智能照明控制系统设计论文

本科毕业论文题目：建筑智能照明控制系统设计研究院(系):信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化班水平：电气图书0705姓氏：吉田学号：2007082315导师：李曹丽霞完成日期：2011年6月5日摘要abstract V简介-1-1.1选题背景及意义-1-1.2选题重点及难点-2-1.3调查总结-2-1.3.1当前国内、 国外项目研究现状-2-1.3.2当前项目发展趋势-3-1.4主要研究内容-3-2基于CAN总线的系统结构-4-2.1 CAN技术简介-4-2.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑-5-2.3 CAN总线系统的通信模式-5 -2.4 CAN总线分层结构-6-2.5 CAN总线消息格式和类型-7-2.5.1数据帧-7-2.5.2。 远程帧-8-2.5.3错误帧-8-2.5.4过载帧-8-2.5.5错误检测-9-2.6系统结构和功能-9-3.4能源照明系统的智能硬件设计-12-3.1系统介绍-12-3.2 CAN通信接口模块设计-12-3.2.1芯片介绍-12-3.2.2 SJA1000工作原理-14-3.2.3基于SJA1000-15的CAN总线硬件接口电路设计电压-频率转换器LM331-21-3.4.2继电器模块的基本原理和结构介绍-23-3.4.3整流器模块设计-23-3.4.4 V/F转换器LM331模块-24-3.4.5光耦6N137-25-3.4.6单片机AT89C51模块-25-3.5传感器模块-27-3.5.1热释电传感器原理-27-3.5.2芯片介绍-28-28 D转换部分-32-3.6调光模块-34-3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法-34-3.6.2基于红外2159的荧光灯调光电子镇流器电路设计-35-3.6.3基于红外21592-37-3.7遥控模块的调光电子镇流器-38- 3.7.1芯片介绍-38-3.7.2工作原理-40-3.8看门狗电路-42-3.8.1 X504 智能照明系统的软件电路设计-45-4.1 CAN通信接口模块软件设计-45-4.2控制面板模块软件设计-47-4.3智能继电器模块软件设计-49-4.5调光模块软件设计-51-4.6摘要-52-5结论-53-5.1主要结论-53-5.2不足和展望-53-谢慈-55-参考资料-56摘要随着社会的进步，建筑设计也朝着更舒适、安全和节能的方向发展。智能照明系统充分利用电子技术、通信技术和计算机网络技术，将建筑内的各种照明灯具有机地连接起来，实现有效的管理和控制。智能照明系统是智能家居的发展趋势之一。传统照明系统存在布线麻烦、节能效果差的缺点。我们设计并开发了基于CAN总线技术的智能照明系统。系统中的智能光节点可以根据外界光强自适应调整自身的光亮度，定期采集室内光强、无人进出等环境信息，并及时响应用户的控制命令。摘要：主要介绍智能调光系统及设计过程中的关键技术环节，包括CAN总线技术的应用、系统网络设计、智能继电器、控制面板、传感器和红外遥控技术，并阐述智能调光系统的主要应用。关键词：CAN总线；智能继电器；智能调光；随着社会进步，建筑智能照明控制系统的红外遥控设计。建筑的设计朝着更加舒适、安全和节能的方向发展。实现对的有效管理和控制。建筑智能照明系统充分利用电子技术、通信和计算机网络技术将建筑内的各种照明灯具有机地结合在一起。智能照明系统正是智能家居的发展趋势。我们设计和开发智能照明系统。基于CAN总线技术，考虑到传统照明系统布线麻烦、能效低的缺点。智能照明系统中的智能节点可以根据外界光照水平自适应调整其光照强度，定期采集室内光照强度，检测是否有人进出，并及时响应用户控制命令。摘要：本文介绍了智能照明系统的设计及过程中的关键技术，包括CAN总线技术、网络系统智能继电器、控制面板、传感器和红外遥控技术的设计，并介绍了智能照明系统的主要应用。关键词： CAN总线；智能继电器；智能灯；随着信息控制技术的发展，现代建筑中具有不同功能的建筑自动化设备和系统变得越来越复杂。但是不管是什么样的建筑，不管建筑有多智能，照明控制在建筑自动化系统中一直占据着非常重要的地位。目前，中国照明用电占建筑用电的20%-30%。本项目是基于89C51单片机和CAN总线的智能照明系统的软硬件设计。该系统可以根据不同的光照强度要求，统一调节环境中的光照强度，从而实现室内照明的人性化和个性化。传统的控制方法是通过连接线将被控设备引入控制室，这不仅导致电力电缆铺设过多，增加投资成本，而且大大增加了灯电路的辐射干扰，污染了空气空间的电磁环境。智能照明控制系统为现代建筑照明提供了一条新的途径微机照明控制系统。它采用网络控制技术，使照明灯的电源线可以直接引入天花板或马道，而不是通过控制室。这种控制方法不仅可以方便地控制灯的亮度，还可以减少电力线和相应设施的投资，减少灯电路的辐射干扰。此外，灯电路可以总线方式布线，线路规则，安装维护方便。但是，在目前使用的基于微机的灯光控制系统中，由于网络通信大多采用RS-232、RS-485、20mA电流环等通信方式1，普遍存在通信距离短、数据传输速度慢、误码率高、可靠性差的问题2。CAN总线是一种现场总线，具有通信速率高、开放性好、短消息、纠错能力强、控制简单、扩展能力强、系统成本低等一系列优点。CAN是一种多主总线。通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。通信速率可达1兆位/秒。其特点是：(1)CAN总线通信接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，能够完成通信数据的成帧处理，包括比特填充、数据分组编码、循环冗余校验、优先级区分等。(2)2)CAN协议的最大特点之一是取消传统的站址编码，代之以通信数据块编码。CAN协议采用CRC校验，并能提供相应的错误处理功能，从而保证数据通信的可靠性。(3)CAN总线采用多主竞争总线结构，具有多主运行、分散仲裁串行总线和广播通信的特点。基于CAN总线的微机灯光控制系统采用现场总线控制技术3构成一个完全分散的微机灯光控制系统，有效地解决了微机灯光控制系统的不足。CAN总线CAN所要求的完善的通信协议4可以通过CAN控制器芯片和接口芯片来实现，大大降低了系统的开发难度和成本，缩短了开发周期。该系统投资少、功能强、可靠性高、易于扩展，特别适用于大型智能办公楼照明设备的控制。它在市场上有很强的竞争力。1.2本项目的关键问题和难点本项目的关键技术是CAN总线技术。控制器局域网是一种有效支持分布式实时控制的串行通信网络。CAN总线控制器CAN以多种方式工作，采用无损结构逐位仲裁和竞争向总线发送数据(它取消了站址编码，而是对通信数据进行编码，使得不同节点能够同时接收相同的数据，使得CAN总线形成的网络测控节点之间的数据通信更加实时，并且容易形成冗余结构，提高了系统的可靠性和灵活性(其次， CAN总线通过CAN控制器接口芯片PAC82C250的两个输出端CANH和CANL连接到物理总线上(当多个节点同时向总线发送数据时，如果出现系统错误，系统不会出现总线短路和对一些节点造成损坏的问题，当出现严重错误时，CAN节点具有自动关机的功能，从而保证总线不会因为RS485网络中各个节点的问题而处于“死锁”状态。 难点在于利用CAN总线技术将各类照明控制设备联网连接，实现能源管理、实时照明定时控制、需求控制等功能。1.3调查概述1.3.1目前，本项目在国内外的研究现状是，从20世纪60年代白炽灯、荧光灯和高强度放电灯用电子调光器的发展，到20世纪90年代以来国外基于计算机技术的自动调光系统、自动关断系统和自动补偿系统的发展，又称“智能照明”新型照明控制系统，成熟的产品得到推广和应用，使建筑照明从传统控制向计算机控制或不受控制的新领域发展。自1984年美国建成第一座智能建筑以来的十年间，智能建筑以崭新的面貌和技术在世界各地迅速发展。特别是在亚洲、日本、新加坡、台湾等国家和地区，为了适应智能建筑的发展，他们进行了大量的研究和实践，并先后建成了一批智能建筑。20世纪80年代末，当中国开始编制建设部010301JGJ/T16-92时，也开始涉及智能建筑的概念，并提到建筑自动化和办公自动化。直到20世纪90年代初，智能建筑的概念才逐渐被越来越多的人认可和接受，尤其是在1993-1995年间。全国许多大中城市的房地产开发商都把自己的建筑标为“智能建筑”、“全智能建筑”、“3A型智能建筑”、“5A型智能建筑”等。那时，智能建筑成为房地产开发商开发和销售的热点。近年来，中国高层建筑发展迅速，这种智能照明控制系统已经悄然进入中国建筑行业。目前，上海金茂大厦、山东世贸中心等建筑都应用了这种智能照明控制系统。1.3.2自20世纪80年代以来，随着计算机技术和网络技术的发展，本项目当前的发展趋势带来了信息科学技术的革命。尤其是信息高速公路热引发了一场新的革命，它使人们突破了时间、空间和计算技术的束缚，实现了多个对象之间的直接信息交换。信息已经成为社会经济、科学技术等发展的重要资源。信息已经成为城市现代化的最高标志之一。在中国一些经济发达的大城市，如上海、深圳和大连，它们都开展了自己的信息化