某商场智能灯光照明调控系统设计.doc

图书分类号：密 级：毕业设计(论文)某商场智能灯光照明调控系统设计DESIGN OF INTELLIGENT LIGHTING CONTROL SYSTEM FOR A SHOPPING MALL学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师 毕业设计(论文)学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日II摘要本设计介绍一种基于STC12C5410单片机的商场智能灯光控制系统就能很好的解决这一问题，文章也已详细分析了系统的无线接收、单片机处理和感应这三大模块，同时也对外界信息变化时所进行的处理和反应进行了具体的论述，使之能够实现人体感应和无线控制电路的目标。通过该控制系统能实现商场内的自动感光和调光、周期性控光、手动调光和控光、自动灯光故障感应灯这些重要功能。本设计中采用DXP软件设计电路原理图，利用Keil软件来实现软件编程和调试。关键词：智能照明；单片机；热释电；无线遥控AbstractThis design introduced a based on STC12C5410 SCM market intelligent lighting control system can be very good to solve this problem, this paper also has a detailed analysis of the the three modules of wireless receiving system, SCM and induction, but also on the changes in the external information of processing and reaction were discussed, so as to achieve the goal of human body induction and control circuit of wireless. Through the control system can realize the automatic photosensitive and dimming, the periodic control light, the manual dimming and the control light, the light control and the light fault induction lamp these important function in the market. In this design, we use DXP to design the circuit diagram, and use Keil to realize the software programming and debugging.Keywords Intelligent lightin Single-Chip Microcomputer Heat-releasing infrared Wireless remote毕业设计(论文)目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 选题背景11.2 国内外研究现状及发展动态11.2.1国外灯光智能控制的发展状况11.2.2国内灯光智能控制的发展状况11.2.3目前项目的发展趋势21.3 本课题研究的主要目的和意义21.4 本课题的主要研究内容32 系统整体设计方案42.1 系统总体组成设计与网络结构42.1.1 智能灯光控制系统的设计方案42.1.2智能照明控制系统的基本组成42.1.3 智能灯光控制系统的分布设计42.1.4 智能灯光控制系统的网络拓扑62.2 系统器件的选型设计62.2.1 系统对所用设备或器件的要求62.2.2 设备或器件选型原则62.2.3 控制设备选型72.2.4 显示器件选型82.2.5 传感器选型102.2.6 主控模块选型112.3 本章小结123 智能灯光控制系统的硬件电路设计133.1 核心控制模块133.1.1 控制单片机最小系统电路133.1.2 显示电路153.1.3 人体存在信号采集电路153.1.4 电源电路163.1.5 蜂鸣电路163.1.6 看门狗监控电路163.2 无线发射和接收设备接口电路设计173.2.1 PT2262编码芯片173.2.2无线发射电路的介绍183.2.3无线接收模块的介绍18 3.3 各模块接口电路设计193.3.1 STC12C5410单片机芯片介绍193.3.2 按键部分203.3.3 程序下载电路203.3.4 开关电路21 3.4小结224 智能灯光控制系统的软件设计23 4.1 软件设计的要点234.1.1 Keil C51的介绍234.1.2 STC单片机下载程序软件介绍：23 4.2 智能照明系统的主程序设计24 4.3无线编码设计244.3.1 同步码识别思路254.3.2 数据和地址码识别思路27 4.4 PWM调光设计29 4.5 小结31结论32致谢33参考文献3471 绪论1.1 选题背景随着经济的飞速发展、科技的不断进步，人民生活水平日渐提高。然而用电量与日俱增，能源消耗越来越多。人类的发展越来越依赖于对能源的开发运用，必须承认人对能源无尽的需求和有限的资源数量早已产生了无法预知的矛盾。能源匮乏不只是我国面临的危机，也是世界所有国家的所要面临的严峻问题。在节能、寻找替代品、提高利用率等几种能有效缓解能源危机的方法中，节能无疑是最符合可持续发展要求的，加上现在愈来愈推崇低碳生活，节约能源自然而然的成为了全球的焦点。众所周知，中国是人口大国，大型商场不计其数，所以商场照明占据中国的电能消耗的非常重要的部分。因为担心电能浪费，每到夏天，不少地方都会拉闸来限制用电来减少用电量，这不是个好主意，它影响了人们的正常生活。管理规划好商场灯光照明系统，不仅能缓解电能巨大浪费的情况，也能改善购物环境，为我们创造舒适、节能、优质的生活环境。1.2 国内外研究现状及发展动态1.2.1国外灯光智能控制的发展状况国外的状况，比如丹麦，它是发展成员国中能源所消耗总量与国民总收入比值最小最小的国家。1970年开始，丹麦国民收入不断增长，然而能源消费量一直保持不变甚至加剧。外国人一直发明和改进新的节能系统，尽可能多的节约能源、提高资源效率，所以他们的能源利用效率有百分之九十以上。另一方面丹麦政府同样重视住宅商场空间内的用电情况，制订了许多对商场节能设备的要求。根据报道，当居民要居住含有智能节能装置的房子是，他们要多余支付无节能装置的房屋的8%的成本，它们资源利用的方式在欧洲中广泛流传。欧斯朗思惟尼亚公司引进了一种新的高输出型荧光灯，不仅能节约系统功率的百分之六十，还具有更高的平均光。飞利浦照明公司生产的陶瓷金属卤化物灯，用以替代以前使用的素灯，能够节约很多的能源。据有关资料，在德国的业务功能架构以及一些大型超市中，系统的应用覆盖率将近百分之三十；在准备建造的一些建筑物中，这一比例则达百分之六十。目前为止，已经有一百多家制造厂成为了EIB的会员，按照公开的EIB准则生产可以相互兼容、相互操作的各种元器件，满足了建筑中各所有产业的用途的需要。EIB系统在智能灯光控制领域内被广泛应用，以往许多办公大楼即使天气晴好也依旧把电灯全部打开，现在依照所接收到的光照而自主调整室内的灯光亮度以及开关。当室外光照好时，智能灯光控制系统会将室内的灯光转暗，最靠近窗户的灯光最微弱，或者直接关闭灯光，以保证整个屋子亮度一样。综上，全球都在使用不同的方法来节约资源。1.2.2国内灯光智能控制的发展状况我国能源的总量不低，但人均占有量却极少。人口十三个亿、经济一直是高速发展阶段，这些都是能源问题越加突出的各种因素。我国单位能量消耗是发达国家的310倍，能源问题已成为制约经济发展的关键性因素，中国如果想实现长期可持续发展势必讲解决能源问题摆在关键位置。还有就是能源不仅关系到经济发展与生态系统，还可能影响社会的安定。根据这种情况，我国在绿色照明新闻上宣布，未来将大范围、大幅度推广节能系统，实现节电三百亿度，使绿色照明系统作为推动国家建设发展的重点。现在中国的照明用量大约占总用量的百分之十二，用节能的照明产品来代换传低效照明产品可以节约能源百分之六十以上。而后今天，北京正全心推进智能灯光调控系统，已经推出部分节能电器以及百万绿色照明光源，估算的话，年节约用电可达到3千万万千瓦，电费可节约2千多万。拿2008年北京奥运会举例，我国在奥运会建设上使用了大量的节能系统。场馆“水立方”就是大量安装节能灯光，装备节能系统，白天可节约一大半的照明电量。还有苏州文化馆新馆、美术馆、名人馆等等场地就用澳大利亚某公司研发的系统CBUS，对展区各种不同区域按照灯光不同的需求，营造各种各样的灯光气氛，让区域绽放不同的光彩。利用智能灯光控制系统，可以有效的营造有层次感的灯光环境、减少人力工作的故障、减少人力工作工作量、节约能源还能增强灯光控制的灵活可靠等性。党在十五届中央委员会第五次会议通过的中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议中明确指出：“加强各种设施的建设是今后很长年月的一项非常主要的事”，强调“资源建设一定要能够足够的发挥能源优势，改善能源结构，增强利用率”。对越来越严重能源问题，我们必须看好“高效利用资源源”。1.2.3目前项目的发展趋势计算机网络技术的发展给人类带来了信息革命,特别是“息高公路热”引发更加飞速的变革,人类开始突破时空及计算机的束缚，实现了多个对象直接和间接的信息交流。上海、深圳、大连等一些国内经济发达的大城市,都已把信息化建设作为重点,建立起由言、数据、视图像组成的多种媒体带综合业务网。照明系统行业内，今天被大方面的应用的是现总技术，该系统从最早的中式，集式向分式发展，结构已经愈来愈多样化，系统的可靠以及经济性也随着工作立性的提高而不断爬升。另外，无线传感网络近几年也慢慢兴起，也逐步在该领域内受到应用。在这种趋势下，智能灯光控制系统未来的发展必将更加走向智能阶段。1.3 本课题研究的主要目的和意义智能灯光控制系统与人们的生活以及娱乐紧紧相连，同时也是是智能生活的重要组成部分，控制系统的智能是通过子技术、通技术以及计算机相互应用，然后将商场内的各种照明灯光有机的结合，构造更舒适安全、节约能源的控制系统，实现非常有效的管理和控制。商场大厅区域首先展现在顾客面前，是顾客的第一印象，高雅别致，与众不同的灯光能够带给顾客宾至如归的想法，强化顾客对商场的好感度，然而温馨舒适的商场需要非常有创意的灯光设计来创造。智能灯光控制系统是将普通灯光的照明（人为的断与开）转换成智能化优秀的管理，商场管理者能够将其高素质的管理意识运用其中，这种技术的能大大减少场的运行费用，并给商场带来极大的投资回报。1.4 本课题的主要研究内容智能灯光控制系统是一个对各个区域实施同样的制和信号采样的络系统，中央制器、主信干线分支、信接口以及制终端等结合为一体，就能成为智能灯光控制系统。控制终端由光模块、制面板、照度态器及动静测器等等单元构成，主制器和终之间通过信息接口等结合，实现控信息的传送。研究的内容如下:经过对阅读中英文献资料的研究以及现场调研，深入学习国内外相关网络技术发展、以及产品现状和此项技术在智能灯光控制领域的应用；研究计算机网络组织网络的重要技术，掌握它的工作计算原理和设计控制方法；研究智能照明的控制方法和节能技术；设计硬件电路，基于嵌入式系统的智能灯光控制系统。设计研究基于STC12C5410单片机的智能灯光控制器；包括：智能电器、智能光器、控制面板等。设计并开发基于无线传感器网络的硬件系统；设计系统的网络构建框架。2 系统整体设计方案2.1 系统总体组成设计与网络结构4.5 小结通过12C5410单片机开发工具软件的应用，在环境下编写程序，下载运行程序，完成软件的设计。首先我们要对PT2262进行编码和解码，再定义单片机端口输出，通过可控开关来实现对灯光度的控制。结论经过一个学期的不懈努力，我攻克了硬件部分和软件部分这两块主要难题，终于完成了这个设计的研究。在这一过程中，通过反复的查找资料、搜索素材、阅读文献，从一开始的茫然若失、无从下手到现在的塞顿开、豁然开朗，自己已然收获了累累硕果。但由于知识和研究能力有限，课题还存在些许问题，后期还需要继续改进，才能使之更正确、完整。智能照明系统就是通过热释电模块、无线遥控模块以及光敏电路相结合来实现，利用STC12C5410单片机处理各个模块经过无线发射和接收后的数据，并且通过进行调光，从而达到智能化的目的。12C5410提供良好的兼容性和各种功能，保证了系统能够平稳运行。本设计能够完成电路的程无线遥控，成果基本满意，已经实现了对人体和外界环境的感应所进行的调光。此外，本智能灯光控制系统存在以下这些不足之处： 鉴于硬件性能的局限性以及科技的不成熟，各模块之间的感应能力还有待提升。 软件部分的编程还不够完美，系统功能还有一些不足，显得有点欠缺，需要更加进一步的完善和改进。致谢参考文献1 陈永甫.无线电遥控入门M.北京：人民邮电出版社，2007，7.2 邵明月.基于热释电传感器 p7187 的人体测温仪的设计J .现代电子技术 ,2008 (1) .3 建明 ,姚熹,吴小清 .热释电红外探测器吸收层研究 J .红外技术 ,2002 (4) .4 BISS0001 资料 from:/bs.htm,2005.5 赵文博，刘文涛.单片机语言C51程序设计M.人民邮电出版社.2005年10月.6 谢自美.电子线路设计.实验.测试（第二版）M.华中科技大学出版社.2003,10月.7 郝迎吉，刘义刚，樊润丽.基于单片机实现遥控编码器PT2262 的软件解码J.国外电子元器件，2008，05，36-39.8 林铃,于德海.自学习红外遥控器的设计与实现J.人工智能及识别技术,2008年5月