致 谢 23
1 引言
1.1 课题研究背景
随着经济的发展和国家对教育的重视,校园规模不断扩大,教室的数量也不断增加。为了让老师有一个轻松的教学环境,学生有一个舒适的学习环境,学校在力所能及的范围内,不管是教室的大小,还是照明设施方面,都一直在努力做到最好。
然而,由于大学校园开放型的管理风格,以及大部分师生对节能不怎么关注,许多教室在白天室内光线较强时,教室内的灯还亮着;即使室内没有人或者人数很少时,也打开教室内所有灯。在夜晚,绝不会有老师和学生,由于只有少少的几个人而只开几盏灯,所以经常将室内照明全部打开,因此人走不熄灯的现象也到处存在。这种白天开灯、不正确使用照明的浪费现象,同时也加重了学校的负担。
1.2 课题研究目的及意义
近年来,科技的快速发展已经彻底改变了人们的生活,在人们生活水平不断提升的同时,人们对照明器具的节能和科学管理都有了进一步的需求。如今,国内大部分智能楼宇出现能耗高、效率低的情况,因此智能楼宇的照明控制领域也变得越来越重要。商业建筑中一般大功率器件数较少,而照明灯具则比较多。使用照明控制系统,能更好地反映节能减排和管理的优势,提高建筑的科学管理水平。传统建筑在公共地方的照明形式是白天灯灭、夜晚亮灯,而智能控制系统被应用到建筑后,人们可以根据自己的需求划分时间段同时调节系统的工作模式,在不需要照明的情况时,灯具会自动关闭,而在需要的时候照明灯具会自动开启;同时,系统还可以在确保必要照明的前提下,节省能源的开支,充分利用自然光,使照明灯具的工作时间减少,延长灯具的使用寿命。
虽然智能照明系统的主要作用是切换器件的开关,与传统的相比,似乎没有什么区别,但前者以自动控制为主、手动控制为辅,在正常情况下,自动完成,无需人工参与,照明系统自动切换功能大大降低了人们的管理工作。
2 系统方案设计
2.1 设计要求
根据系统的基本原理,设计了硬件和软件两大部分。
硬件设计,首先从选择合适的元器件开始,然后利用Protel se99软件画出原理图,再绘制电路图,最后以电路图为依据在模拟器上进行调试,及时发现设计的不妥并修正,最终达到设计目的。
软件设计,应该结合硬件电路所要实现的功能进行设计。主要针对光电检测电路和热释电传感器的输出信号进行处理。当光强的时候,系统对光照进行检测,产生信号并对信号灯的开关状态进作出判断,科学的管理灯管的亮与灭,可以达到节能的目的。
2.2 设计思路
教室照明控制系统,可依据环境条件、时间等要素对教室的灯光进行自主调节。当教室有人,如果光线较暗则打开灯,光线较亮则关灯;没有人时,或者没有开灯的必要时,则关灯。由此可以画出系统的控制逻辑功能表,如表2-1所示。
假设:室内光线强度为A: 光线强时A=1,光线弱时A=0;
人体信号为B: 有人时B=1,无人时B=0;
作息时间为C: 上课时C=1,休息时C=0;
电灯开关状态为D: 合时D=1,断开时D=0。
则表2-1可以转化为表2-2。
由真值表可得出系统逻辑函数表达式为:D=A·B·C
如下表所示
表2-1 系统逻辑
信号 室内信号 人体信号