楼宇智能照明控制系统设计_毕业设计

本科毕业论文

题目：楼宇智能照明控制系统设计院（部）：信息与电气工程学院

专业：电气工程与自动化

目录摘要 IV

ABSTRACT V

1前言 1

1.1选题背景和意义 1

1.2课题关键问题及难点 2

1.3调研综述 2

1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 2

1.3.2目前项目的发展趋势 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结构 5 2.3 CAN总线系统的通信方式 6

2.4 CAN总线的分层结构 6

2.5 CAN总线报文格式与类型 7

2.5.1 数据帧 7

2.5.2.远程帧 8

2.5.3 出错帧 8

2.5.4超载帧 9

2.5.5 错误检测 9

2.6 本系统结构及特点 10

3．智能照明系统的硬件设计 12

3.1 系统简介 12

3.2 CAN通信接口模块的设计 12

3.2.1 芯片介绍 12

3.2.2 SJA1000工作原理 14

3.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 15

3.2.4采用MAX232芯片接口ＰＣ机与单片机的连接 16

3.3控制面板模块的设计 17

3.3.1 74HC164芯片说明 17

3.3.2显示部分设计 19

3.3.3键盘部分设计 20

3.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 21

3.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 22

3.4智能继电器模块 22

3.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 23

3.4.2继电器模块基本原理结构 24

3.4.3整流模块设计 24

3.4.4 V/F转换器LM331模块 25

3.4.5光电耦合器6N137 26

3.4.6单片机AT89C51模块 26

3.5传感器模块 28

3.5.1热释电传感器的工作原理 28

3.5.2芯片介绍 30

3.5.3热释电传感器原理 31

3.5.4照度传感器的设计 32

3.5.5 A/D转换部分 33

3.6调光模块 35

3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 36

3.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 37

3.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 38

3.7远程控制模块 40

3.7.1芯片介绍 40

3.7.2 工作原理 42

3.8看门狗电路 44

3.8.1 X5045芯片引脚及功能介绍 44

3.8.2 看门狗电路的工作原理 45

3.8.3基于X5045的复位电路硬件设计 46

3.9 小结 46

4.智能照明系统的软件电路设计 46

4.1 CAN通信接口模块软件设计 47

4.2控制面板模块软件设计 49

4.3智能继电器模块软件设计 52

4.5调光模块软件设计 55

4.6 小结 56

5 结论 56

5.1主要结论 56

5.2不足与展望 57

谢辞 59

参考文献 60

摘要

随着社会的进步,建筑设计也向着更舒适、安全和节省能源的方向发展。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物内的各种照明器具有机的连接在一起，实现有效的管理和控制。智能照明系统正是智能家居的趋势之一。针

对传统照明系统布线麻烦、节能效果差等缺点，我们设计开发了基于CAN总线技术的智能照明系统。系统中的智能灯光节点能够根据外界光强自适应调整自身灯光亮度，周期性采集室内光强、有无人进出等环境信息，并及时响应用户的控制命令。本文主要介绍了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,并描述了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；红外遥控

Design of Building Intelligent Lighting-Control System

ABSTRACT

Along with the social progress, the design of building towards a more comfortable, safe and energy-saving direction .To achieve effective management and control of. building ,intelligent lighting system make full use of electronic technology, communication

and computer network technology to a variety of lighting fixtures within the building together organically. Intelligent lighting system is just the trends of intelligent home.We design and development of intelligent lighting systems . based on CAN bus technology , taking into account that it trouble for wiring, and poor energy efficiency drawback in traditional lighting system.Intelligent node in the intelligent lighting system can according to outside light levels adaptive adjustment its light intensity, collected indoor light intensity periodically, testing if there has people in or out and timely response to user control commands.This paper describes the design of intelligent light system and key techniques in the process, including the CAN-bus technology, the design of network system intelligent relays, control panels, sensors and infrared remote control technology, and describes the major intelligent light system application.

Key Words: CAN bus; intelligent relay; intelligent light; infrared remote control

1前言

1.1选题背景和意义

随着信息控制技术的发展, 现代化建筑中的楼宇自控设备和不同功能的系统越来越多, 越来越复杂。但无论何种建筑, 也不论该建筑的智能化程度有多高, 照明控制一直在其楼宇自控系统中占据十分重要的位置。目前，我国照明用电占建筑用电的20%-30%，该项目是一种基于单片机89C51和CAN总线的智能照明系统硬、软件设计。该系统可根据对光强度的不同需求，均匀调节环境内光照强度，实现室内照明的人性化、个性化。

传统的控制方法是将被控制的设备用连线引入控制室, 这样不仅造成电力电缆铺设过多, 增加了投资成本, 而且还大大增加了灯回路的辐射干扰, 对空间电磁环境造成了污染。智能照明控制系统为现代化建筑楼宇照明提供了新途径—微机型灯光控制系统。它采用网络控制技术,使得照明灯的电力线路可以不再经过控制室,而直接引入顶棚或马道。这种控制方法不仅可以方便地控制灯光的亮度, 还减少了电力线路及相应设施投资,减少了灯回路的辐射干扰,而且可以使灯回路采用母线方式布线,线路规整,便于安装维修。但在目前使用的微机型灯光控制系统中,由于网络通信大多采用RS-232、RS-485、20mA 电流环等通信方式[1],因而普遍存在通信距离短、数据传输速度慢、误码率高、可靠性差等问题[2]。CAN 总线是现场总线的一种,具有通信速率高、开放性好、报文短、纠错能力强以及控制简单、扩展能力强、系统成本低等技术特点和一系列优点。CAN是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达1MBPS。其特点有：

（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，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等工作。

（2）CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。

（3）CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。

CAN总线的微机灯光控制系统就是采用现场总线控制技术[3],构成全分散式微机灯光控制系统,有效地解决了微机型灯光控制系统的不足。CAN总线所需的完善的通信协议[4]可由CAN控制器芯片和接口芯片实现, 大大降低了系统的开发难度、组成成本, 缩短了开发周期。该系统投资少、功能强、可靠性高、便于扩展, 特别适合大型的智能办公大厦对灯光设备的控制需要。在市场上具有强劲的竞争力。

1.2课题关键问题及难点

该课题的关键技术是CAN总线技术。CAN（controller area network）是一种有效支持分布式实时控制的串行通信网络。CAN总线控制器可工作于多种方式，并采用无损结构逐位仲裁竞争方式向总线发布数据( 它废除了站地址编码，代之以对通信数据进行编码，这可使不同节点同时接收到相同的数据，使CAN 总线构成的网络测控节点之间的数据通信实时性更强，并且容易构成冗余结构，提高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2个输出端CANH 和CANL 与物理总线相连( 当系统有错误出现多节点同时向总线发送数据时，系统将不会出现总线短路，损坏某些节点的问题，而且CAN 节点在错误严重情况下具有自动关闭功能，保证不会出现RS485网络中因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。难点在于采用CAN总线技术组网，连接各种类型的照明控制装置，来实现能量管理，实现照明的定时控制和按需求控制等功能。

1.3调研综述

1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况

从20世纪60年代开发了白炽灯、荧光灯、高强度放电灯所使用的电子调光器[5]，到20世纪90年代以来，国外以计算机技术为基础开发出灯光自动调光系统、自动关停系统和自动补偿系统，也称“智能照明”的新型照明控制系统，并已有定型产品得以良好的推广和运用，使建筑照明由传统控制走向计算机控制或无人控制的新领域。自1984年美国建成第一座智能建筑以来的十几年中,在世界范围内,智能建筑以一种崭新的面貌和技术,迅速在各地展开。尤其是亚洲的日本、新加坡、台湾等国家和地区,为了适应智能建筑的发展,进行了大量的研究和实践,相继建成了一批具有智能化的建筑。

我国在20世纪(以下同)80年代末着手编制建设部的《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92时,也开始涉及到智能建筑的理念,并提到了楼宇自动化和办公自动化,直到90年代初智能建筑这一概念才逐渐被越来越多的人们所认识和接受,尤其是在1993-1995年期间, 全国上下许多大中城市的房地产商都将自己开发兴建的建筑标以“智能建筑”, “全智慧型建筑”“3A 型智能建筑”, “5A 型智能建筑”等等, 一时间智能建筑成了房地产商开发销售的热点。近几年，我国高层建筑迅猛发展，这种智能型照明控制系统也已悄然进入了我国建筑行业。目前，上海金茂大厦，山东世界贸易中心等建筑已应用了这种智能型照明控制系统。

1.3.2目前项目的发展趋势

本世纪80 年代以来, 随着计算机技术和网络技术的发展, 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, 使人们突破了时间、空间及计算技术的束缚, 实现了多个对象间的直接信息交流。信息成为社会经济、科技等赖以发展的一项重要资源, 信息化成为一个城市现代化程度的最高标志之一。在国内一些经济发达的大城市如上海、深圳、大连等, 纷纷开展自己的信息化建设, 建立起集语言、数据、视频图像为一体的多媒体宽带综合业务数字网, 并将光纤入户作为远期目标, 故纷纷要求各建筑物或建筑群应建立交换间, 进行电话、数据、电视信息分配, 并规定今后新建灭火系统, 大楼一律采用综合布线系统, 以避免重建或多次反复布线设计与施工。在这种趋势下照明控制系统也越来越趋向于智能化。现场总线技术被广泛应用到照明系统中，其控制的系统结构也越来越多样化，从最早的集中式，集散式向分散式发展，各控制单元的工作独立性不断提高，系统的可靠性和经济性也不断提高。无线传感网络近几年也被应用到该领域，实现无线控制。

1.4主要研究内容

智能照明控制系统是一个由中央控制器、主通信干线、分支、信息接口及控制终端等部分构成，是一个对各区域实施相同的控制和信号采样的网络系统。智能照明的控制终端由调光模块、控制面板、照度动态检测器及动静探测器等单元构成，主控制器和终端之间通过信息接口等元件来连接，实现控制信息的传输。研究的主要内容如下:

1）通过阅读中英文文献资料、现场调研，深入了解国内外有关网络技术的发展现状、产品现状和该项技术在智能照明领域的应用情况。

2）研究网络组网的关键技术，掌握其工作原理和设计方法；

3）研究智能照明的控制方法和节能技术；

4）设计基于嵌入式系统的智能照明控制系统的硬件电路。设计和开发基于51单片机的智能照明控制器；包括：智能继电器、智能调光器、控制面板等。

5)设计并开发基于无线传感器网络的硬件系统；

6)设计系统的网络架构。

2 基于CAN总线的系统结构

智能照明系统一般由传感器(如光线感应器、面板开关等)、执行器(如调光电子镇流器)、网络通讯单元(路由器、中继器等)以及辅助单元(如电源)等组成，遵循统一的网络协议，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光亮度进行精确设置和合理管理。此外智能照明系统中还可对荧光灯进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。因此，在灯具制造工艺相同水平的情况下，在建筑物中采用智能照明系统不仅能操作简单，管理维护方便，还可以满足工作/生活多样性需求，并且可以有效地达到节能的目的。

本系统主要可以划分为硬件设计部分和软件设计部分。其中硬件设计部分有：CAN接口控制器模块，控制面板（键盘和显示）模块，智能继电器模块，传感器模块，调光模块，远程控制模块。

2.1 CAN技术简介

CAN（Control Area Networker）即控制器区域网，是主要用于各种设备检测及控制的一种网络。CAN最初是由德国Bosch公司为汽车的检测、控制系统而设计的。由于CAN具有独特的设计思想，良好的功能特性和极高的可靠性，现场抗干扰能力强。由于CAN总线具有以上的一些特点，为工业控制系统中高可靠性的数据传送提供了一种新的解决方案。其在国外工业控制领域已经有了广泛的应用，现国内的许多工业控制领域也开始基于CAN的现场控制总线。CAN 总线已成为最有发展前途的现场总线之一。

CAN的技术特征：

(1)数据信号采用差分电压传输,两条信号线“CAN_H”和“CAN_L”,它们在静态均2.5V,此时为逻辑状态“1”,也称作“隐性”；“CAN_H”比“CAN_L”高,一般为CAN_H=3.5V、CAN_L=1.5V,表示逻辑“0”,称为“显性”。

(2)CAN总线传输介质可用双绞线、同铀电线或光纤,具有较强的抗干扰能力,同时可满足本安防爆要求等。直接通信距离最大可达l0km(速率小于5kbps),最高通信速率可达1Mbps(此时距离最长为40m)。

(3)CAN可以以多主方式工作,网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息,而不分主从,通信方式灵活。

(4)CAN可以点对点、点对多点及全局广播方式传送接收数据。

(5)CAN网络上的节点信息可分成不同的优先级,可以满足不同的实时要求。

(6)CAN采用非破坏性总线仲裁技术。

(7)CAN采用短帧结构,每一帧为8个字节,保证了数据出错率极低。数据帧从一个发送节点传送数据以一个或多个接收节点,一个数据帧由七个不同的位场组成:帧起始、仲裁场、控制场、循环冗余校验(CRC)场、应答场、帧结束。它被公认为最有发展前途的现场总线之一。

(8)CAN总线有一个公开的、全世界都遵从的国际标准,因而具有很好的开放性。CAN系统具有很好的数据兼容性。

2.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑结构

网络拓扑结构设计是构建计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能、可靠性和通信费用等都有很大影响。网络拓扑结构按照几何图形形状可分为4种类型:总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑和网状拓扑，这些形状也可以混合构成混合拓扑结构。按照CAN总线协议，CAN总线可以是任意拓扑结构的，但一般来说，CAN总线主要有总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑和网状拓扑这4种常见的拓扑结构。

在该系统的设计中我们采用总线式结构,总线拓扑结构是单根电缆组成，该电缆连接网络中所有节点。单根电缆称为总线，它仅仅只能支持一个通道，所有节点共享总线的全部带宽。在总线网络中，当一个节点向另外一个节点发送数据时，所有节点都将侦听数据，只有目标节点接收并处理发给它的数据后，

其他节点才能忽略该数据。基于总线拓扑结构的网络很容易实现，且组建成本低，但其拓展性较差。当网络中节点增加时，网络性能将下降。此外，总线网络的容错能力较差，总线上的某个中断或故障将会影响整个网络的数据传输。因此，很少CAN总线网络采用一个单纯的总线拓扑结构的。

2.3 CAN总线系统的通信方式

CAN总线系统根据节点的不同，可以采取不同的通信方式以适应不同的工作环境和效率。它可以分为多主式(Multi一masetr)结构和主从式(Infra-structure)结构两种。

(1)多主式结构

网络上任意节点均可以在任意时刻主动地向网络上地其他节点发送信息，而不分主从，不需占地址节点信息，通信方式灵活。在这种工作方式下，CAN 网络支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收、发送数据。为避免总线冲突，CAN总线采用非破坏性总线仲裁技术，根据需要将各个节点设定为不同的优先级，并以标识符(ID)标定，其值越小，优先级越高，在发生冲突的情况下，优先级低的节点会主动停止发送，从而解决了总线冲突的问题。这是CAN总线的基本协议所支持的工作方式，无需上层协议的支持。

(2)主从式结构

CAN总线在主从式通信方式下工作时，其网络各节点的功能是区分的，节点间无法像多主式结构那样进行平等的点对点信息发送。在主从式结构系统的通信方式下，整个系统的通信活动要依靠主站中的调度器来安排。如果系统调度策略设计不当，系统的实时性、可靠性就会很差，而且容易引起瓶颈向题，妨碍正常有效的通信。所以采取主从式结构的网络都需要采取必要的措施去解决瓶颈问题。目前的CAN网络一般采用多主式和主从式结合的结构，这种结构比较灵活又具有较高的实时性和可靠性。

在该系统的设计中我们将这两种通信方式综合起来使用,来方便控制各个节点的工作,并适时的接受各节点传送的数据。

2.4 CAN总线的分层结构

CAN总线遵循IS0/0SI标准模型，分为数据链路层和物理链路层。

（1）数据链路层

数据链路层包括逻辑链路控制子层LLC和媒体访问控制子层MAC。逻辑链路子层LCC的作用范围如下:

①为数据传送和远程数据提供请求服务。

②确认由LLC子层接受的报文实际已被接收。

③为恢复管理和通知超载提供信息。

介质访问控制子层MAC的作用主要是传送的规则，也就是控制帧的结构，执行仲裁，错误检测，出错的标定，故障界定。MAC也要确定为新一次的发送，总线是否开放或者是否马上结束。定时特性也是MAC子层的一部分。

（2）物理层

物理层分为物理信号、物理媒体连接与介质从属接口三部分，完成电气连接，实现驱动器/接收器特性、定时、同步、位编码解码功能。物理层规定了CAN总线电平的两种状态：“显性(Dominant)，和“隐性(Ressive)。“显性”数值表示逻辑“0”，“隐性”数值表示逻辑“1”。 VCAN-H和VCAN-L为总线收发器与总线之间两接口引脚，信号以两线之间的差分电压形式出现。在隐性状态，VCAN-H和VCAN-L被固定在平均电压电平附近，Vdiff近似于0。在总线空闲或隐性位期间，发送隐性位，显性位以大于最小阀值的差分电压表示。

2.5 CAN总线报文格式与类型

CAN报文有两种不同的帧格式，不同之处为标识符域的长度不同，含有11位标识符的帧称之为标准帧，含有29位标识符的帧为扩展帧。但无论是哪种帧格式，都含有以下4种不同类型的帧:

（1）数据帧(Data Frame):数据帧将数据从发送器传输到接收器。

（2）远程帧(Remote Frame):总线单元发出远程帧，请求发送具有同一标识符的数据帧。

（3）错误帧(Error Frame):任何单元检测到总线错误就发出错误帧。

（4）过载帧(Overioad Frame):过载帧用在相邻数据帧或远程帧之间提供附加的延时。

2.5.1 数据帧

数据帧由7个不同的位场组成，即帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场和帧结束。

l)帧起始:它标志数据帧和远程帧的起始，仅由一个显性位构成。只在总线处于空闲状态时，才允许节点开始发送。所有节点都必须同步于首先开始发送的那个节点的帧起始前沿。

2)仲裁场:在标准格式中，仲裁场由11位标识符和远程发送请求位RTR组成，标识符为ID.28-ID.18。在扩展格式中，由29位标识符、替代远程请求SRR 位、帧结构标识位IDE和RTR组成，标识符为ID.28-ID.0。标识符的最高位ID.28最先被发送RTR位在数据帧中必须是显位，而在远程帧中必须为隐位。SRR位为隐位，在扩展格式中，它在标准格式的RTR位上被发送并替代标准格式中的RTR位。IDE位在标准格式中以显性电平发送，而在扩展格式中为隐性电平。

3)控制场:包括4位数据长度码DLC和两个保留位。两个保留位必须发送显性位，但接收器认可显位与隐位的全部组合。数据长度码DLC指出数据场的字节数目。一个数据帧允许发送的数据字节数目为0-8，不能使用其他数值。

4)数据场:由数据帧中被发送的数据组成，它可包括0-8个字节，每个字节8位。首先发送的是第一个字节的最高位。

5)CRC场:包括CRC(循环冗余码校验)序列，后跟随CRC界定符(l个隐性位)。

6)应答场(ACK):为两位，包括应答间隙和应答界定符。在应答场中发送节点送出两个隐性位。一个正确接收到有效报文的接收器，在应答间隙，将此信息通过发送一个显性位报告给发送器，此时发送器发出的隐性位被改写为显性位，表明至少有一个接收器已经正确接收。后续的应答界定符为一个隐性位。因此，应答间隙被两个隐性位(CRC界定符和应答界定符)包围。

7)帧结束:由7个隐性位组成的标志序列界定。

2.5.2.远程帧

当一个节点希望接收某些信息时，可以借助于传送一个远程帧启动信息源节点数据的发送。远程帧由6个不同的位场组成:帧起始、仲裁场、控制场、CRC 场和帧结束。不同于数据帧，远程帧的RTR位是隐性位，也不存在数据场。DLC 的数据值是独立的，它可以是0-8中的任何数值，这一数值为对应数据帧的DLC。

2.5.3 出错帧

出错帧由两个不同场组成，第一个场由来自各节点的错误标志叠加得到，随后的第二个场是出错界定符。

错误标志具有两种形式，一种是活动错误标志(active error flag)，一种是认可错误标志(Passive error flag)。活动错误标志由6个连续的显性位组成，而认可错误标志由6个连续的隐性位组成，除非被来自其他节点的显性位冲掉重写。一个检测到出错条件的“错误激活”节点通过发送一个活动错误标志进行标注。这一出错标注形式违背了适用于由帧起始至CRC界定符所有场的填充规则，或者破坏了应答场或帧结束场的固定形式。因而，其他节点将检测到出错条件并发送出错标志。这样，在总线上被监视到的显性位序列是由各个节点单独发送的出错标志叠加而成的。该序列的总长度在6到12之间变化。一个检测到出错条件的“错误认可”节点试图发送一个错误认可标志进行标注。该错误认可节点自认可错误标志为起点，等待6个相同极性的连续位。当检测到6个相同极性的连续位后，认可错误标志即告完成。出错界定符包括8个隐性位。错误标志发送后，每个节点都送出隐性位，并监视总线，直到检测到隐性位。此后开始发送剩余的7个隐性位。

2.5.4超载帧

超载帧包括两个位场:超载标志和超载界定符。存在两种导致发送超载标志的超载条件:一个是接收器未准备好;另一个是在间歇场检测到显性位。由前一个超载条件引起的超载帧在检测到显性位的后一位开始。在大多数情况下，为延迟下一个数据帧或远程帧，两种超载帧均可产生。

超载标志由6个显性位组成。全部形式对应于活动错误标志形式。超载标志形式破坏了间歇场的固定格式，因而，所有其他节点都将检测到一个超载条件，并且由它们开始发送超载标志。第6个显性位违背了引起出错条件的位填充规则。

超载界定符由8个隐性位组成。超载界定符与错误界定符具有相同的形式。发送超载标志后，节点监视总线直到检测到由显性位到隐性位的发送。在此节点上，总线上的每一个节点均完成送出其超载标志，并且所有节点一致地开始发送剩余的7个隐性位。

2.5.5 错误检测

CAN为了提高抗干扰能力和数据的可靠性，采用了多种错误检测手段。

(l)发送监视。发送站时刻监测它发送的每一位数值，如监视到的总线数值

与送出的数值不同时，则为位错误。

(2)填充错误。在应用位填充方法进行编码的报文字段中，出现第6个连续相同的位电平。

(3)CRC错误。接收站计算得出的CRC序列与接收到的不同。

(4)格式错。固定格式的位场与规定不同。

(5)应答错误。在应答位期间，发送站未检测到主控位。发现错误时，接收站将发送活动出错标志，而发送站将发送认可出错标志。

2.6 本系统结构及特点

设计本系统的原则，是在保证系统可靠工作的条件下，力图降低成本。分析本系统的特点是数据传输较低，且各节点间的通讯规律性较强。如图2.1所示，网络拓扑结构采用总线式结构。通讯的主要方式是控制台向各控制器发送控制数据，各控制器向控制台发回应答信号和检测信息。各控制器之间没有数据传送要求；信息吞吐率较低，为降低系统成本提供了有利的条件。根据这个特点，总体上作如下选择：

图2.1基于CAN总线的总线式结构

（1）网络拓扑结构采用总线式结构。这种结构信息吞吐率低，结构简单且成本低，可靠性高。

（2）由于CAN总线采用多主站仲裁结构，（分地址优先级，非破坏方式仲裁），支持主从或广播方式，经过扩展可支持95*8个节点，最高通讯速率1MBPS，最远通讯距离可达10公里（若接专用CAN中继器，传输距离会更远，但通讯速率将下降）。同时CAN控制器内部设有接收和发送缓冲区，通讯以帧为单位，最多8个字节的数据，硬件自动进行16位CRC检验，具有极强的总线和通讯错误的管理能力。

(3)CAN遵循ISO标准模式。具体定义了数据链路层和物理层,在工程上,这两层通常由CAN控制器和收发器实现。CAN总线控制器通常有两类:一类是在片内的CAN微控制器,采用这种器件可以方便用户制作印刷板,电路图也比较紧凑;另一类是独立的CAN控制器,可以使开发人员根据需要选用比较实用的单片机。本系统选择独立的CAN控制器。

(4)该系统的上位机是PC机。由于PC机有多条扩展槽,利用局域网通信卡,使得该系统很容易与其他部门连网,便于统一调度和管理。另外,选用PC机还可以充分利用现有的软件工具和开发系统,方便快捷地设计功能丰富的计算机软件。该系统的控制台由PC机、PC总线适配卡和相应的软件组成。

(5)传输介质采用双绞线。为了进一步提高系统的抗干扰能力,在控制器与传输介质之间采取光电隔离。

(6)信息传输采用CAN通信协议。该系统的主要通信方式是控制台向各个控制器发送控制数据以及各控制器向控制台发回各种检测信息。

3．智能照明系统的硬件设计

3.1 系统简介

智能照明控制系统是一个由中央控制器、主通信干线、分支、信息接口及控制终端等部分构成，是一个对各区域实施相同的控制和信号采样的网络系统。智能照明的控制终端由调光模块、控制面板、照度动态检测器及动静探测器等单元构成，主控制器和终端之间通过信息接口等元件来连接，实现控制信息的传输。以下将对各模块（CAN通信接口模块，控制面板（键盘和显示）模块，智能继电器模块，传感器模块，调光模块，远程控制模块）做详细介绍。

3.2 CAN通信接口模块的设计

3.2.1 芯片介绍

(1)SJA1000芯片

图3.1 SJA1000引角图

引脚说明：

AD7-AD0：多路地址/数据总线线。

ALE/AS：ALE输入信号(INTEL模式)，AS输入信号(MOTOROLA模式)。

CS：片选输入，低电平允许访问SJAI00000。

RDE：微控制器的/RD信号(INTEL模式)或E使能信号(MOTOROLA模式)。

WR：微控制器的/WR信写(INTEL模式)或RD/(/WR)信号(MOTOROLA模式)。

CLKOUT:SJAIO00产生的提供给微控制器的时钟输出信号,时钟信号来源于内部振荡器通过编程驱动，时钟控制寄存器的时钟关闭位可禁止该引脚脚。

VSS1:接地。

XTAL1:输入到振荡器放人电路,外部振荡信号输入。注:XTAL1引脚必须通

过15pF的电容连到VSS1。

XTAL2:振荡放人电路输出,使用外部振荡信号时开路输出。注:XTAL2引脚必须通过15pF的电容连到VSS1。

MODE：模式选择输入，1-INTEL模式，0-MOTOROLA模式。

VDD3：输出驱动的5V电压源。

TXO：从CAN输出驱动器0输出到物理线路上。

TX1：从CAN输出驱动器1输出到物理线路上。

VSS3：输出驱动器接地。

INT：中断输出，用于中断微控制器，INT在内部中断寄存器各位都被置位时低电平有效;此引脚上的低电平可以把IC从睡眠模式中激活。

RST：复位输入，用于复位CAN接口(低电平有效),把RST引脚通过电容连到VSS,通过电阻连到VDD可自动上电复位。

VDD:输入到比较器的5V电压源。

RXO：从物理的CAN总线输入到SJA1000的输入比较器，支配(控制)电平将会唤醒SJA1000睡眠模式，如果RX1比RX0电平高就读支配(控制)电平，反之读弱势电平;如果时钟分频寄存器的CBP被置位就忽略CAN输入比较器以减少内部延时(此时连有外部收发电路);这种情况下只有RXO是激活的，弱势电平被认为是高而支配电平被认为是低。

VSS2：输入比较器的接地端。

VDD1：逻辑电路的5V电压源。

SJA1000是一种CAN的独立控制器,用于移动目标和一般工业环境中的局域网控制。它是PHILIPS公司早期CAN控制器PCA82C200的替代产品,并且增加了一种新的工作模式PELICAN,这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议,因此功能更加强大。它具有如下特点：

(1)完全兼容PCA82C250及其工作模式,即BASICCAN模式。

(2)具有扩展的接收缓冲器为64字节,先进先出(FIFO)。

(3)与CAN2.0B协议兼容；支持11bit和29bit识别码。

(4)位速率可达1Mbps；24MHz的时钟频率。

(5)支持PELICAN模式及其扩展功能。

(6)支持与不同微处理器的接口。

(7)可编程的CAN输出驱动器配置。

(8)增强了温度范围(-40～125℃)。

(2)82C250芯片介绍

图3.2 82C250引脚图

引脚说明：

TXD：发送数据输入。

GND：接地。

VCC：提供电压。

RXD：接收数据输出。

Vref:参考电压输出。

CANL：低电平CAN电压输入/输出。

CANH：高电平CAN电压输入/输出。

Rs:Slope电阻输入。

3.2.2 SJA1000工作原理

CAN总线控制器主要包含:接口管理逻辑IML、发送缓冲器TXB、接收缓冲器TXB.RXFIFO、验收滤波器ACF、错误管理逻辑EML、位时序逻辑BTL、位流处理器BSF几个部分。

CAN核心模块负责CAN信息帧的收发和CAN协议的实现。接口管理逻辑负责同外部主控制器的接口,该单元中的每一个寄存器都可由主控制器通过SJA1000的地址/数据总线访问。主控制器可直接将标识符和数据送入发送缓冲区然后置位命令寄存器CMR中的发送请求位TR启动CAN核心模块读取发送缓冲

基于单片机的智能照明控制系统设计[1]

设计名称：智能照明控制系统组别：第五组 组长：XX 组员：XX

基于单片机的智能照明控制系统设计 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。

目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工…………………………………………………………………………………………..

智能照明控制系统方案

灯光控制系统方案

一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行 实时监控，或接入 以太网进行远程实 时监控。因此在设 计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成 诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。

中央监控计算 机 Networ k Interface 网络接 系统结构图 网络接口 MR BA 中央监控计 局

二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，使灯具不会因上述原因而过早损坏。还可通过系统人为地确定电压限制，提高灯具寿命。智能照明控制系统采用了软启动和软关断技术，避免了灯丝的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。 智能照明控制系统能成功地延长灯具寿命2-4倍。不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对于难安装区域的灯具及昂贵灯具更具有特殊意义。 三、设计依据 《民用建筑设计通则》GB503522005 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92

楼宇智能照明控制系统设计

目录摘要 III ABSTRACT IV 1前言 6 1.1选题背景和意义 6 1.2课题关键问题及难点 7 1.3调研综述 7 1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 7 1.3.2目前项目的发展趋势 8 1.4主要研究内容 8 2 基于CAN总线的系统结构 9 2.1 CAN技术简介 9 2.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑结构 10 2.3 CAN总线系统的通信方式 11 2.4 CAN总线的分层结构 11 2.5 CAN总线报文格式与类型 12 2.5.1 数据帧 12 2.5.2.远程帧 13 2.5.3 出错帧 13 2.5.4超载帧 14 2.5.5 错误检测 14 2.6 本系统结构及特点 15 3．智能照明系统的硬件设计 17 3.1 系统简介 17

3.2 CAN通信接口模块的设计 17 3.2.1 芯片介绍 17 3.2.2 SJA1000工作原理 19 3.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 20 3.2.4采用MAX232芯片接口ＰＣ机与单片机的连接 21 3.3控制面板模块的设计 22 3.3.1 74HC164芯片说明 22 3.3.2显示部分设计 24 3.3.3键盘部分设计 25 3.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 26 3.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 27 3.4智能继电器模块 27 3.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 28 3.4.2继电器模块基本原理结构 29 3.4.3整流模块设计 29 3.4.4 V/F转换器LM331模块 30 3.4.5光电耦合器6N137 31 3.4.6单片机AT89C51模块 31 3.5传感器模块 33 3.5.1热释电传感器的工作原理 33 3.5.2芯片介绍 35 3.5.3热释电传感器原理 36 3.5.4照度传感器的设计 37 3.5.5 A/D转换部分 38 3.6调光模块 40 3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 41 3.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 42 3.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 43 3.7远程控制模块 45

智能照明系统的课程设计报告

题目名称：智能照明控制系统设计 摘要：本系统以光敏电阻的光强采集、A/D转换、单片机AT89C51为核心，组成最小控制系统，并和高亮LED显示电路共同构成。外界光强的大小通过电压的线性转换，并用延时来控制灯亮度来体现。该系统能够随环境光强的变化或软件所设定的时间自动控制灯的亮灭；同时系统可以根据光线强度自动控制灯的亮度，也可以手动调节灯的亮度。 关键词：51学习板ADC0804 光敏电阻中断定时延时 目录 1方案设计与论证 (2) 1.1整体设计方比较和选择 (2) 2 系统设计 (4) 2.1 总体设计 (4) 2.2 各单元模块功能介绍及电路设计 (5) 2.2.1光线采集模块 (5) 2.2.2模数转换模块 (5) 2.2.3 AT89C51单片机 (6) 2.2.4 LED显示模块 (6) 2.2.5电源模块 (7) 3 软件设计 (7)

4系统测试 (9) 4.1测试方案 (9) 4.2测试结果 (9) 4.3结果分析 (9) 5结语 (10) 附录： (11) 附1：元器件明细表 (11) 附2：电路图图纸及实物图 (11) 附3：程序清单 (12) 1方案设计与论证 1.1整体设计方比较和选择 本系统包括智能系统和照明系统。这两个部分的具体的设计思路如下所示： 智能系统是基于学习板上的51单片机，理论结合实际的应用，故主要是软件程序的编写，其次是单片机的扩展口与A/D芯片和高亮发光二极管的连接。其有4个并行I/O端口，分别是P0、P1、P2和P3，每个端口都有双向I/O功能。P0口在学习板上控制数码管的显示，故在设计本系统时暂不考虑，P1口只能做 I/O口使用，且其内部有上拉电阻，因P1.0-P1.3控制数码管、按键和学习板上的灯的使能端，故只剩P1.4-P1.7口，不妨将P1.5与高亮发光二极管相连（因为P1口有上拉电阻故可直接相连），P1.7控制A/D的使能端；P2口与 A/D芯片的数字输出端相连，为单片机输入转化后的8位二进制；P3口实有特殊功能，直接与A/D芯片的RD W R和端口相连。 照明系统是基于光敏电阻的光线采集电路，光敏电阻器的阻值随入射光线

基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计

基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计 类别：网文精粹阅读：1013 对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。据测算，这种现象的耗电占其单位所有耗电的40％左右。因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。 1系统结构和工作原理 系统结构图如图1所示。本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以达到节能的目的。

2系统硬件设计 按图1构成的系统硬件电路如图2所示。为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间。由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不做详细介绍。 2.1中心控制模块 目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能

需求及成本考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。 2.2光照检测电路 如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A 点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。 2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到10 m以上。 由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小(小于1 mV)，不能直接作为照明系统的控制信号，因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适

智能照明控制系统方案样本

智能照明控制系统 方案 1

灯光控制系统方案

一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，经过输出单元控制各回路负载。输入单元经过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统经过两根总线连接成网络。总线上不但为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。经过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采 用模块化结 构、并已经有 系统化产品、 系统扩展方 便。同时，经 过专用接口元件及软件，可能直截接入电脑进行实时监控，或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执

行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成 诺雅照明控制系统是一个开放的系统，经过专用接口软件，可方便地与其它系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。

中央监控计算 Network 网络接 系统结构图 网络接口 MR网 BA 系中央监控计 局域网

二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境能够培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不但使学生有个很好的学习环境，而且还能够产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够经过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必须的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命

智能照明系统设计方案

智能照明系统 1、概述 办公环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。现代办公楼的照明已经成为直接影响办公效率的主要因素之一，因此,越来越引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为现代智能办公大楼的一个重要内容。据国内外有关资料介绍，办公照明用电量占整幢大楼能耗的约1/3，办公照明的设备费用（包括照明器件和配布线工程费）约占电气工程费用的10%以上，因此选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，不仅能大大简化穿管布线的工作量，而且能有效地节约能源，降低用户运行费用，提高大楼管理水准，具有极大的经济意义和社会效益。在一些欧美发达国家，照明系统的智能化控制已成为智能化大楼不可分割的组成部分，而且应用范围越来越广。 智能照明控制系统的技术，随着现代建筑技术的发展而不断更新以适应各种建筑结构布局，不同灯具的选配，实现多样化的控制模式。由于这是一个开放式的系统，采用标准接口可以方便地与其它系统诸如BA、安保、消防等相互连接完成系统集成功能；同时利用系统配备的监控软件，大楼管理工作人员借助“友好”的用户界面，能极其方便地遥控、监控大楼所有控制设备的工作状态。 2、智能照明系统 长期以来智能照明在国内一直受到忽视，绝大多数建筑物仍然沿用传统照明控制方式。部分智能区域照明和定时开关功能，很难实现调光、场景控制等负责多变的功能，澳洲奇胜的C－BUS正是为了满足这些更高的照明需求而开发出来的新一代智能照明控制系统。就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光处理，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升照明环境的品质，确保在建筑物里工作和生活群体的舒适和健康。

基于PLC的校园照明智能控制系统设计

* * * 大学 本科生毕业设计（论文） 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生： 指导教师： 完成日期2012 年5 月 ****本科生毕业设计（论文）

基于PLC的校园照明智能控制系统设计 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller 总计：27 页 表格： 2 个 插图：15 幅 *****本科毕业设计（论文）

基于PLC的校园照明智能控制系统设计 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名： 学号：104091120032 指导教师（职称）： 评阅教师： 完成日期：

基于PLC的校园照明智能控制系统设计 电气工程及其自动化* * * ［摘要］目前，大多数校园照明系统仍然使用人工控制，其缺点是控制复杂、修理困难、容易发生误动作。针对这种情况，本设计使用西门子S7-200PLC代替传统的人工控制校园照明系统。采用了PLC智能控制，系统稳定可靠，完全满足学校的照明要求，校园照明系统主要有道路控制输出信号、景观灯输出信号、公共绿地输出信号，根据PLC 控制原理对其进行I/0分配和绘制照明系统流程图及编写校园照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行，能够实现当设备发生故障或出现某些不正常运行情况时，由自动控制变换人工控制，在排除故障后再次实现自动控制满足照明智能控制系统的要求。 ［关键词］照明系统；西门子S7-200；输出信号；智能控制 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller Electrical Engineering And Automation Specialty* * * Abstract:At present the illumination system of the majority of our campus is still using the traditional manual control system, whose disadvantages are complex control, difficult to repair, prone to malfunction. For this situation, this paper uses the Siemens S7-200 and designs the system to control the campus lighting system instead of traditional artificial control，Programmable Logical Controller intelligent control system was adopted on the new campus, the control system is reliable enough to meet the requirement of campus lighting, The system mainly includes incident the output signal of the road、the decorative lights and the green fields. Which composes the I/0 allocation tables and flowing diagram and the ladder diagram control programs of the illumination system of the campus. Through the simulation, it is able to turn to manual control from the automatic system when the facilities generate the phenomenon of the malfunction and abnormal,the automatic system turn on after people to find and orderly deal with the malfunction ,and fulfills the requirements of the system of the intelligent control. Key words:The illumination system; Siemens S7-200; the output signal; intelligent control

智能照明控制系统开发方案

智能照明控制系统软件 开发方案

目录 一．引言 (3) 1.1编写目的 (3) 1.2适用范围 (4) 1.3文档概述 (4) 1.4参考资料 (5) 1.5术语、定义和缩写 (5) 二．总体概述 (6) 2.1现有系统描述 (6) 2.2系统建设目标 (6) 2.3需求概述 (7) 2.4软件系统主要功能 (8) 三．系统设计 (11) 3.1设计原则 (11) 3.2系统用户 (13) 3.3接口设计 (14) 3.4系统功能分析 (14) 四．实现策略 (15) 4.1实现本系统功能的方法 (15) 4.2关键技术 (15) 4.3开发策略 (15) 4.4数据存储备份策略 (16) 4.5技术路线 (18) 五．运行环境 (18) 5.1硬件环境 (18) 5.2软件环境 (19) 5.3开发工具 (19) 5.4项目设计依据 (19) 六．系统的结构和组成 (19) 七. 控制原理 (21) 八.系统的功能 (22) 九. 使用效果 (22) 十.售后服务与技术支持 (23) 10.1技术培训 (23) 10.2现场技术服务 (24) 10.3技术资料服务 (24) 10.4热线技术支持 (24)

一．引言 1.1编写目的 本文档作为XXXXXXXXXXXXXXX有限公司与XXXXXXXXXXXXXXX救援设备有限公司之间就建立XXXXXXXXXXXXXXX救援设备有限公司智能 照明控制系统软件开发服务达成共识的基础文件，作为双方界定项目范围、签定合同的主要基础，也作为本项目验收的主要依据。同时，本文档也作为智能照明控制系统软件需求理解达成后继工作开展的 基础，供双方项目主管负责人、项目经理、技术开发人员、测试人员等理解需求之用。 本文的研究思路是基于智能化管理的理论、利用先进的现代科技技术，将供智能化管理这种优秀的管理模式引入照明控制系统的运作中，其核心在于最大限度提供照明系统的控制和管理水平，减少照明系统运营成本，使XXXXXXXXXXXXXXX救援设备有限公司的照明控制水平得到提高，增强企业竞争力。 智能化照明是随计算机、传感器、通讯、网络与自动控制技术而发展起来的综合技术，正以惊人的速度向各个专业领域渗透。智能化是任何电子产品必然的发展方向之一。智能照明控制技术的发展可以使照明更加省电、节能、使用更便捷，在需要的时间给需要的地方以最高效的照明，提升照明环境质量。智能化照明更是使照明进一步走向绿色和可持续发展的重要方向。 本智能照明系统是一个集多种控制方式、现代数字控制技术和网络技术、照明技术于一身的控制系统。系统按照煤矿特点，配置灵活、

快思聪灯光智能照明控制系统方案

快思聪灯光控制系统 设计方案

一、系统概述 现代化的建筑对照明的要求越来越高，不仅要求提供舒适、绿色的光照，同 时不同的场合需要不同的照明环境。 传统的照明控制一般采用开关手动控制，对于上述要求很难实现，而且线路十分复杂，操作非常繁琐。随着用户要求的提高和技术的进步，传统的照明控制由于许多问题无法解决而逐步被智能照明控制取代，这已成为一种趋势。 快思聪以其绝佳的地理环境位置、一流的软硬件设施、高档的服务吸引五湖四海的贵宾、商务人士。快思聪按照二十一世纪商务快思聪标准，不仅在建筑结构、配套设施、装潢布局达到国内领先水平，同时在设备控制、计算机网络通讯、智能灯光控制、现代化商务快思聪管理达到国际水准。为了满足快思聪内大堂、会客厅、贵宾餐厅、酒吧、走廊等不同使用功能区域对照明环境的需求，营造特殊的灯光环境气氛，使各区域使用功能发挥的淋漓尽致，拟采用智能照明控制系统。 因此，我司凭借以往的工程经验，设计采用智能照明控制系统，对不同区域、不同使用功能的照明通过智能化照明控制系统营造有层次、变化的灯光环境、美化生活；减少人力工作疏忽，节约能源和人力资源；降低人力工作强度，增强控制的灵活性和可靠性。 二、设计依据 ●《民用电气设计规范》 JGJ/T16－92 ●《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 GYJ1253－88 ●《民用建筑照明标准规范》 GBJ133－90 ●《智能建筑评估标准》 DG/TJ08－602－2001 J10105－2001 ●强电厂家提供灯光控制图纸 三、设计目的 通过智能化照明控制，给快思聪各功能区域以焕然一新的风格！ 智能化照明控制技术是计算机技术、通讯技术、控制技术相结合、相渗透的 产物，是现代高新技术的结晶。与以往的照明控制相比，它从人工控制、单机控制过渡到整体性控制，从普通开关过渡到智能化开关，其最突出的特点是能够预置场景的变化，不同的照明回路强度组合形成不同的“场景”，场景可预置并存储在控制器里，调用时只需按一键就能选择场景和通过预设的程序自动变换场景（可按时顺序、时间、事件等），操作十分方便。就像人们通常在舞台上看到变化的灯光环境一样，在日常生活和工作的空间中营造有层

智能照明控制系统毕业设计

智能照明控制系统毕业设计 篇一：基于单片机的智能照明控制系统设计 本科生毕业论文(设计) 题目室内智能照明控制系统的研究与设计学生姓名李天顺学号 XX专业班级建筑电气与智能化10101班指导老师曾进辉 XX年11月 基于单片机的智能照明控制系统设计 摘要 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础，实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。使用光电子镇流器，使光源具备自动调节功能。文中详细地

描述了控制电路的设计过程，包括：光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。 工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。 关键词：智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制 The Control System for Intelligent Lighting Based on Single–chip Microcomputer Author: Li Guozhong Tutor: Sun Man Abstract With the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and

基于PLC的校园照明智能控制系统设计

基于PLC的校园照明智能控制系统设计 ［摘要］目前，大多数校园照明系统仍然使用人工控制，其缺点是控制复杂、修理困难、容易发生误动作。针对这种情况，本设计使用西门子S7-200PLC代替传统的人工控制校园照明系统。采用了PLC智能控制，系统稳定可靠，完全满足学校的照明要求，校园照明系统主要有道路控制输出信号、景观灯输出信号、公共绿地输出信号，根据PLC 控制原理对其进行I/0分配和绘制照明系统流程图及编写校园照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行，能够实现当设备发生故障或出现某些不正常运行情况时，由自动控制变换人工控制，在排除故障后再次实现自动控制满足照明智能控制系统的要求。 ［关键词］照明系统；西门子S7-200；输出信号；智能控制 Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller Electrical Engineering And Automation Specialty* * * Abstract:At present the illumination system of the majority of our campus is still using the traditional manual control system, whose disadvantages are complex control, difficult to repair, prone to malfunction. For this situation, this paper uses the Siemens S7-200 and designs the system to control the campus lighting system instead of traditional artificial control，Programmable Logical Controller intelligent control system was adopted on the new campus, the control system is reliable enough to meet the requirement of campus lighting, The system mainly includes incident the output signal of the road、the decorative lights and the green fields. Which composes the I/0 allocation tables and flowing diagram and the ladder diagram control programs of the illumination system of the campus. Through the simulation, it is able to turn to manual control from the automatic system when the facilities generate the phenomenon of the malfunction and abnormal,the automatic system turn on after people to find and orderly deal with the malfunction ,and fulfills the requirements of the system of the intelligent control. Key words:The illumination system; Siemens S7-200; the output signal; intelligent control

(完整word版)多功能办公楼智能照明控制系统方案

多功能办公楼智能照明控制系统方案 多功能办公楼 智能照明控制系统建议方案 For personal use only in study and research; not for commercial use 合肥爱默尔电子科技有限公司 1、系统概述 “节能、智能科技与美学，21世纪建筑业的主题。” 现代建筑中照明系统对于能源的消耗已经高达35%，建筑界已经引入“绿色”照明的概念，其中心思想是最大限度采用自然光源、设置时钟自动控制、采用照度感应和动静传感器等新技术。 同时，现代电子技术已为我们和生活方式带来无数的乐趣。如何让应用电子技术实实在在的应用到我们的生活中？让我们的生活更轻松、多彩！让我们的建筑也会随心而变——建筑是永恒的，音乐是流动的，灯光是多变的！让灯光自由组合，将大厦变得绚丽多姿！ 2、系统功能和优点 智能照明控制系统在多功能办公楼中应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 采用智能照明控制系统后，可使照明系统工作在全自动状态，系统将按预先设置切换若干基本工作状态，根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。例如，上午来临时，系统自动将灯调暗，而且光照度会自动调节到人们视觉最舒适的水平。在靠窗的区域，系统智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯会自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内设定的亮度（按预设定要求的亮度）。 当夜幕降临时，系统将自动进入“傍晚”工作状态，自动地极其缓慢地调亮各区域的灯光。 此外，还可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使客人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。

楼宇智能照明控制系统设计_毕业设计

本科毕业论文 题目：楼宇智能照明控制系统设计院（部）：信息与电气工程学院 专业：电气工程与自动化

目录摘要 IV ABSTRACT V 1前言 1 1.1选题背景和意义 1 1.2课题关键问题及难点 2 1.3调研综述 2 1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 2 1.3.2目前项目的发展趋势 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结构 5 2.3 CAN总线系统的通信方式 6 2.4 CAN总线的分层结构 6 2.5 CAN总线报文格式与类型 7 2.5.1 数据帧 7 2.5.2.远程帧 8 2.5.3 出错帧 8 2.5.4超载帧 9 2.5.5 错误检测 9 2.6 本系统结构及特点 10 3．智能照明系统的硬件设计 12 3.1 系统简介 12

3.2 CAN通信接口模块的设计 12 3.2.1 芯片介绍 12 3.2.2 SJA1000工作原理 14 3.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 15 3.2.4采用MAX232芯片接口ＰＣ机与单片机的连接 16 3.3控制面板模块的设计 17 3.3.1 74HC164芯片说明 17 3.3.2显示部分设计 19 3.3.3键盘部分设计 20 3.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 21 3.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 22 3.4智能继电器模块 22 3.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 23 3.4.2继电器模块基本原理结构 24 3.4.3整流模块设计 24 3.4.4 V/F转换器LM331模块 25 3.4.5光电耦合器6N137 26 3.4.6单片机AT89C51模块 26 3.5传感器模块 28 3.5.1热释电传感器的工作原理 28 3.5.2芯片介绍 30 3.5.3热释电传感器原理 31 3.5.4照度传感器的设计 32 3.5.5 A/D转换部分 33 3.6调光模块 35 3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 36 3.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 37 3.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 38 3.7远程控制模块 40

多功能办公楼智能照明控制系统方案

多功能办公楼智能照明控制系统方案

多功能办公楼 智能照明控制系 1、系统概述 “节能、智能科技与美学，21世纪建筑业的主题。” 现代建筑中照明系统对于能源的消耗已经高达35%，建筑界已经引入“绿色”照明的概念，其中心思想是最大限度采用自然光源、设置时钟自动控制、采用照度感应和动静传感器等新技术。 同时，现代电子技术已为我们和生活方式带来无数的乐趣。如何让应用电子技术实实在在的应用到我们的生活中？让我们的生活更轻松、多彩！让我们的建筑也会随心而变——建筑是永恒的，音乐是流动的，灯光是多变的！让灯光自由组合，将大厦变得绚丽多姿！ 2、系统功能和优点 智能照明控制系统在多功能办公楼中应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 采用智能照明控制系统后，可使照明系统工作在全自动状态，系统将按预先设置切换若干基本工作状态，根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。例如，上午来临时，系统自动将灯调暗，而且光照度会自动调节到人们视觉最舒适的水平。在靠窗的区域，系统智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯会自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内设定的亮度（按预设定要求的亮度）。 当夜幕降临时，系统将自动进入“傍晚”工作状态，自动地极其缓慢地调亮各区域的灯光。 此外，还可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使客人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化服务环境吸引宾客光临 好的灯光设计能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。人员对办公楼的第一印象是办公楼大堂接待区域，高雅别致的光环境可给予人员一种宾至如归的感觉，增添人员对办公楼的好感，亲切而又温馨。 多功能办公楼内包括餐厅、会议室、多功能厅等，利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使人员有个舒适的居住环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感。 3、可观的节能效果 办公楼除了给人员提供舒适的环境外，节约能源和降低运行费用是业主们关心的又一个重要问题。由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了办公楼的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，使灯具不会因上述原因而过早损坏。还可通过系统人为地确定电压限制，提高灯具寿命。智能照明控制系统采用了软启动和软关断技术，避免了灯丝的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。 智能照明控制系统能成功地延长灯具寿命2-4倍。不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，

博物馆智能照明控制系统

博物馆智能照明控制系统 方案说明 云智居智能化控制系统 吆YR P i 既要满足多功能的要求，又要易于操作，同时还要具有高度经济性，灵活性及安全性。从而对楼宇的智能控制系统提出了更高的要求，越来越多的现代楼宇采用了智能灯光控制系统，从而达到了经济合理使用能源的目的，增强了自动化管理的程度，实现了电气照明，负荷控制，供热系统等应用的高度集成，构建起现代化建筑的自动化体系，用最好的性能价格比来迎接智能建筑时代的到来。 由于云智居智能化控制系统的高度集成性和扩展性，向诸多系统（报警监控、消防系统、中央空调、新风机组）提供了标准的物理接口，使该系统使用功能更为强大。创造出“以人为本”灯光宜人、优雅舒适的环境氛围。 、云智居智能控制系统系统简介 随着社会的发展，人民生活水平的逐渐提高，以及近年来能源的紧缺，人们对照明有了新的认识，传统照明不节能、安全性差，操控性差等弊端，已经不能适应现代社会的发展，因此，人们渴望新的智能照明方式代替传统模式。而云智居智能

控制系统正是人多年来致力研究推出的智能型照明控制系统，它可以弥补传统照明模式的所有缺陷。安全、节能、灵活、操控简便等等，那么何谓智能照明控制系统？ 智能照明控制系统，是利用数字信号作为灯光控制系统的基本控制源，并具备方案级实时操控能力的硬件和软件平台。 云智居智能控制系统系统是一种标准的总线控制系统，属于新一代FCS系统（即现场控制总线）的范畴。采用的总线标准通过一条总线将各个分散的元件连接起来，各个元件均为智能化模块，这意味着通过电脑编程的各个元件既可独立完成数量而使功能倍增的效果。 云智居智能照明系统所有的单元器件（电源除外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号连接成网络，每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设置其功 能，通过输出单元控制回路负载。输入单元通过群组地址和输出元件建立对应联 系。当有输入时，输入单元将其转变为控制信号在系统总线上传播，所有的输出单元接收控制信号并做出判断，控制相应回路输出。系统是由计算机设定的，一旦系统设置完成后电脑即可移走。所有的系统参数被分散存储在各个单元中，即使系统断电也不会丢失。云智居智能控制系统是一个应用于家居和楼宇中，对照明、空调、通风和采暖、电动窗帘、AV、配电设备监视、远程监控、中央图控等子系统进行智能管理的总线式控制系统。总线技术是一个完全开放、兼容和 独立的技术平台。 云智居智能控制系统产品在智能照明控制中的主要应用 云智居智能控制系统应用照明控制，主要体现在照明控制方式的自动性，灵活性和多样性。也就是在手动和自动控制方面的智能性。 手动控制方面，云智居智能控制系统产品除了可以进行开关和调光控制之外，最主要的是具有场景控制功能，也就是多个照明回路各自状态的一个组合，可以通过一个按键就能够轻松的实现。这在许多灯光组合变化较多的场合经常被用到，例如会议室、多功能厅、体育场馆、展览馆等。 自动控制方面，总线系统利用其优势，可以很容易地实现多种控制方式，下面具体介绍各种控制方式的功能。 光线感应控制 通过感应器感应环境光线的强弱，从而自动控制特定照明回路的开闭、调光、是一种经常被用到的照明控制方式，在保证了环境的舒适性之外，又能够有