按钮操作，不能通过上位机操作；每栋楼开关控制都需要人来值守，没法统一监视、管理。针对上述问题，本课题采用的照明灯具全部为白光LED日光灯管，利用传感器采样技术来解决各种模拟量采集问题，运用AT89S52单片机电路设计、接口技术和C语言编程原理来完成各智能节点工作，利用基于ZigBee无线通信技术来解决各智能节点的数据传输和通信问题，采取PC机的方式来完成整个系统控制、管理，监视。同时在计算机上对控制系统进行设计仿真研究，做出实物模型来进行测试、调试和演练，利用单片机开发系统进行软硬设计和实现，到教室现场进行安装和调试，让其在实践中得到检验。目前，智能照明控制系统的研究与应用已经取得了一定的进展，也有很多好的产品出现，从技术到硬件相比以前有了很大的提高，工业生产中已有一些成熟的产品已投入使用。而智能照明控制系统技术应用到学校，目前还比较少见，发展前景大。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 研究现状及发展趋势
• 1.3 存在的问题及关键技术分析
• 1.3.1 存在的问题
• 1.3.2 关键技术分析
• 1.4 本文所做工作
• 1.5 本章小结
• 2 照明灯具及控制特性分析
• 2.1 白光 LED 的发展、原理及制作方法
• 2.1.1 白光 LED 的发展
• 2.1.2 白光 LED 的发光机理
• 2.1.3 白光 LED 的工艺结构
• 2.2 白光 LED 的特性及参数分析
• 2.2.1 白光 LED 的特性分析
• 2.2.2 白光 LED 的基本参数
• 2.3 教室白光 LED 照明灯具
• 2.3.1 室内 LED 照明灯具
• 2.3.2 教室白光 LED 照明灯具的选取
• 2.4 本章小结
• 3 驱动电路设计
• 3.1 LED 照明驱动技术
• 3.1.1 LED 照明驱动的技术方案
• 3.1.2 LED 照明驱动电路技术要求
• 3.2 LED 照明驱动方法分析与比较
• 3.3 教室白光 LED 灯管驱动电路设计
• 3.3.1 控制电路电源设计
• 3.3.2 LED 日光灯的驱动电路的设计
• 3.4 本章小结
• 4 学校智能照明控制电路的设计
• 4.1 控制电路的总体设计
• 4.1.1 控制电路的总体方案
• 4.1.2 室内照明控制单元电路设计
• 4.1.3 上位机监控系统的设计
• 4.1.4 基于 ZigBee 的通信网络设计
• 4.2 控制电路的主控芯片选择
• 4.3 室内信息采集电路设计
• 4.3.1 照度采集电路的设计
• 4.3.2 人体红外感测电路的设计
• 4.3.3 键盘与显示电路的设计
• 4.4 灯管继电开关电路设计
• 4.5 本章小结
• 5 ZigBee 网络的组建与实现
• 5.1 ZigBee 节点硬件电路设计
• 5.1.1 ZigBee 节点主控芯片的选取
• 5.1.2 ZigBee 节点电路的设计
• 5.2 ZigBee 无线网络的组建
• 5.2.1 ZigBee 协议栈
• 5.2.2 ZigBee 网络拓扑结构
• 5.2.3 学校照明系统 ZigBee 无线网络的组建
• 5.3 室内照明智能控制系统总体电路原理设计
• 5.4 本章小结
• 6 系统的软件设计
• 6.1 照明控制主程序设计
• 6.2 照明现场信息采集程序设计
• 6.2.1 照度采集程序设计
• 6.2.2 人体红外检测程序设计
• 6.3 LED 日光灯 PWM 调光程序设计
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 参考文献
• 作者简介
• 学位论文数据集