智能照明控制系统的设计论文（精选15篇）
智能照明控制系统节能设计探讨论文
摘要：
本文重点介绍了智能照明系统在实际工程中的应用，简单介绍了智能照明控制设计系统，阐述当前智能照明对建筑节能的重要意义，合理地分析了智能照明系统的发展前景。
关键词：智能照明系统控制；总线；i—bus系统设计
一、背景。
随着社会飞速发展和更新，可持续发展战略已成为我国当前的重要任务。我国住建部计划至在建筑能耗领域，登上新的一级台阶。节能行动，刻不容缓。目前全球经济正朝着一体化靠拢。欧美发达国家本身经济的停滞不前，短期内很难有大型的品牌照明企业出现。并且环境保护成为全球化目标后，全世界的各个国家，特别是科学技术先进的地区，对于照明节能的需求将更为强烈，照明节能对于节约能源、保护生态系统、推动社会进步具有极其重要的意义。数据显示，我国是全球人均能源保有量最低的国家之一。
能源的利用效率不足40%，远远落后于发达国家。单位生产量的能源消耗比世界平均水平高出近3倍。相关部门研究表明，我国能源效率每提高一个百分点，直接经济效益可达130亿元。节能关键在于节电，我国或将成为节电市场的最大买家。智能照明控制系统是专门针对照明而开发的先进的智能化系统，能够节约大量的能源和资源，具有巨大的经济意义和社会意义。因此，在实际工程中进行照明控制系统的节能设计势在必行。
二、智能照明控制的工作原理。
电子感应技术和利用电磁原理的调压技术是智能照明控制系统的主要技术支撑，实时跟踪系统的供电情况，对电路的电流值等进行自动调节，改善电路情况，从根本上提高功率因数，从而达到照明节能降耗的目的。在目前国际公认较为成熟的智能照明系统中，ABB公司的i—bus系统较为成熟，采用国际通用的EIB/KNX标准。采用总线网络拓扑结构，是i—bus系统的主要工作原理，这使得系统具有10Mbit的通讯数率。使用线路耦合器对支线中的信号进行过滤，过滤后的信号进入主线，进而增加干线速率。
因为IP局域网接口和EIB/KNX使用，所以使得数据可以在两者间进行传递。IP网关可以高效地在KNX/EIB系统中进行数据的交换。I—bus总线不能接地，其具有屏蔽能力。开关控制模块具有带电检测功能，可以检测灯光回路的运行情况并且在故障时进行报警。主要应用领域为智能楼宇环境控制系统和智能家居控制系统，其主要控制功能为光控制、中央控制、电动窗帘控制、家居安防控制、温度控制、AV控制系统信号监视等。
三、i—bus的主要特点。
1、兼容性：
控制系统采用的是国际通用的EIB/KNX标准，可以满足使用者对不同功能的需求。电气安装总线采用大跨度框架及开放式的结构，可以使使用者便捷而迅速地调整建筑物的使用功效或者再一次规划建筑平面。极强的兼容性是该系统的优点，对于不同厂家的软件和元器件，在本系统的通讯中可以达到兼容，能够使系统稳定的运行。
系统内部的各个模块都是一个独立的个体，具有独自运行能力，不受其他器件的约束。无论任何的模块损坏或者损毁都不会影响到其他模块的正常运行，这种独立的运行模式使得系统维修保养方便，在对系统进行定期升级或者定期更换元器件时，整个系统仍然可以正常地运行下去。系统的可扩展性也是本系统的一大优点，如果想进行回路的增加，只需要直接添加相应模块，对于系统整体无需进行大改动。
2、安全性：
系统只运用一条i—bus总线，没有过多的电缆线路，更没有复杂的线路铺设。在现场只需要总线进行连接，24V的安全低电压连接保证了系统的安全，控制模块不需要复杂的布置，可以安装在配电箱内。
3、灵活性：
功能的调整和控制结构的修改十分灵活，对小部分程序进行修改即可完成目标，不需要对布线进行调整。通过物理信息的采集，自动刚系统设置为最优运行状态，方便管理并且节约能源。所有设备均为标准设备，模数化产品采用35mm导轨安装，现在设备才有86盒墙装，各种面板的探测器可以互换，实际应用十分灵活。
4、经济性：
系统能够大量减少维护人员，从而节约大量的维护费用，在节约费用的同时，提高了整体系统的.工作效率。i—bus系统采用红外线传感器、定时开关技术、亮度传感器调光技术，这些智能化的应用使得系统可以节约大量的电力能源，从而极大地节约了资源。比传统照明节约25%左右电能，投资成本三年内即可收回。
5、长期性：
软启动、软关断技术的使用是i—bus系统的又一个亮点，对于各个回路进行缓慢的启动，在一定时间内关断，这样有效减少了冲击电压对器件的损害，极大地延长了灯具的使用寿命。系统可以和消防报警系统、安全防范系统、闭路监视系统一起来构成一个完整的系统。同时采用ABB照明系统和BA系统的大厦，将大幅度提高大厦的智能化程度，增加该物业的亮点，提高大厦的出售和出租率，这些无疑都获得了许多长期的、可观的、潜在的收益。
四、i—bus系统设计实例。
以办公楼为例，在办公室各区域设置吸顶探测器，通过吸顶探测器对移动信号进行感应，因信号对灯光和风机盘管电源进行控制，实现工作时间启动照明灯和空调，休息时间自动关闭灯光和空调。根据预先设置的程序，定时开关灯光空调，从而最大限度地节约能源。例如，设置在会议室的智能面板可以对会议室的灯光、空调、窗帘、投影幕布等用电设备进行手动控制。普通办公室通过温控面板对空调进行控制。办公区域的吸顶式移动探测器可以根据环境的照度要求以及使用的空间自动调整开灯数量，确保满足照度需求。
五、总结。
在21世纪，能源与资源的高效利用已经成为评估一个国家乃至整个社会发展潜力的重要指标。我国是一个发展中国家，提高能源利用率必将大力推进我国经济建设和社会建设。智能照明控制系统在实际工程中的节能设计，将从根本上进行建筑节能。该领域将成为促进我国未来发展的重要领域。未来我国将成为节能设计及节能产品研发的最大受益者。
参考文献：
[1]马鸿雁，韩京京。会展中心照明控制与节能[J]。智能建筑电气技术，（04）。
[2]侯红磊。Ⅰ—bus智能照明系统在轨道交通中的应用[J]。工业控制计算机，，25（10）：11—12。
[3]闫波，杨林场。浅谈EIB/KNX智能灯光控制系统在大型会展建筑的应用[J]。福建建筑，（4）：111—113。
篇2：智能照明控制系统的设计论文
智能照明控制系统的设计论文
目前我国高校的教学楼和学生宿舍的照明系统大多采用定时方式控制[1]，虽然控制简单且易于实现，但同时存在很多问题：在夜间人流量很少时，灯具全部点亮将造成电能的大量浪费；此外，定时照明方式使照明系统工作状态不能灵活调整，尤其在雷雨和雾霾天气时，带来安全隐患。本文所设计的智能照明控制系统，能够根据学校不同区域的不同功能需求，设置照明模式与照明时间，实现对照明系统的动态智能化管理。
1系统硬件模块
本系统的设计是基于51系列单片机，由7个硬件模块构成，分别为控制、定时、光控、声控、按键、显示、照明。其中光控、声控模块实现对外界光、声信号的采集与判断；定时实现照明系统的照明时间控制；控制模块采用STC89C52单片机，根据外界光、声及定时信号控制照明电路，切换不同的工作状态以适应外界需求。照明系统架构如图1所示。
1.1控制模块
本文采用STC89C52单片机，具有8位CPU和系统内可编程Hash，是一种低功耗、高性能微控制器。在本文的设计中控制模块接收定时模块的时间及外部环境的光、声信号，通过判断照明级别，控制照明灯的工作状态，实现照明系统的智能动态化管理。
1.2输入模块
1.2.1定时模块
定时模块采用了DS1302芯片，用于给整个系统提供日期与时间信息，它不仅功耗低，高性能，还具有掉电走时的功能，即使在单片机断电的情况下它也不会停止计时。同时也便于系统对于当前是否到达设定的夜间时间进行判断。
1.2.2光控模块
光控模块中使用光敏电阻来采集光信号，并使用LM393比较器对光信号强度进行判断。图2为光控电路，比较器的同相输入和反相输入端连有电位器，在没有自然光照的情况下调整电位器，将两个输入端的电位保持一致，此时比较器会输出低电平信号。当光敏电阻被自然光照射时，其阻值会大幅度的减小，从而使得比较器的同相输入端电位升高，比较器输出高电平信号。通过比较器输出信号至单片机P1.4端口，单片机可以判断外界光强是否到达阈值强度，模块工作状态的改变。
1.2.3声控模块
声控模块中采用驻极体话筒（图3中用R6电阻替代）采集声信号，它是电容话筒的一种，灵敏度高气声信号强度的.判断采用LM393，原理同光控电路，最后信号输出至单片机P1.3端口，如图3所示。
图3声控电路图Fig.3Circuitofvoicecontrolsystem
1.3输出模块
1.3.1显示模块
如图4所示，显示电路采用LCD1602液晶显示当前的日期与时间，LCD1602液晶可以显示两行，每行16个字符，夕卜加的电位器可以随时调节液晶显示屏的对比度气
1.3.2照明模块
如图4所示，照明模块是用2排8个LED灯来模拟照明灯的3种工作状态：熄灭、间隔亮与全亮。当工作在熄灭或全亮状态时，8个LED灯全部熄灭或点亮；当需要间隔亮时，2排LED灯亮起1排，提供强度相对较小的照明。
2系统软件设计
智能照明系统将时间、光照、声音结合起来判断外界环境的变化，并且为照明灯设置3种工作状态以提供不同的照明强度，分别为全亮、间隔亮和熄灭状态。系统运行流程如图5所示。
图5系统运行流程图Fig.5Flowchartofsystem
在照明灯工作状态控制中，对宿舍楼设置时间为18:00?次日6:00，教学楼设置时间为18:00?24:00，称为夜间模式，在设定时间内，照明灯工作在间隔亮状态，提供夜间基本的照明。如果此时声控模块采集到的声强强度大于阈值强度，说明教学楼或宿舍的人流量较大，照明模块会切换至全亮状态，提供高强度的照明，并且在声音信号消失后，还会延时5s再恢复间隔亮的工作状态，以保证夜间活动对照明的需求。
在设定时间之外，如遇到雷雨或雾霾天气，照明系统对外界的自然光强度进行采集与判断，即使未在夜间模式也需要一定的照明，因此当光控模块采集的光强强度小于阈值强度时，照明模块便会工作在间隔亮的状态，保证教学楼或宿舍的基本照明；再通过对声音信号的采集和判断，如果人流量较大，则照明模块又会再切换至全亮状态。
3系统测试
根据系统的功能要求，对系统在所有情况下的工作状态(预置的设定时间为18:00?6:00)进行测试，测试电路如图6所示。
图6实际测试电路Fig.6Pictureoftherealtestcircuit
当未到设定时间、光强>阈值时，LED灯熄灭；当未到设定时间、光强<阈值、声强<阈值时，LED灯间隔亮；
当未到设定时间、光强<阈值、声强>阈值时，LED灯全亮；
当到达设定时间、声强<阈值时，LED灯间隔亮；
当到达设定时间、声强>阈值时，LED灯全亮。
由此可见，本系统在各种情况下均按照要求切换工作状态，符合设计要求。
4结束语
本文根据高校的教学楼和学生宿舍的照明需求，设计的智能照明系统可以根据设置时间和外界环境光、声的变化自适应地调整照明系统的工作状态，实现对照明系统的动态化管理。本系统还可以应用于公共场所的照明，具有成本低、操作方便、易于扩展功能等特点，最大限度地节约电力能源。
篇3：路灯照明智能控制系统的应用论文
依赖着计算机科学的发展，我国智能控制系统技术在国际智能控制系统技术上都占据着一席之地，全国人民也越来越重视智能控制系统。虽然我国在实际中不断运用城市路灯照明智能控制系统，但在实际的操作中，但仍然又很多技术难题。在二十一世纪这个新时代，科学技术引领着时代潮流，我们需要进一步研究探讨城市路灯照明智能控制系统，才能推动我国智能控制系统站在国际领先水平。
1.城市路灯照明智能控制系统的组成
1.1主控系统
主控系统是主要的控制系统，他的功能主要是监控城市照明路灯的性能、质量，控制照明路灯。智能控制的要求主控系统全面监控城市路灯照明系统的运行状态，此过程需连接多项设备，包括打印机、计算机和投影仪等。两台计算机是主控系统的核心部分。智能控制需要一台，另一台待机备用，因此在电隔离的情况下，计算机信息也能稳定传输，从而计算机之间信息流通得到保障。城市路灯照明有不同需求时主控系统也能自动运行自动操作，即使在可监控、监测的状态下智能控制系统的仍有较高的运行水平。
1.2数据传输装置
数据传输装置可分为无线传输和有线传输两种方式。大多数情况下无线传输较简单，步话机和无线电台便可以实现。有线传输的方式比较多，主要方式有RS-485线网、电话线、公用电话网进行传输。主控制系统和本地控制系统的数据传输主要是通过无线电台传输。
1.3本地控制系统
本地控制系统有三部分，包括电台、子站、配电柜等。它是一个单一的'控制系统，有了主控系统，即使在主控机失效而无法工作时，本地控制系统也能长时间监控城市照明路灯的状态，这是它最主要的优点。不过有时候也会出现信息或时间传输在主控系统和本地控制系统协同合作市出现延迟的问题通，这时我们需要把主控机的控制范围缩小，拆分成几个不同的小范围，每个小范围的信息更容易收集，这样把收集起来的各个小范围的信息通过广域网传输，于是城市道路照明路灯的智能化控制就得以实现。同时，为了方便故障查找和障碍维修，路灯控制系统也可建立一个可以存储数据信息以及资料的信息管理系统。
2.智能控制系统在城市路灯照明中的应用
2.1本地控制系统中子站分析
不同路段路灯和三相电功率的分配各不相同，不同型号的路灯节能方式以及照明组合方式也不相同，这些是在设计本地控制系统时不得不考虑的要素。每种组合方式都需要一个触发器，只有加入触发器才能实现各种组合模式，照这个原理，如果照明组合方式越多，需要更多的触发器才能完成，因此用于改善的道路照明的成本随着问题的方案的增多而相对增加。本地控制系统中的子站主要完成的是路灯的开关控制，其控制流程是：由于各个区域不同城市对照明程度的需求不同，四季变化导致的昼夜长短也不同，当通信系统完整建立之后，主控机需要综合考虑上述因素来制定出合理的城市照明路灯开关时刻表及亮度方案，这些信息会通过信息传递系统传递到各个本地控制系统的子站中。这些传递到子站的信息会存放在一个可以改写只读存储器中。这个存储器是可以改写的，当不同情况发生时，或在不同时间照明需求不同，存储器里的信息是可以改写的。这样的控制方式，最大程度的加少了电能的浪费。子站除了完成路灯的开关控制，还有，另外一个功能，还负责采集由电流或者电压互感器测量后经ADC转换的支路电流、电压数据。最后，子站把收集到的电流电压信息通过互联网 传输到主控系统当中，因此我们把子站作为本地控制系统和主控机之间的枢纽。有了子站，在系统应对紧急情况时可大大减少了排出故障的时间。
2.2通信模块分析
通信模块的转换是计算机和计算机外接设备之间进行数据通信的重要部分。通信模块由电源插座、调制解调器接口、控制批示灯、发送批示灯、串行接口五部分构成。通信模块选择RS-485为串行接口方式，便于RS-485组网通讯的利用；调制解调是模块调制方式，具体有两个主要作用，一个作用是通过收发共线的设置方式，成为外接电话线。4：停车场照明智能控制系统的设计与实现论文
目前很多在建和已建高层住宅大部分都建有地下停车场，这些停车场一般都有多个人员出入口和多个车辆出入口，由于这些停车场面积大、光线差，需要大量的照明设备长期照明。如果用通常的控制方法则需要的线路较长，而且回路复杂，由于各出人口与行车路线之间不是简单的一一对应关系，因此很难用简单的强电控制方式实现停车场内部照明的自动控制，通常只能采用连续照明方式。有的地方虽然采用红外或声控开关来控制照明，但是只能对某一个小区域(如出入楼梯口处)实现自动控制，而不能对全部停车场照明实现自动控制。这样不仅造成巨大的能源浪费和设备损耗，也给小区的物业管理造成很大的经济负担。
几乎所有的高层住宅都存在这样的问题，国外已经开发出类似的智能照明控制系统解决以上的问题，但是产品的价格很高；国内市场上尚无此类的产品出现，本文设计的智能照明控制系统则可以填补此项空白。
1 系统简介
1．1 系统实现的功能
使用者可以根据本地停车场的具体情况编辑适合于自己的照明控制方案，下载到系统的各节点中。当有人员或者车辆进入停车场时，该照明智能控制系统能够根据照明控制方案对停车场内指定的照明设备进行控制，实现照明的智能控制。
1．2 系统组成
该系统由上位机、出人口控制节点和基本节点等组成，各个部分通过CAN总线进行连接。
CAN总线是Bosch公司为现代汽车应用而推出的一种总线，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。CAN总线为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。基于以上特点，该系统选用CAN总线作为该系统的数据传输总线。
上位机将系统中所有节点的控制方案下载到相应的节点中后，各节点将根据这些从上位机下载的节点间的互联关系表完成与有关节点的交互。
基本节点与一定数量的传感器回路和照明回路相连。当传感器监测到附近有人员或车辆经过时，传感器向与之相连的基本节点发送信号；基本节点接收到此传感器的信号后搜索从上位机下载的本节点的传感器与照明灯的互联关系，判断本节点上是否有与之关联的灯，有则点亮此灯并保持照明一段时间，同时该基本节点也通过CAN总线向其它基本节点发送该传感器的消息；当其它的基本节点收到此消息时，同样根据互联关系表判断本节点是否有与此传感器相关联的灯，如果有也打开相应的灯并保持照明一段时间。这样所有节点就会按照使用者制定的方案打开预期的照明回路，从而实现照明控制的智能化。
出人口控制节点(下面简称为控制节点)位于停车场的出人口处。控制节点随时监听CAN总线上的各种消息，当某照明回路的状态发生改变时，控制节点根据从上位机下载的状态指示灯与照明回路的对应关系，将其回路的状态改变反映到状态指示灯上。
1.3系统的工作原理
(1)基本节点中存储着该节点控制的照明设备与其它节点的传感器的互联关系。当某一基本节点接收到其它的基本节点发送的传感器信息时，该基本节点搜索本地的互联关系，并打开与此传感器相关的照明设备；
(2)当基本节点接收到上位机发送的上传命令时，基本节点将存于本地的控制方案上传到上位机；当基本节点接收到上位机发送的下载命令时，基本节点将与之相关的控制方案下载到本地；
(3)基本节点利用与之相连的传感器监测车辆、人员的通过情况。当有车辆、人员通过时，该基本节点便通过CAN总线向系统中的其它节点发送相关的传感器的信息；
(4)主控节点中存储着状态指示灯与本系统中的各照明回路的对应关系。当主控节点的某一开关被按下时，主控节点便向与对应照明回路相连的基本节点发送命令，打开指定回路的所有照明设备；
(5)当主控节点接收到上位机发送的上传命令时，主控节点将存于本地的互联方案上传到上位机；当主控节点接收到上位机发送的下载命令时，基本节点将与之相关的互联方案下载到本地；
(6)主控节点随时监听CAN总线上的各种命令，并通过状态指示灯随时反映停车场的各个照明回路的状态。
2 系统的软、硬件设计
2．1 上位机的软件设计
上位机采用普通的PC机，通过该系统的上层管理软件可以完成控制方案的编辑、修改、下载和上传。上位机可以通过CAN接口卡或者串口――CAN接口转换器与该系统进行连接。当控制方案下载完成后，该系统就可以脱离上位机独立运行。
上位机管理软件的主要功能是：控制节点的状态指示灯与该系统照明回路的对应关系的编辑、下载和上传；基本节点的照明回路与其它基本节点的传感器互联关系的编辑、下载和上传；各种互联关系的显示、保存和读取；停车场各照明回路状态的监控。
由于上位机管理软件应用组态技术，使用者可以很直观地编辑、修改节点间的互联关系。管理软件通过CAN接口卡或者CAN(串口转换器)同系统中的各个节点进行交互，实现互联关系的上传和下载。
2．2 控制方案的配置与修改方法
使用者可以通过多种途径生成一个适合于本地的停车场控制方案：通过传统的表格的方式描述停车场各个节点的互联关系；在停车场的平面图中通过简单的连线方式描述各个节点的互联关系；通过上载原有的停车场控制方案，对其进行修改，从而生成适合于本地的控制方案。
使用者也可以通过同样的方式对停车场的控制方案进行修改：通过修改互联关系的表格从而修改停车场各个节点的互联关系；运用组态方式，通过修改各个模块之间的连线关系，从而修改各个节点的互联关系。
2．3 控制节点的软、硬件设计
2．3．1 控制节点的硬件设计
控制节点位于停车场的出人口处，主要用于对停车场内的各照明灯回路进行远程控制，并能够实时监测、显示各回路的状态。
控制节点的硬件部分主要由控制器、CAN接口、外部存储器、状态指示灯、控制开关和看门狗等部分组成。CPU通过CAN控制器与CAN总线进行连接；外部存储器用于存储该控制节点的状态指示灯与系统中各照明回路的对应关系，也可以作为控制器的缓冲区。由于系统中是通过CAN总线进行通信的，最高的通信速率可以达 到1Mbps，所以对存储器的存储速度应该具有一定的速度要求；状态指示灯可以实时显示停车场内各个照明回路的开关状态，使用者只要通过这些状态指示灯就可以了解该停车场内的照明情况；控制开关可以方便使用者通过手动方式控制停车场内的各照明回路的开关状态，当出现紧急情况时使用者也可以通过其中的总开关打开停车场内的所有照明灯。
为了便于相互识别，每个系统中的控制节点都有唯一的标号，状态指示灯与系统中回路的对应关系是通过上位机的管理软件下载的。
2．3．2 控制节点的软件设计
控制节点软件主要负责控制节点的初始化、状态指示灯的显示、控制开关的监测和解释、CAN总线命令的读取和解释、CAN总线命令的发送、外部存储器的管理、中断处理等。
基于以上的功能，控制节点软件主要包括以下一些子程序：系统初始化子程序、CAN总线初始化子程序、状态指示灯显示控制子程序、控制开关解释子程序、CAN命令解释子程序、CAN命令发送子程序、外部存储器读取子程序、外部存储器写入子程序、CAN中断处理程序、定时器中断处理程序。
控制节点软件的主要部分就是对CAN总线的编程和对外部存储器的管理。根据控制的需要，在CAN总线上传输的命令被分为几类：联机命令、状态指示灯与照明回路对应关系的上传和下载命令、照明回路的控制命令、总闸命令等。控制节点软件要对从上位机和其它基本节点传送的所有的命令进行解释并做相应的处理。当节点数目较多，互联关系变得比较复杂，存储这些互联关系所需要的空间也就比较大，这就需要用外部存储器存储这些关系表，并且软件需要对这些关系表进行有效管理。
2．4 基本节点的软、硬件设计
2．4．1 基本节点的硬件设计
基本节点是控制系统中的照明设备和接收传感器信号的基本单元。当监测到人员或车辆通过时，基本节点除了负责自身的`照明回路的开关外也负责通知其它的节点，从而形成一个分布式的监控网络。
基本节点的结构与控制节点相似，不同的是存储器中存储着本节点的照明回路与其它各基本节点的传感器的逻辑关系表。其中CPU通过继电器组实现对停车场内各照明回路的控制。当有人员或车辆通过时，停车场内的传感器通过传感器组接口向CPU发送信号，从而实现该系统的监测功能。8位拨码开关用于指定该节点的序号。基本节点的其它器件与控制节点相同。
2．4．2 基本节点的软件设计
基本节点软件主要负责基本节点的初始化、继电器组的控制、拨码开关的读取、CAN总线命令的读取和解释、CAN总线命令的发送、外部存储器的管理、中断处理等。
基于以上功能，基本节点软件主要包括以下一些子程序：系统初始化子程序、CAN总线初始化子程序、继电器组控制子程序、拨码开关读取子程序、CAN命令解释子程序、CAN命令发送子程序、外部存储器读取子程序、外部存储器写入子程序、CAN中断处理程序、定时器中断处理程序。
基本节点的软件结构与控制节点的相似，需要处理的命令也与控制节点相似。基本节点软件要对从上位机、控制节点和其它基本节点传送的所有的命令进行解释并做相应的处理。
3 系统的特点
(1)采用模块化的设计：可以很方便地安装、拆除该系统的某一部分或者全部；
(2)方便灵活的配置方案：用户可以随时修改、上传、下载系统的控制方案；
(3)简单易用的上层软件：用户可以通过上位机简单直观地设计适合本地的控制方案；
(4)高度的通用性：由于模块化的设计，该系统可以很灵活地配置到不同的停车场中；
(5)较低的产品价格：相对于传统的控制系统，该系统可以节省大量的布线、安装的费用；
(6)节能：没有人或者车辆通过时，系统自动关闭照明灯，从而大大延长照明设备的使用寿命。
4 结束语
该系统能够大大降低现有的停车场照明系统的布线的复杂度，并且能够有效延长照明设备的使用寿命，实现照明的智能化，具有广阔的应用前景。
参考文献
1 阳宪惠．现场总线技术及其应用．清华大学出版社，
2 马国华．监控组态软件及其应用．清华大学出版社，
3 徐爱钧．彭秀华．单片机高级语言C51应用程序设计．电子工业出版社，
篇5：汽车灯光智能控制系统设计研究论文
汽车灯光智能控制系统设计研究论文
摘要：:为了提高行车的安全性与便利性,减轻驾驶者劳动强度,设计了主要由传感器、微处理器模块、远程监控模块、灯光智能控制电路和辅助模块等组成的灯光智能监控系统。根据车外光线情况,系统智能控制汽车的小灯、近光灯及远光灯,为行车提供良好照明,也能为驾乘人员下车提供延时照明。同时,监控人员可远程控制汽车闪光灯、喇叭及灯光系统,便于驾乘人员尽快找到车辆。该系统具有性能稳定可靠、灵敏度高和操作简单等特点,可用于传统灯光系统的智能化改造,应用前景广阔。
关键词：:汽车灯光；单片机；GPRS模块；智能控制
在汽车灯光系统中,前照灯等同于汽车的眼睛,在夜间和能见度较差的情况下,确保驾驶员能清楚地观察前方100m以内的路面情况。当两车交会时,为了防止对来车驾驶员造成眩目,交规要求将远光灯切换为近光灯。据统计,全国每年由于前照灯使用不当而引发的交通事故不少于0起。目前市场上能随着行车环境的变化而自动切换车灯的汽车较少,绝大多数经济型的轿车灯光系统都不具备前照灯自动控制功能,虽然在宝马、奥迪等高端品牌汽车的部分车型上配备有灯光自动控制系统,能自动控制小灯、近光灯,尚不具备远、近光灯的自动切换功能。因此,研制能根据行车环境变化而自动、适时地开启和关闭小灯、近光灯和远光灯的灯光智能控制系统,可减少驾驶者分心去操作变光开关,减轻其劳动强度,提高行车安全性。此外,因遗忘具体停车位置而花费大量精力寻找车辆的事例屡见不鲜,研制的系统能远程控制汽车的闪光、鸣笛,有助于快速找到车辆。因此,研制灯光智能控制系统能大大提升和拓展现有汽车灯光系统的功能,具有广阔的市场前景和较大的社会与经济价值。
1系统总体设计
1.1系统构成
汽车灯光智能控制系统主要由传感器、微处理器模块、远程监控模块、灯光智能控制电路和辅助模块等5部分组成。其中,传感器主要包括光强度检测模块、周边车辆检测模块、汽车状态检测模块和手/自动模式开关等,远程监控模块主要包括监控手机和GPRS通讯模块,灯光智能控制电路主要包括行车灯光控制电路和停车声光远程控制电路,辅助模块主要包括电源、键盘、液晶显示屏和指示装置等。系统结构总体框图,如图1所示。
1.2系统主要功能
使用车辆时,驾驶者可根据需要选择自动控制或手动操作汽车灯光。采用自动模式时,系统根据点火开关所处的档位判断车辆状态,利用安装在汽车上的光电传感器,反映车外的光线强度及光线实时变化情况,然后系统依此输出信号控制汽车小灯、近光灯和远光灯的工作,为行车提供良好照明。如果会车时两车距离较近,自动将远光灯切换到近光灯,保障行车安全。同时,在发动机熄火后,系统根据车外光线情况,控制小灯、近光灯工作,可为驾乘人员提供延时照明。停车时,车辆监控人员可通过发送短信息远程开启闪光灯、喇叭,依靠声光报警实现车辆的辅助定位,便于尽快找到车辆,也可只提前开启小灯、近光灯,为驾乘人员提供照明。
2系统硬件设计
2.1微处理器模块
微处理器模块选用STC15W4K32S4单片机,是系统信号处理、分析和运算的核心。该单片机是宏晶公司生产的一款具有高速、高可靠、宽电压、低功耗、超强抗干扰、超级加密的芯片,使用增强型8051内核,1T(时钟/机器周期),指令代码与传统8051完全兼容,工作电压为5.5V～2.5V,内部高可靠复位,无需外部晶振和外部复位,还可对外输出时钟和低电平复位信号。同时,拥有4个完全独立的高速异步串口UART,分时切换可当9组串口使用。
2.2GPRS模块
在系统中,GPRS模块是单片机与监控手机之间无线通讯的关键,支持2G和GSM移动网络,具有信号覆盖面广、盲区少等特点,在网络信号较弱的地下车库和偏远地区,监控人员也可通过发送短信息对熄火后的车辆进行远程监控,实现不受空间的限制。本系统选用ATK-SIM900A模块作为GPRS通讯模块,其以西门子公司的'工业级模块TC35i为核心,自带SIM卡接口和天线接口,具有5V～24V的超宽工作电压范围,支持RS232串口和LVTTL串口,并带硬件流控制。GPRS模块与与微处理器模块通过串口相连,如图2所示。GPRS模块的引脚TXD、RXD分别与单片机的I/O口P4.6、P4.7相接,分别用于发送和接收数据[1]。
2.3显示和键盘接口电路
显示器采用0.91英寸OLED液晶显示屏,其驱动IC为SSD1306,分辨率为128×64,工作电压为3.3V/5.0V,同时具备自发光,不需要背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、使用温度范围广等特点,是一种专门用于显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。该模块选用SPI接口,控制线RES、D0、D1、DC、CS分别与单片机的I/O口P2.0、P2.1、P2.3、P2.4、P2.5相接。键盘接口电路采用三按键设计,即选择键K3、加键K1和减键K2,用于用于设定系统参数值[2]。
2.4灯光智能控制电路
灯光智能控制电路以三极管、继电器作为控制元件,微处理器模块根据光照传感器输入信号即车外光照强度的变化,结合车辆工作状态,单片机I/O口P0.4、P0.3、P0.2、P0.5、P0.6输出信号分别控制小灯、近光灯、远光灯、闪光和喇叭电路。系统根据点火开关档位判断汽车的工作状态,信号由I/O口P0.4、P0.3采集。以大众车系为例,若点火开关上的P线得电,则汽车处于熄火停车状态;若X线得电,则汽车处于行车状态。由于光电池的感光面积大,对可见光的光谱响应度高,适合用于对行车环境光照强度的检测。为提高可靠性,采用双光电传感器,信号ADC转换后输入到单片机引脚P1.2、P1.3。行驶过程中,如果系统根据毫米波雷达传感器信号判断对面车道在设定距离内有车辆,若为远光灯则自动切换到近光灯,会车结束后,远光灯再自动开启,确保行车安全。
3系统软件设计
由于KeilC51软件集成了C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器,利用KeilC51软件采用C语言编写行车灯光智能控制程序和停车声光远程控制程序[3]。
3.1行车灯光智能控制程序
系统上电后,微处理器模块首先初始化,根据点火开关上X号线的通电情况判断车辆状态。若处于行车状态,且使用灯光自动控制模式,单片机对灯光拨杆位置进行检测,如果灯光拨杆不在初始位置,则通过指示灯闪烁,提示驾驶者强制复位。然后,系统根据车外光照强度,控制汽车小灯、近光灯的工作,而远光灯是否开启,取决于行车时周边车辆状况。如果会车时两车距离较近,则自动关闭远光灯。若驾乘人员处于下车状态,系统根据车外光照强度控制灯光是否需要开启。若车外光线较暗,则单片机输出信号开启小灯、近光灯,为驾乘人员提供延时照明。行车灯光智能控制程序流程图,如图4所示。
3.2停车声光远程控制程序
单片机与GPRS模块采用串口通信模式,波特率为9600bit/s,发送AT指令利用GPRS模块收发短信息,实现单片机与监控手机之间的远程双向通讯。AT指令收发短信主要有TEXT和PDU两种模式,TEXT模式收发短信代码简单,但不支持中文,在系统中设置“AT CMGF=0”,采用PDU模式USC2编码收发中文短信,最多可发送70字符[4]。系统根据点火开关所处的档位判断车辆状态。若处于停车,单片机发送AT指令使GPRS模块初始化,接收到车辆远程监控人员的短信息唤醒单片机,信息经单片机分析后确定远程控制模式。若为车辆声光辅助定位模式,则单片机输出信号控制开启闪光灯和喇叭,通过闪光、鸣笛实现车辆的辅助定位,同时根据车外光照强度,控制近光灯是否提前开启。若为灯光提前开启模式,则单片机输出信号提前开启小灯、近光灯,为驾乘人员提供照明。停车声光远程控制程序流程图,如图5所示。
4结语
设计的汽车灯光智能控制系统能根据行车环境的光线情况自动切换灯光,可减轻驾驶员的操作负担,提高行车的安全性。同时,系统在发动机熄火后能为驾乘人员提供延时照明,以及具备声光远程监控功能,体现了汽车的便利性。由于系统具有体积小巧、性能可靠、响应灵敏和操作简单等特点,适用于经济型轿车灯光系统的智能化改造,由于不改变原车电路,加装方便,适用车型广。若融合具有地图导航功能的APP软件,则车辆的定位更加精准,系统的功能更加实用。
参考文献
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：黄会明 傅丽贤 单位：浙江机电职业技术学院
篇6：室内防盗智能控制系统设计
室内防盗智能控制系统设计
摘要：为应对安全家居的需要本文设计了一种基于单片机的室内防盗智能控制系统，该系统使用单片机作为中央控制单元，综合使用多种模块实现了防盗检测和报警。
关键词：单片机 室内 防盗检测 报警
随着生活水平的提高，特别是物质生活水平的不断提高。人们对自己的个人安全和家庭财产安全越来越重视，安全已成为一种市场需求。基于GSM的室内防盗智能控制系统设计可解决这种安全的需求，让家庭防盗更及时、使用更方便。
1、系统工作原理
本系统采用Atmel公司的STC89C51单片机作为控制处理器核心，通过接受来自各个模块传来的信号相应的做出各种处理。红外线感应模块，采用HC-SR501普通型人体红外感应模块，此模块当打开启动开关并进入扫描模式，当设定的感应区出现人时，模块会产生高电平，人离开时恢复为低电平单片机的1个I/O口导人，一旦识别出下降沿，单片机会驱动蜂鸣器发出报警提示以及发光二极管以流水形式闪烁。探测器选用无线门磁，当永磁体离开干簧管一定距离后，探测器立即发射包含地址编码和自身识别码(数据码)的315MHz高频无线电信号，接收电路通过识别这个无线电信号的地址码来判断是否是同一个报警系统的，然后根据自身识别码，确定是哪一个探测器报警。
2、系统硬件电路
智能报警系统硬件总体结构主要包括中央控制器、发射接收模块，DTMF(双音多频)模块，语音模块，电话接口模块等。
2.1 中央控制器
选用AT89C51单片机。P3。2(INT0)连接防盗探测器，用来检测盗情，如果盗情发生，触发外部中断0。P2.1连接语音电路，实现语音的回放控制。P2.3连接电话接口芯片，实现模拟摘挂机控制。P1.0输出模拟远程控制。P1.4连接报警蜂鸣器。P0.0～P0.3分别与MR8888的D0～D3相连，用做数据总线。P2.0与MT8888的RS0相连，控制MT8888内部寄存器的选择。P2.7与MT8888的CS控制MT8888的选通。P3.3(INTI)连接电话接门芯片的24脚，用来检测振铃。P3.6，P3.7分别与MT8888的WRaPRD相连，控制MT8888的读写操作。
2.2 探测器及无线发射、接收电路
探测器选用无线门磁，由一块永磁体和门磁主体(内部有一个常开型的千簧管)两部分组成。无线发射电路包含在门磁主体内，接收部分为超再生模块电路。PT2262/PT2272组成编、解码芯片对。当永磁体离开干簧管一定距离后，探测器立即发射包含地址编码和自身识别码(数据码)的315MHz高频无线电信号，接收电路通过识别这个无线电信号的地址码来判断是否是同一个报警系统的，然后根据自身识别码，确定是哪一个探测器报警。
红外线感应模块与计算机相连，当主人离开时，通过软件控制，启动监控。一旦检测到有人进人房间，计算机采集信息，通过RS-232，计算机与单片机通信，计算机将采集到的信息传到单片机，单片机接收到信号，单片机的P15置高电平触发无线发射器发射信号，发射出一个高电平。
2.3 DTMF收发电路
报警器电路与用户电话机共用一条电话线。选用MT8888型DTMF收发器，与单片机及语音电路组合，实现各种电话信号音的检测进行自动拨号;或者解码远程电话按键信号，传送到单片机，实现远程控制。
2.4 语音电路
选用ISDl420作为基本录、放音电路，所有的地址线均设置为0，放音的起始地址是0。当按住S3键，录音开始，数据从0地址开始存储，直到存储器满或按键松开为止。当按下Sl键，则开始放音。
收发电路、语音电路均需要通过电话接口电路与外界相连，选用PH8809电话接口芯片。
3、统的软件程序设计
系统开机运行初始化以后，将处于等待身份认定的状态，只有系统认定用户之后，控制系统才会启动监控系统。若设防信号无效，则控制系统不检测其状态。只有设防信号有效后，系统才将处于不断的检测控制系统状态之中，若控制系统检测到有非法入侵信号时。就会发送报警，可设定只发送一次，本地报警信号持续10秒。
3.1 话报警子程序流程
检测子程序用来获取提机后的回音信号，得到一个计数值。判断子程序根据程控交换机的标准确定检测到的.回音是拨号音、忙音、回铃音。拨号子程序在可以拨号条件下拨打预先设定电话，若对方为占线或响铃后无人接，则延迟一段时间，等候下一轮续拨。放音子程序在拨打的电话接通后，将预先录制的报警语音回放出来。
3.2 远程控制子程序流程
没有盗情发生，户主打回电话时，检测到有振铃，设定几次振铃还没人接听时，系统自动提机接通电话，等待户主通过电话机键盘输入命令，通过DTMF把命令传送到主机，解码后完成各种远程控制动作。
设计中采用的是最常用的串口三线制连接方法，这样是为了实现两种工作方式。一是当计算机作为上位机和单片机连接时用，这是为了调试的需要。二是移动通信模块与单片机连接时用，这主要是观察最终结果。在连接串口的时候，必须要注意一个原则：接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连，彼此交叉，信号地对应相接。这样才能保证连接线的正确，而且连接好后用串口调试工具测试，以免因为连接线的不正确导致无法通信。
总结
该家用防盗报警系统设计采用了STC89C51单片机作为系统的中央控制单元，并结合软件编程，通过无线发射接收模块，实现了数据传输。接收到信号时，报警器及时地发出报警声。本智能防盗报警系统功能完善、安装方便、容易应用。换接其他传感器，例如火、温度、烟雾探测器，就可作为防火报警系统使用。另外，通过扩展外部的存储器、主机的探头接口数、显示模块、语音电路等，可使系统智能化程度更高、功能更强。
参考文献
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篇7：室内照明精确控制系统
室内照明精确控制系统
摘 要：针对楼宇室内照明广泛使用的格栅灯灯具，以STC11F02单片机为核心控制器设计了格栅灯嵌入式控制模块，并设计了一套室内照明精确控制系统。详细介绍了该系统的组成、硬件电路以及软件程序的设计。实验证明该照明精确控制系统简单可靠、操作方便、成本低廉。
关键词：室内照明 单片机 精确控制
随着社会的不断发展和自然资源的日益紧缺，节约能源已是世界发展的趋势，各个国家相继推出了具体的实施措施。据相关统计资料显示，现代建筑物的能耗相当大，约占整个国家总能耗的30%，而建筑物的照明在建筑物能耗中又占有很大的比例，因此建筑物的照明节能在节约能源方面有着重要的作用与潜力[1]。格栅灯是建筑物照明，特别是商场、写字楼照明应用最广泛的光源之一，而现阶段格栅灯的控制方式比较简单、单一，大部分采用灯具的并联控制方式，即同时开启或关闭多盏灯具。而室内的自然照明环境以及室内空间的使用情况是变化的，因此不同空间需要的人工照明环境是不同的，传统的控制方式难以满足这一要求，造成了不必要的资源浪费。本文提出并设计了精确照明控制系统，可以根据时间或者需要控制任意灯具的工作状态，从而达到满足照明要求的.同时做到节能的最大化。
1 系统组成
该室内照明精确控制系统由嵌入式格栅灯控制模块、系统控制面板及格栅灯组成。其中嵌入式格栅灯控制模块安装在格栅灯中;格栅灯采用并联方式接至220V供电回路中;系统控制面板与各格栅灯采用屏蔽双绞线接线，采用RS485通讯。其系统结构示意图如图1所示。
2 硬件电路
2.1 格栅灯控制模块
格栅灯控制模块与电子镇流器一起安装在格栅灯内，其主要作用是接收系统控制面板所发出的指令，控制格栅灯中三支灯管的工作状态(以三管格栅灯为例)。
格栅灯控制模块以STC11F02 MCU为控制器核心，加入工作电源、晶振、复位电路构建最小系统。MCU工作电源为5 V直流电压，由交流220 V电压经整流稳压电路变换而得。
隔离与电流采集电路原理图如图2所示。
隔离电路工作原理是MCU发出控制信号经光电双向可控硅驱动器MOC3061及双向可控硅BTA08控制格栅灯镇流器电源的通断状态。由电流互感器、两个LM324运算放大器构成电流采集电路。荧光灯管的电流经电阻转换成电压信号，再经LM324构成的差分运算电路和电压比较电路将电压的正弦波依次变为三角波和方波，最终输入到单片机中，从而判断荧光灯管的开关状态。
2.2 系统控制面板
系统控制面板为用户提供一个操作界面，显示系统中的格栅灯位置及工作状态，用户可根据需要进行相应的选择和操作。系统控制面板以LPC1768为控制器核心，加入工作电源、晶振、复位电路及LCD液晶显示触摸屏等。
2.3 通讯
系统采用RS485通讯方式，其布线简单、抗干扰能力强、信号传输稳定，是目前工控中被广泛使用的通讯方式之一。
3 软件
室内照明精确控制系统的软件部分分为系统控制面板软件与格栅灯控制模块软件，由各子程序构成。系统控制面板软件主要包括初始化子程序，串口中断子程序、液晶显示子程序、触摸屏扫描子程序、CRC校验子程序等。格栅灯控制模块软件主要包括初始化子程序、串口中断子程序、CRC校验子程序、灯管控制子程序等。
在系统搭建时每盏格栅灯均分配一个专属地址，系统控制面板发出的控制指令经屏蔽双绞线传输到各盏格栅灯控制模块，而只有地址匹配的格栅灯控制模块才会响应并执行动作。
为保证数据传输的准确性，采用CRC校验码。在发送指令字符串时，在字符串的末位加入前面各字节的CRC校验码;在接收指令字符串时，先计算接收到的字符串的CRC校验码，再将此计算CRC校验码与接收CRC校验码相比较，两者相同则视为数据传输正确，否则视为数据传输错误。
4 结语
该文针对室内格栅灯照明搭建了室内照明精确控制系统。根据自然照明环境和空间使用情况，定时或手动的通过系统控制面板来控制室内的任何一盏格栅灯的任何一只灯管的工作状态，并将其工作状态实时的在系统控制面板上进行显示。在保证照明质量的前提下尽可能的减少格栅灯的使用数量，从而达到照明节能的目的，同时控制面板还留有接口供上层开发。实验证明本系统结构简单，成本低、可靠性高，是值得采用的照明节能控制方案之一。
参考文献
[1] 陶小环，贾睿新.论楼宇智能照明控制系统的应用与研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，(2)：265-266.
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篇8：室内智能控制照明系统研究论文
室内智能控制照明系统研究论文
摘 要：针对目前各种理想室内空间照明中存在的诸多不合理现象及照明系统的发展状况，为了使照明能更好地满足人的视觉活动和生理、心理需求，提出了以“亮度空间”理论为基础及线索，侧重强调了室内造型设计为主题的“间接照明”技术，通过具体空间造型与灯具的有机结合，达到了以人的视觉活动为参照的多种“情景模式”的要求。笔者设计了一套实用的室内智能控制照明系统，从而达到节约能源，改善人们工作、生活的光环境质量，提高工作效率的效果。
关键词：亮度空间； 视觉活动 ；情景模式； 间接照明
1. 引言
当今社会，随着科技的日益发展和人们的物质与精神生活水平的迅速提高，在针对于空间的物质功能与精神功能开发的同时，科学、有效地进行空间的照明设计受到了更多专业人士的关注。照明设计的关键，是使人能够清晰识别物体的形象，同时还要把使人心情舒畅的空间作为适合的场景凸显出来。对于使用设施与环境的.人来说，所谓舒适的光环境，其最佳的目标体现在用和谐的光线勾画出美丽宜人的景色，给人以身处其中的情绪上协调与美感，从而起到渲染环境、制造气氛、突出某种情调的作用。通过对照明的控制及室内造型设计达到室内光效随各种空间场景视觉功能的需求变化而变化，这就是智能照明系统。而找到依据，并且在室内设计中实现这样的依据，是本文要探讨的核心问题。
2. 室内智能照明系统研究的基本思路
2.1 室内空间照明系统概念
所谓室内空间照明系统[1-2]，是相对于室内环境自然采光而言的。它是依据不同建筑室内空间环境中所需求的照明亮度，选用合适的照明方式与灯具类型来为人们提供更好的光照条件，以便人们在建筑室内空间环境中能够获得最佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，从而达到增强其建筑室内空间表现效果和审美感的一种设计处理手法。
2.2 室内照明系统的三大要素
室内照明系统主要由光源、照明灯具和照明控制系统三个方面组成的。其中，光源的物理性能及参数变化，照明灯具的样式及其与光源或空间的关系实现了照明效果的多样性，而通过控制系统实现人对光环境的选择性和智能调控。
2.3 智能控制系统的技术特点
智能控制系统[3]的技术先进性体现在以下4个方面：线路系统、控制方式、照明方式和管理方式。
首先从线路系统方面上看，智能照明系统的电路可以分为总线式单控电路和总控式双控电路两种。总线式智能照明系统单控电路特点为：① 负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关是用 EIB 总线与输出单元相连的。当负载容量较大时，仅考虑加大输出单元容量即可，控制开关不受影响；② 当开关距离比较远时，只需要加长控制总线的长度，以节省大截面电缆用量；③ 可以通过软件设置多种功能（例如，开/关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点为：① 当实现双控时，只需简单地在控制总线上并联在一个开关；②而进行多点控制时，依次并联多个开关，开关之间仅用一条总线连接，线路安装简单、省事。
传统的控制方式采用手动开关，必须保持每一路地开或关不同，而智能照明控制一般采用低压 2 次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作使用时只须按一下控制面板上某一个特定键即可启动一个灯光场景（各个照明回路不同的亮暗程度搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的场景状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现[4]。
2.4 智能照明系统的分析
室内空间光效通过控制系统来应对使用过程中的各种场景变化，从而使亮度空间达到最佳的预定照明设计效果。这个控制是通过对场景的调光和照明模式的切换来实现的。
1．室内空间自然光线强度的变化
智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照明度，与设定值作比较，以此来控制照明开关，这样不仅可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，而且可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。通常越靠近窗自然光照度较高，那么所需人工照明提供的照明度就低，然而合成的照明度须维持在设计照明度值。依据视觉需要，在不同情景模式之间转换的时候，将亮度空间维持在预设的设计照度值水平。
2．空间光效的衰减
通常情况下照明设计师对新建的建筑物进行室内照明设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率及房间墙面反射率都会不断衰减[5]。因此，在设置初始照明度时，都设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计无法达到节能效果．而采用智能照明系统后，虽然照明度还是偏高设计，但是通过智能调光，系统将依据预置的标准亮度使照明区域保持恒定的照明度，而不会受灯具效率降低及墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。
3．室内空间活动内容的转换
在室内空间的活动内容发生变化时，作业的照明条件也应发生相应变化，这是一个动态的过程，因此，同一套照明装置必须满足在不同的时刻有着不同的表现要求。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制[6]、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到 25﹪～55﹪）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长 3～4 倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，从而大大简化和节省穿管布线工作量。另外，智能照明系统还存在着潜在价值，例如智能照明控制系统由于可提供人们最舒适的工作状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。
3. 照明系统设计规划与室内空间中的应用
3.1 系统设计、安装流程图
3.2 室内空间的实际应用
以会议室智能照明系统设计为例，根据此案例给定的装修方案和亮度空间的要求，一般可以划分为以下四种情景模式，如“入场”、“主持”、“讨论”、“休息”，预期照明效果如图所示。
情景模式一：“入场”
当会议室门口智能感应探头探测到会议室有人来开会时，自动启动会议室全部照明，使会议室处于一个全亮状态，以示欢迎大家前来开会，同时，高亮度的照明更能清晰地显示会议室开始前的气氛。
情景模式二：“主持”
当主持人宣布会议开始或领导发言时，会议室周边区域灯光自动调暗，只保留主持人上方的灯光照明，以主持人区域为重点，着重体现灯光亮度，容易起到集中注意，重点突出的作用，使与会者更容易进入会议氛围。
情景模式三：“休息”
如果会议进程很长，中间需要休息调整，则调暗会议桌区域的灯光，调亮休息区域的灯光。
情景模式四：“讨论”
会议进程中，需要与会者一起讨论某件事，此时，会议桌区域的灯光调至最亮，调暗会议室周边区域的灯光，着重体现与会者及会议桌的亮度。
4. 结论
通过实例的验证，该智能照明系统不仅能提供不同情景模式之间的空间照明效果变换，而且满足人的视觉活动要求，达到节能效果。
篇9：LED路灯智能控制系统探索论文
LED路灯智能控制系统探索论文
摘要：随着智慧城市建设的快速发展，智慧路灯建设成为城市建设和人民生活的一个重要组成部分。本文针对目前路灯控制管理不合理，造成的大量电能浪费的问题，采用LED光源取代传统的光源，将传感器技术与ZigBee技术相结合形成物联网络，运用无线通信技术与服务器建立数据传输服务，设计智能化的LED路灯控制系统。
关键词：路灯；LED；智能控制；ZigBee
随着世界人口和全球经济规模的不断增长，能源匮乏和环境污染问题日益严重。因此，各国都在重视发展“低碳经济”。照明是现代城市的耗能大户之一，各国政府都开始积极寻求节能环保的绿色照明光源，绿色照明计划正在从一盏路灯开始，成为走向低碳经济的必经之路。LED具有体积小、耗能低、寿命长、环保、低电压驱动、反应快、无噪音、无频闪、电压可调等优点。因此，近年来LED灯越来越多地被城市道路照明所采用。LED路灯在降低灯具的能源消耗和节能减排上发挥了重要的作用，然而现有的路灯控制技术已经成为现在LED照明发展中的瓶颈。因此，设计出LED路灯智能控制系统具有十分重要的现实意义和实用价值。
1路灯的控制系统方案设计
根据系统设计的功能要求，确定了系统的设计方案。从路灯智能控制系统总体功能上看，可以划分为四个功能模块：（1）道路情况检测模块，（2）路灯相关的控制系统模块，（3）上位机界面监控系统模块，主要用于在监控中心对路灯工作状态的监控。（4）无线通信系统模块，主要用于路灯传感器之间，以及路灯和控制中心之间的数据传输。系统设计方案如图1所示，路灯智能控制系统主要由路灯终端、无线传输网络及监控终端三个部分组成。一个终端对应一个路灯。ZigBee协议负责路灯终端和协调器模块之间的数据传送，监控终端负责接收路灯终端发送的状态数据，最后将各种状态数据通过监控终端的无线网络模块传输至监控中心服务器，工作人员通过电脑或者手机上网登陆监控界面可以实时监控并调控路灯的工作状态。LED路灯智能控制系统具体功能主要包含以下几点：（1）检测车辆和行人功能根据道路上行人和车辆的通行状况，控制路灯的开启和关闭，从而在无人无车时路灯关闭，在检测到道路上有行人或者车辆时开启路灯，照亮道路，方便通行。（2）数据传输功能路灯上控制设备能通过无线的方式进行通信和数据传输，相邻灯杆之间的通信传递车辆和行人有无、速度等信息，为了使行人车辆始终处于照明范围之内，控制路灯应能及时点亮。（3）远程监控功能中央监控中心能够定期地自动巡查每个路灯的工作状态，并使终端节点设备定期向监控中心发送节点运行状态，从而实现路灯的状态在监控中。同时，也可以满足路灯的远程单灯控制功能。（4）查询管理功能检测设备的上位机界面连接数据库存储各个终端的相关数据，工作人员可以对相关路灯数据进行查询打印，还能对系统进行管理配置。（5）自动报修功能智能控制系统对各个模块进行自检，将检测到的路灯异常信息发送到监控中心。例如路灯不能正常工作，则会自动发送警报并报修。如监控中心接收不到某个路灯的数据，系统会报告相关的无线通信模块出现故障。（6）ID地址设定功能在安装前终端模块能够通过手动设置设备编号和网络号。每个ZigBee节点都具有唯一的IEEE地址，系统中能够人工设置节点的IEEE地址，并且维护一个设备ID、16位短地址与长地址之间的对应表。
2路灯终端的电路结构
电路构成如图2所示，以芯片CC2530路灯终端的作为核心处理器，与传感器电路，电源电路以及LED驱动电路组成。
3路灯控制模块
路灯控制单元的结构如图3所示。路灯控制模块主要由继电器单元、光耦隔离单元和受控LED路灯组成。光电耦合器件可以将微控制器与外部电路隔离开。CC2530的路灯控制信号CRTL与光隔相连接，光隔的输出信息向继电器发送命令，进而实现控制路灯的开启和关闭。
4软件设计方案
LED路灯智能控制系统的软件部分基于模块化设计思想设计，大体上分为基于ZigBee的控制设备的软件和上位机监控软件两个部分。ZigBee节点主要包括协调器和路由，其中，ZigBee路由节点主要控制路灯终端的现场设备，协调器节点为网络中心节点，通过串口与上位机进行通信。LED路灯智能控制系统中，主要有两种类型的ZigBee设备分别是协调器节点和路由节点。协调器节点主要涉及的主要任务有：（1）对协议栈进行初始化，并进行参数设置；（2）构建相应的网络；（3）维护网络拓扑，其他节点加入和离开网络时，分配网络地址；（4）定期对ZigBee监控节点的.数据采集进行监测；（5）监控中心通过对无线传输的数据进行判断，根据路灯状态数学做相应处理。LED路灯智能控制终端采用路由节点进行数据采集和无线传输，具体任务主要包括：（1）搜索并加入相应的网络；（2）采集传感器传回的数据；（3）通过与相邻节点进行通信，实现路灯的提前点亮；（4）定期把路灯的工作状态发送给协调器；（5）接收协调器发来的状态数据，根据状态数据做相应的处理。
5结论
本系统主要包括路灯控制终端和上位机监控两部分组成，利用无线传输网络实现路灯终端之间的道路信息传送，可以提前打开路灯。同时，控制终端会定期把路灯控制终端检测数据和工作状态发送到监控中心，上位机监控界面上可以很容易监控每个路灯的状态，达到及时检修的目的。LED智能控制系统不仅能够达到节能减排的目的，而且能够满足人们生活的需求，方便人们的生活。
0：浅谈车厢照明装置及其控制系统的探索论文
浅谈车厢照明装置及其控制系统的探索论文
LED目前虽已广泛应用于车辆照明装置特别是仪表背光照明中，但在车厢内照明的装置中，LED的应用仍在起步阶段，目前车厢照明所使用的照明设备大多是荧光灯，而荧光灯有发光效率不高，电源效率低，寿命不够长，有紫外线辐射，易碎，有污染等缺点，相比之下LED灯就弥补了这方面的不足。随着LED技术的快速发展以及LED工业生产的关键技术指标对于灯光发光效率要求的逐步提高，LED的应用将越来越广泛。特别是随着全球性能源短缺问题的日益严重，应国家建设资源节约型、环境友好型社会的号召，人们越来越关注LED在照明市场的发展前景，LED将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的潜力光源。在灯具设计方面，LED将更加趋向节能化、人性化和艺术化。因此，LED灯是接替荧光灯作为车辆车厢下一代照明的最优选择。
1主要工作
本文以车辆LED照明控制系统为研究对象，提出了针对照明控制系统的设计理念，重点研究LED结构设计和控制系统的构成及设计。研究的背景及意义是查阅资料了解当前国内外在该领域的发展情况和技术水平，详细了解LED照明的相关情况和注意事项，作为设计的借鉴和指导。确定了车厢照明系统LED照明装置结构和控制系统的方案设计，在考虑到LED照明发展中面临的问题的同时，针对该LED外形结构和控制系统设计构想以及主要关键技术进行了相关的方案选择设计，并制定了总体的研发思路，进行了紧急照明系统及其软件部分的设计。根据设计目的和要求，进行车辆LED照明系统部分的设计，主要是主机的选择、灯具的设计和相关驱动电路的设计，并进行验证，最后确定选择方案。整个设计过程中必须注重的一个问题就是信号采集和信号的传输。控制系统部分的设计也遵循简单直接的原则。LED与传统光源相比，具有节能、环保、响应时间短、效率高、体积小、寿命长、抗震性好等多项优势，因而受到人们的青睐，也成为当前各国半导体照明领域研究的热点。
2车厢照明装置系统工作原理和总体设计方案
电气系统总体设计:车辆LED照明控制系统设计必须满足车辆照明的要求。例如地铁车辆经常穿行于地下和地面，由于地下没有阳光而地面又会有充足的光线，当采用传统的照明时，由于LED灯没有调光的`能力，这就会导致车厢内亮度的不统一。为了解决上述问题，所以在车辆中设计的LED照明设备必须具有自动调光的功能。自动调光的功能需要有光亮采集模块的存在，除此以外还应有对光亮强度的处理模块。最重要的还有LED的驱动问题，多个高亮度LED组成一个完整的LED发光模块，此时就需要一个可靠的LED驱动芯片。LED驱动模块之间存在着很大的距离，因此需要选择一种有效的信息传输通道。硬件部分的设计完成后，最后还有软件部分的设计，软件部分设计的好坏直接影响到整个系统的稳定性。
由上述分析，总的设计方案可以总结为以下几点:(1)选择适合的处理器芯片，芯片的运算速度必须足够，价格也适当，可靠性有保障。(2)选择正确的光亮调节模块和光亮处理模块，模块对光线的强度的灵敏度必须能够达到一定的精度要求。(3)选择可靠的LED驱动芯片，芯片必须能够驱动大量的发光二极管，对其能够驱动的功率要求比较高，同时其抗干扰能力和稳定性都必须有保证。(4)选择可靠性高的信息传输通道，抗干扰能力必须很高，比如RS232通信协议。(5)编写简洁可靠的程序，程序要求结构紧凑，简单易懂，逻辑清晰。设计要求满足不同车厢系统和不同车型、车体要求的LED照明系统。采用LED的灯具应尽可能地利用LED的定向发光特性，使灯具中的各个LED分别直接把光线射向被照的各个区域，再利用灯具反射器的辅助配光，来实现灯具的综合配光。通过对LED阵列光源应用于照明的光学原理和结构设计进行研究计算，在满足国家标准要求的基础上达到最优化。针对LED的眩光问题，对LED照明系统的灯罩进行新工艺处理，并在灯罩中加入不规则的纳米级颗粒，以解决眩光问题。根据不同车型和不同车体的要求，设计研究要满足不同需求的LED照明系统的外形结构。根据光线反射原理，确定照明系统的LED排列方式和灯罩外形结构，设计并优化最佳光照系统。提高光照度的均匀性，改善灯具的光照性能，提高光照度和对光能的利用率。
3电气控制系统处理器
在设计系统的过程中，单片机的选择至关重要，无论是从稳定性，还是性能和价格的角度上都必须满足设计要求。本文选择STC89c51单片机。其程序下载十分方便，这也是此单片机的一个十分重要的特点。单片机在用户系统上即可下载/烧录用户程序，而无须将单片机从已生产好的产品上拆下，再用通用编程器将程序代码烧录进单片机内部，因此不必再购买通用编程器。有些程序尚未定型的产品可以一边生产，一边完善，加快了产品进入市场的速度，减小了新产品由于软件缺陷带来的风险。由于可以将程序直接下载进单片机看运行结果，因此也可以不用仿真器。大部分STC89系列单片机在销售给用户之前已在单片机内部固化ISP系统引导程序，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，故无须编程器(速度比通用编程器快)。
4应急照明系统
对于传统的紧急照明系统，一般都是在检测到外部电压突然断电后就直接启动了，但这并不适用于轨道车厢中的情况。相比于普通楼宇的紧急照明，车辆不可能存在24h供电的情况，当车辆回到停靠站，结束一天的行程时，其电力系统是会被关断的。如果此时紧急照明灯亮了，岂不是白白的浪费电能?而且减少了蓄电池的寿命还起不到紧急照明作用，完全失去其意义。
所以，对于轨道车厢的应急照明系统来说，它应该具有同时满足几个条件后才能开启的特性。总的来说就是，检测到主电路中没电，同时检测到没有光亮，有声音。这样这个照明系统才是比较完整的，也是比较具有实用意义的。
随着社会的发展和人类精神文明的进步，对生命和财产安全越来越重视，人们对火灾等其他因素引起的危害认识越来越深，消防的意识日益增强，用于火灾预防、报警、灭火和安全逃生的设施、器材层出不穷，因此有必要研究轨道车厢中的应急照明系统。
应急型照明系统是一种非常重要的照明装置。在正常状态供电时会自动对后备蓄电池进行充电处理，在电源忽然间停电后自动切换成蓄电池进行供电，提供了应急照明的功能，在高楼、教学单位楼、卖场和娱乐场所等人员相对密集的地方得到广泛的应用。它还涉及了建筑物等发生火灾时工作人员的安全疏散、消防应急灯照明和方向指示等项内容，在消防救援中起到了十分重要的作用，通常被人们称作“生命之灯”。采用LED作为应急照明的应急灯，具有以下忧点:寿命比较长，能耗比较低，显色性比较高，易维护，体积较小，点亮速度较快，无频闪，发光效率远高于传统光源，无有害金属，环保等优点，因而成为了现代的主流产品。
5结束语
由于受到客观条件的限制，本文对于一些问题的研究还不够深入仔细，如对车厢LED照明装置中散热进行详细的仿真计算和分析，结构设计中的力学详细计算分析，车厢LED照明系统防火、防水、震动等问题，以及轨道车辆LED照明系统可靠性研究及产品工艺优化等有待做进一步的深入研究。实验结果表明，LED在车厢照明系统中应用是很具有潜力的，然而由于光效和价格的原因，目前还没有得到广泛的应用。但是LED完全可以替代普通白炽灯在车厢中使用，确保高效而稳定的工作。不同于白炽灯，LED不仅简单、方便，而且给人一种舒适的感觉。随着工业生产和各种技术的发展，LED将会是未来车厢照明系统中不二的选择，并将取得最广泛的应用。在今后的研究中，应该更充分发挥LED的优势，从更加人性化地设计和提高灯光光照度的均匀性、改善灯具的光照性能、提高车厢内LED照明系统的光照度等方面着手，优化设计出最佳的光照系统和更多的新型灯具。
1：CPAC控制系统设计论文
1系统架构
CPAC和其中一个客户端构成的银行自动化存取控制系统总体结构。控制系统由上位机和下位机两部分组成。上位机是计算机系统，包含控制中心计算机、客服端计算机及打印机、磁卡阅读器与密码键盘等配套设备；下位机是CPAC、端子板及存取机械手与取箱口所用的6个伺服电机及驱动器。由于CPAC只能控制8个伺服电机，控制存取机械手与取箱口1已经占用了6个接口，而一个取箱口远远不能满足客户的需求。当取箱口数量超过一个后，用PLC控制其余出箱口，PLC与CPAC之间通过RS485总线通讯，由CPAC作为主控制器协调PLC实现存取保管箱操作。整个系统工作在由交换机组建的星形局域网中，各部分之间基于TCP／IP协议进行通讯。
2：CPAC控制系统设计论文
2.1控制过程安全机制
2.1.1限位
为避免因软件错误或硬件故障导致的执行机构上的运行失控，保护硬件设备与操作人员的安全，在存取机械手与取箱口的每个控制轴上除了在导轨的两端安装有硬件限位块外，还必须使用限位开关来限制各轴的运动范围。软限位与硬限位配合使用，可以有效地防止运动部件跑出导轨。
2.1.2报警
当检测到驱动器报警信号以后，CPAC将关闭该轴的伺服使能，急停该轴的伺服电机，同时该轴报警触发标志位置。程序中检测到报警触发标志位以后，将故障状态报告控制中心，同时点亮报警灯并开启蜂鸣器，等待人工处理。
2.2运行速度的规划
在本控制系统中，CPAC工作采用点位运动模式。在运动控制中，梯形速度曲线以耗能低、速度快、容易实现等优点成为常用的速度控制曲线。其速度与加速度的变化曲线如图3所示。然而由于梯形速度曲线采用线性加速方式，其对应的加速度曲线不连续，因此存在柔性冲击，导致执行机构在运动过程中的平稳性能差。为了既获得平滑的加速度，又不失去梯形速度曲线的优势，将梯形速度曲线加以改进得到S型速度曲线。S型速度曲线的运动过程由加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段组成。本控制系统采用该速度曲线作为存取机械手各轴的速度控制曲线，避免了柔性冲击因素。S型速度曲线由CPAC通过设置各轴运动参数中的平滑时间来实现。
2.3控制系统作业方式
在银行保管箱自动存取系统中，存取机械手执行任务时可以选择单一作业方式或复合作业方式。单一作业方式是：存取机械手从原点位置出发运行到任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，然后返回原点位置。复合作业方式是：存取机械手接收到一批存／取保管箱任务后，从原点位置出发运行到第一个任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，之后存取机械手不返回原点，而是直接执行下一个任务，不断循环直到完成所有任务。
2.4CPAC运动控制
CPAC的运动控制部分是整个软件系统设计的核心部分。CPAC运动控制软件主要由系统初始化模块、用户界面模块、运动控制模块、数据读写模块和网络通信模块组成。运动控制程序首先调用系统初始化模块，然后检查有无故障，如果系统运行正常，则通过网络连接控制中心，查询CPAC的控制方式，如果为手动模式，则进入手动模式运动控制子程序，否则进入自动模式运动控制子程序。用户界面模块为客户提供登录界面、图形化的存／取保管箱命令，并显示系统执行结果。运动控制模块通过在OtoStudio软件中调用CPAC运动控制库GUC－X00－TPX．lib中的运动控制函数执行以下功能：设置伺服电机的速度、加速度、移动距离（脉冲数）；读取光电开关对应的数字输入口获取光电开关的触发状态；往数字输出口写“1”、“0”来打开、关闭电磁开关。通过控制存取机械手、取箱口的.执行机构、拉板以及拉勾的动作，实现保管箱的自动存取操作。数据读写模块通过RS485总线控制激光条形码阅读器，读取条形码扫描结果。网络通信模块使CPAC通过以太连接控制中心，接收控制中心的命令与保管箱在箱架中的位置数据，并返回运行结果与报警信息。
3结束语
基于CPAC设计的银行全自动保管箱控制系统，实现了保管箱的自动存取与信息化管理，降低了银行的管理与维护成本，为客户提供了使用方便的保管箱业务，具有广阔的应用前景。
3：润滑油站控制系统设计论文
润滑油站控制系统设计论文
PLC（ProgrammableLogicController）可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它已广泛应用于工业控制，通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有强大的优点。也为工业自动化提供近乎完美的现代化自动控制装置。随着技术的快速发展，PLC技术的应用越来越广泛，如合理应用PLC技术，是现代工业控制正在努力发展的方向之一。作为4747m3高炉重要配套设施的240t/h锅炉，其给水泵是关系到锅炉系统安全稳定运行的关键。240t/h锅炉的给水泵系统由两台给水泵组成，由一台启动给水泵为主，另一台给水泵作为备用或辅助。这样的给水泵配置有利于给水泵主机系统出现故障或不能满足锅炉运行需求时，启动备用给水泵系统补充不足，避免由于给水泵故障造成的锅炉停炉。而稀油润滑站为锅炉给水泵的运行提供润滑用油，以保证给水泵的顺利运行，进一步保障了锅炉的安全运行。作为给水泵运行的.重要条件，稀油润滑站的正常运转是整个锅炉系统安全稳定运行的根本。240t/h锅炉自投运以来，因润滑油站故障先后造成4#给水泵轴瓦和电机、1#给水泵轴瓦烧毁，严重影响生产稳定，造成了巨大的经济损失。出于以上原因，为保证锅炉系统的正常运行，对稀油润滑站的控制方式进行改造十分必要。
1原设计方案程序及存在的问题
根据系统原设计方案，每台给水泵各配有一个独立的稀油润滑站，每个润滑油站各有两台润滑油泵。而远程控制时，一个启动命令控制两台泵的启停。两台油泵共用一个备妥信号，油泵启动后若备妥信号消失，则会造成停泵，且备用泵无法远程启动。润滑油压只有一个测压点，在联锁状态，当油压低于设定值时，由电气系统进行判断后，备用泵自动启动，油压高于设定值时，备用泵自动停止。若油泵启动后，油压依然低于设定值，水泵停止。两个润滑油泵的互备在电器柜上实现。控制箱在汽轮机0m平台，操作室在8m的平台。这种方案存在以下问题：①两台油泵只有一个启停，备妥以及压力低信号，反映出的信息较为笼统，不够直观，水泵出现故障时，不能够及时清楚的判断是哪台油泵的问题，不利于油泵的检修。②油压检测只反馈一个压力低信号，发生误报的可能性较大，结果可能会不准确。③操作室在16m平台，控制箱在0m平台，距离较远，出现紧急情况时，不方便操作人员进行应急操作。
2油泵控制改造原则
鉴于以上问题，对水泵稀油润滑站控制方式进行改造，应遵守以下原则：①在操作室能实时监控油泵的运行情况，并能在就地操作箱和操作室共同控制油泵的启停。②增强连锁条件的准确性。③在满足连锁条件时能快速准确的启动备用设备，从而不影响给水泵的正常运行。为满足上述油泵控制的改造原则，引入施耐德PLC自动控制体统，用PLC程序来控制油泵的启停和连锁，真正做到高度的精准控制。针对改造原则和PLC的引入，做到以下几点：①增加一个启停控制信号，使两台润滑油泵各具有一个启停控制信号。增加一个备妥信号，使两台润滑油泵各有一个备妥信号，备妥信号等同于集中信号参与控制。②两台油泵的电源准备好的信号由原来的在电器盘上变为上传到PLC，方便操作人员在上位机观察，及时发现问题。③在润滑油泵出口油压力只有一个测压点的基础上再增加为三个压力开关，并调整至给水泵正常工作所需的润滑油油压力值，在润滑油压力低时压力开关动作。④在运行中如果有至少两个压力开关动作，且油泵处于联锁状态时，自动启用备用泵，以保证水泵的润滑系统正常工作。⑤所有联锁控制全部由下位机程序判断，全部由上位机集中控制，现场操作箱只有启停功能和就地集中切换开关。
3油泵控制的改造过程
根据以上设想，进行以下工作：①在稀油润滑站出口总油管上加装3个压力开关，在润滑油压力低于给水泵正常工作所需要的压力值，在油压低于此值时，压力快关吸合，并接线将此信号传送至PLC控制系统。②从油泵的电源柜中取两台油泵的电源准备好信号，运行和停止信号，接线进入PLC控制系统。③在操作站上位机的画面上增加集中，电源准备好，开泵，停泵，连锁投入，压力低等按钮和指示灯。④对下位机程序进行修改，使其具有以下功能：两台泵都处于自动状态，主泵集中信号到，电源准备好，键盘开启动，则主泵启动，而后自锁，主泵运行。当主泵意外停止（非手动停止）时，另外一个泵自动启动。当检测润滑油压力的三个压力开关信号出现两个以上时，未启动的油泵自动启动。⑤完成以上工作后，我们又对新增设以及改动后的部分进行打点，经试验，所有改动前后画面比较。
4改造后的应用效果
经过这次对给水泵润滑油站的改造，提高了现场反馈信号的准确度以及清晰度，便于操作人员及检修人员发现和解决问题，由上位机集中控制，方便操作人员的及时采取应急措施。在很大的程度上降低了操作人员的劳动强度，改造前每半小时都需要到现场查看油泵运行情况，改造后只需在操作站上就能准确的观察油泵的运行情况，只需每小时定点检时观察即可。两台泵互备，一台泵意外停止，自动启另一台泵，降低了水泵发生故障的可能性，确保了水泵和锅炉系统的正常运行，有力地维护了生产的稳定，为创造更高的经济效益提供了根本保证。
5结语
在对240t锅炉给水泵稀油润滑站控制系统的改造后，实现了油泵的连锁自动启停，解决了在油压底时，备用油泵不启动，而使得给水泵不能正常工作，大大减少了生产隐患的发生，相比原有的系统而言，很大程度上降低了操作人员的劳动强度；设备的运行更加稳定，备件的消耗明显降低，实现了低成本的运行，并对类似的控制系统提供了技术支持。
4：智能幕墙的控制系统与设计的实现方法的论文
智能幕墙的控制系统与设计的实现方法的论文
1 系统概述
智能幕墙控制系统主要由检测环境参数的温度传感器、风传感器、光照传感器、雨滴传感器和中央处理单元plc(可编程控制器)组成,系统具有运行稳定、处理功能强大和扩展性强的特点。控制系统通过人机界面进行执行机构的操作,集中显示幕墙上各个设备的运行状况,整体有效的管理幕墙。
2 功能设计
(1)日照调节。
能源消费包括人工照明,日照最大化是低能耗设计的重要目的之一,幕墙控制系统能机动的控制幕墙遮挡设备,减小阳光对建筑内部舒适条件造成伤害,减少过加热、过强光和照射过渡等。
(2)通风控制。
幕墙智能控制系统根据室内外环境温度,夏季当周围温度不超过30℃(温度可通过控制系统设定)时,幕墙智能控制系统驱动执行机构将可伸缩的屋顶、机动窗户等打开实现自然通风。冬季当外界温度低于5℃(温度可通过控制系统设定)时,启动机械通风装置。
(3)发电功能。
利用光伏发电实现建筑物电的自给。
(4)构造控制。
使用者可通过人机界面、遥控装置和墙上的开关对幕墙构造进行有效控制。
(5)取暖和加热。
将太阳能集热器与幕墙结合,太阳能集热器将太阳能热量通过换热将水加热;可为建筑物冬季通过地板取暖提供热能,可为建筑物提供清洁的热水。
(6)安防功能。将安防报警系统接入幕墙智能控制系统,实现对门窗的安全防范。
3 智能幕墙功能与高科技产品功能的实现
(1)防盗报警。
在建筑玻璃幕墙上安装玻璃碎片探测器,当有人或硬物将玻璃幕墙击碎时,探测器检测到信号后通过与他相连的智能控制系统通过扬声器发出报警信号;在门、窗上安装门磁开关,当有人非法闯入时,门磁开关接通报警装置报警。系统同时将启动联动的摄像机,将报警画面传送给安保人员。
(2)光伏发电。
利用幕墙结构位置(不影响采光等因素),将太阳能光电池板与幕墙结合,利用太阳能光电池板来给智能控制系统或其它负荷提供电能。
(3)取暖和加热。
将太阳能集热器与幕墙结合,由集热器将太阳能热量通过换热将水加热,可为建筑物冬季通过地热取暖提供热能,为建筑物提供清洁的热水。
(4)光控。
在幕墙上安装日光控制器,通过日光控制器检测到日光强度。日光控制器将信号通过智能控制系统驱动执行器来控制百叶的开关状态:当阳光充足时,智能控制系统将百叶窗放下;当阳光强度变弱时,智能控制系统将百叶窗打开。
(5)声控。
在智能幕墙控制系统中加装声音控制器,用来接收使用人通过声音发出的控制指令,实现门、窗和百叶等开启状态的智能控制。
(6)烟感控制。
当室内的烟雾传感器检测到空气有一定浓度的烟尘时,与烟雾传感器相连的智能控制系统驱动执行机构将天窗、通风口等打开,同时通过扬声器发出报警信号。
(7)雨感。
在天窗和幕墙等位置安装雨滴传感器,当传感器检测到有降雨时,与传感器相连的智能控制系统驱动执行机构将窗、门等关闭。
(8)门禁。
在主要出入口处安装门禁(语音门禁、指纹门禁和视网膜门禁)控制系统,通过访问人的特征如语音、指纹和视网膜等,在门禁系统中设置访问人的权限,用来识别访问者的权利。
(9)红外远程控制。
在智能控制系统中加装红外接收器,通过使用人手持遥控装置发出的指令,红外接收器将指令传送给智能控制系统,智能控制系统驱动执行机构完成门、窗、百叶等开关状态。
(10)安全防范。
在幕墙门窗的.窗户前安装红外报警器,当有无人照看儿童想要攀爬门窗时,红外报警器通过控制装置声光报警信号,同时智能控制系统关闭窗户以防事故的发生。
4 智能幕墙的设计
智能幕墙系统主要由输入传感器、输出执行器件、控制系统、光伏发电系统4部分组成。
4.1 输入传感器
玻璃碎片探测器、雨滴传感器、日光控制器、红外线接收器、门磁开关、限位开关等。
4.2 输出执行器件
电机、马达、电磁阀、扬声器等。
4.3 控制系统
通过输入设备(如阳光控制器、温度传感器、雨滴探测器等)将现场参数输入给控制柜中的plc控制系统;经plc处理后的参数驱动执行机构(电机、马达、电磁阀、扬声器)带动门窗、百叶等构件的动作。在中控室连接人机界面,操可以点动鼠标轻松管理整个幕墙所有设备的运行状况。
4.4 光伏发电系统
光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池。当太阳光照射到太阳能电池上时,电池吸收光能,产生光生电子——空穴对。在电池内电场作用下,光生电子和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的集累,即产生“光生电压”。
5 光伏系统的设计
太阳能光伏发电系统的组成。
(1)控制器。
控制器是光伏发电系统的核心部件之一,根据系统功率、电压、方阵路数、蓄电池组数和用户的特殊要求确定控制器的类型,一般必须具备的功能有:①信号检测。
②蓄电池最优充电控制。
③蓄电池放电管理。
④设备保护。
⑤故障诊断定位。
⑥运行状态指示。
(2)逆变器。
根据系统的直流电压确定逆变器的直流输入,根据负载的类型确定逆变器的功率和相数,根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量。
(3)太阳能光伏发电系统的防雷接地。
如果太阳能电池方阵被雷电直接击中会造成设备损坏或人员伤亡,所以在设计过程中应做防雷设计。
6 结语
智能幕墙是通风式幕墙的延伸,是在智能化建筑的基础上将建筑配套技术(暖、热、光、电)的适度控制,在幕墙材料、太阳能的有效利用、通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线,从而节省了建筑物使用过程的能源,降低了生产和建筑物使用过程的费用。因此智能幕墙系统庞大,具有很好的发展空间和前景。
参考文献:
[1]刘光源.简明电气安装工手册[m].北京:机械工业出版社,
5：可编程序控制系统控制室的照明及线路设计敷设的探讨论文
1.引 言
为了满足对生产工艺的过程控制、参数检测和优化生产等工厂管理、控制现代化的需要，以提高产品质量、节约能源、降低成本、改善劳动条件以及确保设备的正常运行为目标，某化纤厂后处理工段主流程选用了先进的西门子公司过程控制系统SIMATIC.Process , Control－System，简称SI－MATIC PCS7。竟一年多的运行实践，系统运行稳定、控制方便，并且能根据国际市场和国内需求，在不改变硬件设施阶情况下，只需通过软件改变运行参数，就可及时调整生产品种，社会效益和经济效益十分明显。
SIMATIC PCS7可编程序控制系统是西门子的新一代控制系统。它分为中央控制及远程控制两大部分，中央控制部分放置在后处理控制室MCC的主控制盘内；远程控制部分分布在现场控制点附剑通过现场控制盘用于卷恰⑶卸霞按虬叫行藕帕系。主控制盘采用PLC方式。为了使现场部分的可编程序控制器设备和MCC电动机控制中心更接近，采用远程模块化的I/O站和现场总线的控制方式，这样就有利于I/O配线和对外电缆敷设。
2.中央控制室或分操作台的控制室设计
2.1 照明
在中央控制室或者有分操作台的控制室中，常常通过计算机屏幕进行管理和控制，值班人员的视力既要持续又要紧张地工作，为了既能看清彩屏的画面，又要维持房间内的照明，一般照度以200～300Lx为宜；同时，在同一房间内照度要均匀，且在垂直面上有足够的照度。照明设计时应提倡绿色照明以利节能。照明光源建议采用TLD－36W/840光源为好。该光源光效更高，显色性更好，便于布置和改善视觉条件。在灯具布置应无直射眩光和反射眩光对准屏幕，灯具宜选用嵌入式隔栅灯或发光天棚。另外一个要点是照明和维护电源，绝对不允许与可编程序控制器的控制/信号电源共用同一路供电。照明及备用电源线的敷设，要尽可能避开控制/信号电缆。由于照明和维护电源使用条件中偶发因素很多，应避免照明和维护电源在突然集中用电时对控制/信号电缆造成干扰，例如，使用维护电源接电焊机，可能会引起意想不到的干扰。
2.2 电话
在控制室和操作间，配置电话是必要的，而且为了流动人员工作方便，中央控制室配有无线移动电话。但这种高频高功率发射电话机有时会对可编程序控制器的工作产生干扰。选择哪种电话，决定因素很多，但不宜在可编程序控制器和计算机屏幕十分靠近的地方放置这种电话。
2.3 空气环境
室内工作环境温度推荐在25℃±5℃，湿度40％―80％RH，不结霜；要消除空气中硫化氢H2S、堆趸硫（S02）、氯气等腐蚀性气体，以及铁粉、碳粉等可导电性尘埃。一般环境应少有腐蚀性气体。对于有腐蚀性气体、有可编程序控制器控制系统的的场所需要采用净化或隔离等防腐措施。
3.接地设计与施工
在以可编程序控制器为核心的控制系统中，有多种接地方法，每种接地线汇流于一个理论的“点”，这是信息零电位基础。为了安全使用可编程序控制器，应区分下列几种接地方法：
数字地：也称为逻辑地，是各种开关信号、数字信号的零电位。
模拟地：是模拟信号的零电位，它也是模拟信号精密电源的零电位，它的“零”是十分严格的电平。
信号地：通常是指一般传感器的地。
交流地：交流供电电源的N线，它通常又是产生噪声的主要地方。
直流地：它是直流电源标准电压起点，在非浮空的直流电源，就把它作为地线，而且就是接地的连接点，因为“地”是无法分开的。
屏蔽地：一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网的接地。为了消除外壳或丝网上积聚的电能，专门使用铜导线将外壳或金属丝网连接到地壳中去。
保护地：一般指机器、设备外壳或装在机械与设备内的独立器件的外壳，外壳要与其内部绝缘，外壳接地用以保护人身安全和防止设备电能的漏失，保护地的接地必须是良好的。
电源及接地噪声对可编程序控制器及其I/O会有很大的影响。在许多著作中特别强调机器设备、电缆的护套、信号线的屏蔽层、柜机箱的外壳接地有一定要求。例如电缆护套、信号线屏蔽，仅用一端接地，另一端浮空；信号线在信号源处实行屏蔽接地，引入I/O端口侧浮空。在设备运行中电源和地线的噪声是难以克服的。但是良好的制造工艺，优良的施工质量，可以大大减少其危害。
关于可编程序控制系统和用电系统单独接地还是分开接地的问题，是涉及到可编程序控制器技术发展的水平问题。地球仅有一个，地是无法分开的。理想的情况是一个生产过程系统的所有接地点与大地之间阻抗为零，实际上是很难做到的。但在接地设计中要求电路中PE线和整个钢铁结构、机械设备外壳、电缆桥架、大型电气设备、敷设电缆的支架，各种工艺的金属管道都能与大地是同一零电位，即等电位接地联结，一般要做到接地电阻不大于1。 这是目前统一接地的要求。
在工程安装阶段，就要很好地连接上述各种接地线，在安装电源和配置好地线之后，可编程序控制器才能进人通电与调试，它一般遵守下列几个原则：
将屏蔽地、保护地各自独立地接到等电位接地铜排上，不应当将其和电源地、信号地在其他任意地方扭在一起。在控制系统中，为了减少信号的电容锅合噪声，要采用多种屏蔽措施，屏蔽结构最终有统一接地点。为解决电场屏蔽分布电容问题，屏蔽地应接人大地。为解决雷达、电台这类高频辐射干扰，可以用金属丝网作电磁场屏蔽。它由电阻低的金属网，及外壳等套在关键部位，例如使用无线操作的手动控制盒的金属网屏蔽汇流后再接人大地。对于纯防磁的现场，例如防止强磁铁、变压器、大电机的磁场耦合，采用高导磁材料做屏蔽罩，使磁回路闭合，再将外罩接人大地。保护地常用一点接地，但保护地的外壳，例如机柜的门或窗，活动部分等，它们都要与固定外壳用地线连接在一起，在每个连接点要把金属表层的防护油漆、金属锈蚀斑痕刮磨干净，再利用压花垫圈和锁紧螺栓、螺母连接牢固。
在模拟信号地和屏蔽地中，模拟地的接法十分重要，每个制造商在提供可编程序控制器的产品时，都有许多严格的连接方法及规则。包括信号配线、外壳屏蔽、浮地、传输电缆使用的型号、芯截面积、电源供应等，这是一项专门的技术。因此，对它们的使用、接地方式等要严格地按操作手册进行。当可编程序控制系统用于地域广大的范围时，不要将模拟量信号做长距离的传输，在需要使用较多的模拟量模板时，应力争把模板布置到距离现场最近的扩展机箱中去。
4.电缆设计和敷设
工业生产环境中电磁干扰是难以克服的。在使用可编程序控制器组成的控制系统中，要连接生产现场的大小设备，要连接多种通信线路，合理设计一个电缆走向和施工敷设是很重要的。这种工作不同于软件调试，一旦做完很难修改。特别要注意干扰源。生产现场有如下几种关键的干扰源：动力电缆、大型机械、高功率的设备在电力传输中会在电缆周围和设备附近产生电磁锅合；电焊机、火焰切割机本身就是生产线工作设备，有时又是可编程序控制器控制的设备，在它们反复动作时产生高频火花、金属熔渣等都会损坏其他设备或电缆；高频率的电子开关，在反复接通与关断时，产生高次谐波，从而反馈到接口电路，形成高频干扰；为了消除上述因素对整个生产过程控制系统的影响，合理设计电缆走向、选用电缆，合理施工敷设能保证一个可编程序控制器的控制系统正常运行。
工厂生产现场中，需要敷设下列各种电缆：电源电缆、I/O信号的电缆、本地通信或者远程I/O扫描的通信电缆、可编程序控制器和计算机组网的通信电缆，另外还有电话与广播电话电缆，工业电视电缆，它们都可能要与可编程序控制器联系的。计算机及它们的显示器，并不一定完全具有工业级的标准，尤其在中央控制室主控台上，有可编程序控制器的设备，有工业电视设备、调度电话，尤其是近年来的无线电话，在控制室电缆敷设时应注意高频磁场辐射对他们的干扰。
4.1 对于电缆的一般要求
要求电缆线本身要有良好的可挠曲性；在使用端子与导线连接时，要选用经久不变形的压接端子与导线做成柔性的连接。在有大功率电能传输的连接点处要用钢排和有压花垫圈的螺栓与螺母压接端子连接，不能有连接间隙；长年使用，由于电火花的锈蚀，常常引起不容易被发现的连接故障，接点处电阻变得很大，所以，为了防微杜渐，一定要精心施工，不能使用电缆端头扭接或普通的方式连接。强动力电缆和信号电缆在敷设过程中，在有条件的地方，间隔均要在500～600mm以上，无条件时应采取隔离措施，防止动力电源对信号的.干扰。
4.2 不同用途要选用不同的电缆
可编程序控制器最多的是I/O信号电缆，它传送“0”和“1”两种极性完全相反的信号，长距离传送这种信号时，最好选用屏蔽电缆；同一台设备、同一电平等级、同样信号功能地理位置十分接近的，可共同使用同一根电缆，以减少电缆数量。电缆芯截面不要选得太细，通常交流信号缆的每芯截面积为1.5mm2，环境特别窄小的地方用O.75mm2或1.0mm2。直流信号长距离传输时，要考虑线阻小、截面积大的导线，争取使用多芯、铜质导线，还要考虑缆线上可能受到的干扰，避免信号的失真。
模拟量信号电缆的选型，常常要考虑和模拟量相关的设备、可编程序控制器使用的模板等使用条件，这时要区别模拟量是电压型还是电流型传输信号、信号的线性测量范围、输人阻抗、误差精度、温漂、隔离措施、每路信号传输耗电功率、电流量等条件，另外还要考虑是使用内部电源还是使用外部电源，一般还要同时考虑其电源怎样同时供电。许多商家有专用的模拟量一次产品，它包括测量、执行、信号放大、远程传送等环节的配套设备，有的还需要使用专用屏蔽电缆，因此，使用模拟量信息时，常常要做到配套处理。高速脉冲是调速控制系统的特有信号，例如高速脉冲计数器，脉冲编码器等设备，当工作频率高于100Hz应选择专用的屏蔽电缆。对于开关信号，因频率低不作为脉冲信号，可以用普通电缆来传输。在高速计数脉冲电缆的敷设时，还要测试和防止高频信号对低频信号和普通信号的干扰。
通信信号电缆是高频信号电缆，有同轴电缆、双绞线、双芯屏蔽线以及光纤缆等多种可编程序控制器通信电缆，它们有特定的要求，一般选用可编程序控制器商家供应的或采购同类型性能的电缆，不能随意改变。信号缆在长距离传输或可能穿越一些特殊的现场时，如强磁场或电场，单独穿过一些有移动物体运行的空间等，应采用穿保护套管敷设。
有些特殊信号电缆是由可编程序控制器模板、外部设备的用途共同确定的，最好选用商家配套供应的产品。
4.3 不同的环境采用不同的电缆敷设方法
可编程序控制器控制系统中，大部分被控制设备远离控制室，分布在现场。此时要架设专用的电缆桥架。电缆桥架设计有个一般划分约束可供参考：一是分层，二是强动力与弱信号电缆不能混合使用同一层。可编程序控制器及MCC动力控制的执行信号电压为380V AC或220V AC，电机的动力电缆和可编程序控制器的控制电缆桥架一般是绝对分开的，即最上面一层敷设220V AC、380V AC动力或动力操作信号电缆；下面一层可以敷设工厂之间电话、工业电视等的电缆；再下面一层用来敷设可编程序控制器的DI、DO、AI和AO的电缆；有条件的地方24V DC和220VAC的信号也可以分层。为防止电流量在10A以上的动力电缆对信号电缆造成的电磁干扰，尽可能在敷设电缆时要有净余间隔500mm左右；但是许多现场常常没有这个净余的空间。可在电缆敷设完成后加护盖，电缆桥架金属结构之间全部采用连接铜线跨接，接地线就近连入接地线网，使得电缆桥架和电缆盒形成一个良好的接地环境。
室外电缆还有一种埋地敷设，这种方法尽可能少用，但在穿过火车铁轨、建筑物本身有电缆沟或有地下隧道时可以使用这种敷设，而进入地下隧道后，电缆桥架又应该沿墙壁敷设。
室内电缆敷设时，由于室内空间较小，各种电缆的来由去向不一致，因此最好有统一的走向规划。电缆在进入可编程序控制器的机柜前要尽量减少动力电缆和信号电缆平行排放的距离。在电缆进入可编程序控制器机柜时，动力电缆和信号电缆在机柜底面上看，最好分别排放在两个对角线方向，即从间隔最大的方向进入机柜。
4.4 可编程序控制器系统的现场开关与设备连接
可编程序控制器多数为数字量信号直接采自现场。它们有位置、速度、距离、温度、压力、物流量、电流量、电压、功率等。基本上有物理形式或电形式、光电形式。按照功能划分就可能叫出各式各样的名字。可编程序控制器使用的开关有几种意义，一种本身就是电路的按键式开关，可以带锁紧，或不带锁紧，总之能完成一个线路的接通或断开。当这个线路的接通或断开被赋予不同的含义时，这个开关的命名就有实际的意义。一般来说这种开关有一条线接入到I/O端口，它的“0”与“1”就是数字量输入，另一条线就是公共线，或者叫作公共信号地或者公共电源。但是许多传感器生产厂家，为生成这个信号要使用3条或4条线，即采用另外的引线是为使传感器的端头产生测试功能的电、磁、光等效应，因此在遇到选用由3条线或4条线连接的传感器时，包括现场电缆敷设、选型都要详细阅读有关的说明才能做出正确的设计。
参考文献
1.《建筑物防雷设计规范》GB50057－942000年版
2.西门子有限公司．S7－400，M7－400可编程序控制器硬件和安装手册
