智能照明控制系统设计论文

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

班级：电本0705

姓名：季田田

学号：2007082315

指导教师：李全民曹丽霞

完成日期：2011年6月5日

目录摘要 IV

ABSTRACT V

1前言 7

1.1选题背景和意义 7

1.2课题关键问题及难点 8

1.3调研综述 8

1.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 8

1.3.2目前项目的发展趋势 9

1.4主要研究内容 9

2 基于CAN总线的系统结构 10

2.1 CAN技术简介 10

2.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑结构 11 2.3 CAN总线系统的通信方式 12

2.4 CAN总线的分层结构 12

2.5 CAN总线报文格式与类型 13

2.5.1 数据帧 13

2.5.2.远程帧 14

2.5.3 出错帧 14

2.5.4超载帧 15

2.5.5 错误检测 15

2.6 本系统结构及特点 16

3．智能照明系统的硬件设计 18

3.1 系统简介 18

3.2 CAN通信接口模块的设计 18

3.2.1 芯片介绍 18

3.2.2 SJA1000工作原理 20

3.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 21

3.2.4采用MAX232芯片接口ＰＣ机与单片机的连接 22

3.3控制面板模块的设计 23

3.3.1 74HC164芯片说明 23

3.3.2显示部分设计 25

3.3.3键盘部分设计 26

3.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 27

3.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 28

3.4智能继电器模块 28

3.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 29

3.4.2继电器模块基本原理结构 30

3.4.3整流模块设计 30

3.4.4 V/F转换器LM331模块 31

3.4.5光电耦合器6N137 32

3.4.6单片机AT89C51模块 32

3.5传感器模块 34

3.5.1热释电传感器的工作原理 34

3.5.2芯片介绍 36

3.5.3热释电传感器原理 37

3.5.4照度传感器的设计 38

3.5.5 A/D转换部分 39

3.6调光模块 41

3.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 42

3.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 43

3.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 44

3.7远程控制模块 46

3.7.1芯片介绍 46

3.7.2 工作原理 48

3.8看门狗电路 50

3.8.1 X5045芯片引脚及功能介绍 50

3.8.2 看门狗电路的工作原理 51

3.8.3基于X5045的复位电路硬件设计 52

3.9 小结 52

4.智能照明系统的软件电路设计 52

4.1 CAN通信接口模块软件设计 53

4.2控制面板模块软件设计 55

4.3智能继电器模块软件设计 58

4.5调光模块软件设计 61

4.6 小结 62

5 结论 62

5.1主要结论 62

5.2不足与展望 63

谢辞 65

参考文献 66

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

智能家居照明控制系统设计

智能家居照明控制 系统设计 1

本科毕业论文(设计) 题目智能家居照明控制系统设计学院电信学院 专业电子信息工程 班级电子信息工程统本(01)班学号 学生姓名谢国鑫 指导教师田新志 完成日期 5月 西安思源学院教务处制 二〇一六年五月

摘要 人们日常生活照明是必不可少的,随着老百姓生活水平的提高,普通照明达不打那种随心所欲的要求,而且电子的发展,通信和计算机网络技术为智能照明控制系统提供了条件,具有广阔的发展前景。 本课题中所设计的系统中使用CC2530作为无线网络设备, MSP430F2619 微控制器芯片作为处理器,并结合TI公司Z -堆栈协议栈来实现打开和关闭以及控制LED灯泡。本设计在上位机经过节点之间关系的灵活配置进而能达到智能控制。 本设计中的电气系统的自组网功能,用户能够经过路由器到路由器节点控制协调器发送信号任何终端设备,终端接收到命令和PWM信号,实现每个灯导致多级调光和场景模式控制功能,具有一定的实用价值。 关键词: 智能照明系统 ZigBee 无线网络 CC2530

Abstract Lighting is essential to People's Daily life, as people living standard rise, the requirements of general lighting up to don't play that follow one's inclinations, and the development of electronic, communication and computer network technology provides conditions for the intelligent lighting control system, has a broad development prospects. This topic in the design of the system used in CC2530 as wireless network equipment, MSP430F2619 microcontroller chip as the processor, and connecting with the TI company Z - stack protocol stack to achieve open and close and control LED bulbs. This design through the node in the upper machine of the relationship between the flexible configuration which can achieve intelligent control. Electrical system in the design of the ad-hoc network function, the user can control the coordinator to send signals through the router to router nodes any

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

汽车智能照明控制系统设计

毕业设计（论文） 汽车智能照明控制系统 学生姓名： 学号： 所在系部： 专业班级： 指导教师： 日期：二〇一七年五月

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所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，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。 本学位论文属于 1、保密□，在年解密后适用本授权书。 2、不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：年月日 导师签名：年月日

摘要 在当今社会，人们生活得到了极大的提高，汽车拥有量也在不断增加。汽车作为快捷方便的交通工具，给我们的生活带来了诸多方便，同时也带来不少的交通安全问题。汽车照明系统作为现代汽车的必备安全系统之一，在安全性方面有很多值得改进的地方。大部分的汽车的照明系统目前还是以传统手动操作为主，因此，实现汽车照明的智能控制是非常有必要的。 本文首先对汽车智能照明控制系统的研究背景和国内外概况作了简要介绍，给出了设计任务要求和总体设计方案，并根据实际情况做了硬件设计。硬件设计部分包括主控部分、电源设计部分、数据采集部分和模拟车灯控制部分。本设计是通过STM32单片机对传感器采集到的数据进行分析后对模拟车灯进行控制，控制的具体步骤通过软件编程实现。本文还对实物模型的制作流程作了简单介绍，并给出了实物图。最后对现阶段的研究进行总结并得出了结论，最终结论表明该系统在实际应用中是可行的。 关键词：汽车车灯;STM32F103C8T6;传感器

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。

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

* * * 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

智能家居系统设计方案四篇

智能家居系统设计方案四篇 篇一：智能家居系统设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门 设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述：

①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、Internet随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅 设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。 ②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防LCD屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅设备设置：电动窗帘面板、背景音乐面板、RF多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。 功能描述： ①用1只触控开关取代普通的多个开关，客厅设计出如下场景：会客、休闲、明亮、全关等；餐厅设置如下多个场景：用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合，弹指之间，灯光瞬息变换，细微处彰显气派和尊贵。

智能照明设计方案..-共15页

智能照明方案设计 一、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。例如在上下班时间段，将所有的出入口照明全部打开，在平时打开部分照明，深夜打开深夜模式。室外景观照明根据时间自动运行：根据泛光要求，对灯光控制系统进行了设计，日常模式通过控制室的管理，配合各区域的控制面板实现智能人性化管理。 二、设计方案 2.1 设计依据 本方案的设计依据为： 业主提供的相关装修照明设计说明； YOCMOON产品相关技术要求； 国家照明电器相关技术标准 2.2. 设计范围 按照图纸的描述，我司要设计的范围为：

负一楼 一二楼裙楼及核心筒 三至18楼三个楼梯间及核心筒 室外景观照明(暂按1个配电箱、8个回路考虑) 2.3 配置具体说明 分布式智能控制系统，通常可以由三部分组成，一、模块部分（包括调光器、开关控制器）二、现场控制部分（包括控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、时钟管理器）三、监控，调试部分（包括调试软件和PC监控机）等部件组成，将上述各种具备独立功能的模块用一根五类四对数据通讯线手牵手联接起来组成一个控制网络，其典型系统如图1所示： 根据业主提供的初步技术要求，系统的拟配备情况如下： ①负一层 负一层照明分布在11个配电箱内， 设计配置YCM-ZM-J4-C，4回路，10A/回路智能照明开关控制器6台YCM-ZM-J8-C，8回路，10A/回路智能照明开关控制器2台 YCM-ZM-J10-C，10回路，10A/回路智能照明开关控制器3台 YCM-ZM-MB2-C，2键， 2 键智能开关面板15块共计70个回路。 负一层照明可设置手动模式，定时模式。可以通过监控中心控制开关，也可通过现场开关面板实现开关。 ②景观照明 景观照明分布在1个配电箱内，

基于单片机的照明控制系统-开题报告

毕业设计（论文）开题报告 理工类 题目:基于单片机的灯光照明控制系统 学院：电子工程学院 专业班级：DZ电子101 学生姓名：张宏伟学号：2012140023 指导教师：韩晓春 2014年3月8日

淮海工学院毕业设计（论文）开题报告 1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 （1）课题的研究目的与意义： 随着时代的不断发展，国民经济的快速提高，尤其是地产行业的高歌猛进，国内智能照明行业迅速发展，能源问题日益险峻，尽管我们的国土面积大，但人口数量庞大，能源相对短缺，而且我们对能源的浪费相对严重，已经制约了我国的经济的可持续发展。在建筑物中，电能的消耗占百分之六十至百分之九十左右，其中照明的占用量是总电量的百分之十至百分之十二，并且按照预测，随着建筑物保温隔热性能的提高以及其他供暖以及供冷措施的利用，照明用电占用比例还会上升，因此，涌现出了各种技术类型的厂家，市场上也出现了各种类型，别具特色的智能开关产品，智能照明系统也应运而生。 智能照明是指利用计算机、无线通讯数据传输、扩频电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电器控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥讯控制系统，来实现对照明设备的智能化控制。具有灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能；并达到安全、节能、舒适、高效的特点。智能照明系统其独特的特性，迎合了人们绿色、环保、节能，智能化生活的观念。与核心控制器相结合，可实现如全自动调光，自然光源的充分利用，照度的一致性，光环境场景智能转换，节能，延长光源寿命等功能，与其功能相适应的是其广阔的应用环境，无论在交通路灯的控制，还是办公大楼照明的控制，或是家居生活中都能发现它的身影。在家居领域中能为人们提供舒适的生活空间；在办公领域，在节能中提高效率；在公共设施领域中绿色安全环保。该选题的意义在于迎合当前社会的发展趋势，绿色节能，开发出一个即节能，又不影响人们正常生活的智能照明控制系统，实现节能与智能控制的合二为一[1]。 研究灯光控制系统的目的在于加强了照明的自动化控制，系统最大的特点是场景控制，在同一室内可有多路照明回路，对每一回路亮度调整后达到某种灯光气氛称为场景;可预先设置不同的场景(营造出不同的灯光环境)，切换场景时的淡入淡出时间，使灯光柔和变化。时钟控制，利用时钟控制器，使灯光呈现按每天的日出日落或有时间规律的变化。利用各种传感器及遥控器达到对灯光的自动控制。 研究灯光控制系统的目的在于美化环境，室内照明利用场景变化增加环境艺术效果，产生立体感、层次感，营造出舒适的环境，有利人们的身心健康，提高工作效率。 研究灯光控制系统的目的在于延长灯具寿命，影响灯具寿命的主要因素主要有过电压使用和冷态冲击，它们使灯具寿命大大降低。LT系列智能调光器具有输出限压保护功能：即当电网电压超过额定电压220V后调光器自动调节输出在220V以内。当灯泡冷态接电瞬间会产生额定电流5-10倍的冲击电流，大大影响灯具寿命。智能调光控制系统采用缓开启及淡入淡出调光控制，可避免对灯具的冷态冲击，延长灯具寿命。系统

智能家居系统设计方案

智能家居系统设计方案 时间:2014-09-24 分类:方案来源:书通网 方案一：智能家居系统设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣

间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门 设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述： ①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅 设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。 功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。

②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅设备设置：电动窗帘面板、背景音乐面板、多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。 功能描述： ①用1只触控开关取代普通的多个开关，客厅设计出如下场景：会客、休闲、明亮、全关等；餐厅设置如下多个场景：用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合，弹指之间，灯光瞬息变换，细微处彰显气派和尊贵。 ②通过背景音乐面板，随时选定不同的音乐，播放、3、任由选择，并可调节音量的

毕业设计智能家居照明系统开题报告

毕业论文（设计）开题报告 题目基于单片机的智能家居照明系统系部 专业年级级学生姓名 学号 指导教师 教务处制表 年月日

选题意义 近些年来，随着国民经济的快速发展，特别是地产行业的高歌猛进，国内智能照明行业迅速发展，涌现出了各种技术类型的厂家，市场上也出现了各种类型，别具特色的智能开关产品，智能照明系统也应运而生。智能照明系统其独特的特性，迎合了人们绿色、环保、节能，智能化生活的观念。与核心控制器相结合，可实现如下几项功能：1.全自动调光，2.自然光源的充分利用，3.照度的一致性， 4.光环境场景智能转换，5.节能，6.延长光源寿命。 与其功能相适应的是其广阔的应用环境，无论在交通路灯的控制，还是办公大楼照明的控制，或是家居生活中都能发现它的身影。在家居领域中能为人们提供舒适的生活空间；在办公领域，在节能中提高效率；在公共设施领域中绿色安全环保。 该选题的意义在于迎合当前社会的发展趋势，绿色节能，开发出一个即节能，又不影响人们正常生活的智能家居照明系统，实现节能与智能控制的合二为一。 国内外研究现状概述1.控制模式上： 长期以来，大多数建筑物采用传统的照明控制方式，随着各项技术的前进和发展，部分智能大厦采用楼字自控( B A) 系统来监控照明，但都只能实现简单的区域照明和定时开关功能．（E I B）系统是由子网和主干网组成的控制网络。 2.各自优缺点： ( B A) 楼宇自控系统该系统应用于照明的控制系统，一般是在某些照明回路中串联交流接触器触点，通过控制这些触点实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能．所有照明回路通过 B A 中控室控制，现场无法干预照明状态，使用不便．控制功能简单，只能实现定时、开关的功能，若要实现场景预设、亮度调节，软启动软关断等复杂的功能技术难度较大．由于照明系统并不是一个独立的系统，所以，在 B A系统出故障时，照明系统也受到影响． （E I B）系统是由子网和主干网组成的控制网络，每个子网分别通过网桥与主干网相连，网络的传输速率为9 6 0 0波特，没有高速信息通道，如果系统做大就会丢失信息，造成系统失控，该系统是 8 0年代末推出的第三代照明控制系统，需要配置独立的电源模块，当电源模块一旦出现故障，整个系统即处于瘫痪，具有可靠性差的致命弱点．传感器和总线耦合器必须连在一起，不方便调试、检修． 相比较而言，采用一种全新的智能照明控制系统以克服以上系统的缺点显得尤为重要．

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

智能家居中的空调与照明系统设计

毕业设计（论文） 题目：智能家居中的空调与照明系统设计系（分院）：信息学院专业：计算机网络技术（物联网) 姓名：费炎良 指导教师：洪顺利 年月日

费炎良 浙江交通职业技术学院，信息学院125112班 12511219 摘要：智能家居是随着人们对居住环境的要求的提高而逐渐形成发展起来的。相对于传统家居环境，智能家居能满足人们对家庭设备间互联互通以及家庭环境全方位监控要求。而空调与照明系统的设计则是对其舒适度方面进行着手。传统的智能家居系统多采用有线方式组建，如CEBus,Ethermet,RS485等，它们最大的缺点就是增减设备都需要重新布线，不二麻烦而且影响美观；另一方面，系统的可扩展性和移动性也差，安装和维护成本高。当今短距离无线技术已经得到了很到的突破，采用短距离无限通信技术很很好的解决以上问题，并且能减小能耗，提升可扩展性。 本文在设计基于ZigBee家庭短距离无线通信技术基础上的智能家居中的空调与照明系统。详细分析了ZigBee协议各个层次在此基础上，选择采用ZigBee 星型网络拓扑模型实现智能家居中空调与照明传感器网络系统，并给出了系统方案的设计原理图，做到最舒适最健康的家居体验。 关键词：ZigBee；智能家居；空调照明 1 ZigBee 1.1了解ZigBee ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。 1.2 ZigBee协议分析

房间自动照明控制系统设计毕业设计论文

毕业设计说明书 基于单片机的房间自动照明控制系统设计

Undergraduate Design(Thesis) The Intelligenc Control System Design of Room Lighting Based on MCU BY JI Jiangkun Supervised by Associate Lecturer LU Danhong School of Electric Power Engineering Nanjing Institute of Technology June 2008

嵇江坤：基于单片机的房间自动照明控制系统设计 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。同时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。 本文阐述了照明的控制方式设计原理与实现方法。以设计过程为主线，分别从硬件和软件两个方面描述设计过程，即从硬件电路的设计方法到实现所要求功能的软件技术。该照明控制系统的控制器分别是以AT89C51 单片机为基础，实现了控制与显示等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：与LCD显示电路，照明灯控制电路以及看门狗电路等。对于软件设计主要有控制器、程序设计与灯光控制、键盘扫描与LCD显示等程序设计。该功能是：通过人体释热红外线传感器，光敏三极管和AT89C51单片机控制的照明灯实现开启、关闭、调节房间亮度功能。 关键词：单片机，手动控制，自动控制，人体释热红外线传感器，光敏三极管

楼宇智能照明控制系统方案设计

楼宇智能照明控制系统设计方案 新楼房的建设要适应网络时代的发展，应引入智能化的概念。在传统的楼宇自控系统中，一般只包括了综合布线、计算机网络、安防、消防、闭路监控等子系统。但近年来，随着科技的进步，人们对照明灯具节能和科学科学化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在新校区的建设热潮中，各大高校和他们的建设者也应该意识到智能照明的重要性。相对商业楼宇而言，校园里的大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高楼宇的科学管理水平。 1、采用智能照明控制系统的优越性 1.1 良好的节能效果 采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的"预设置"控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达30%以上。此外，智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制，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。

1.2延长光源的寿命 延长光源寿命不仅可以节省大量资金，而且大大减少更换灯管的工作量，降低了照明系统的运行费用，管理维护也变得简单了。 无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。 智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备了电压限定和轭流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损害。通过上述方法，光源的寿命通常可延长2～4倍。 1.3 改善工作环境，提高工作效率 良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。良好的设计，合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统，都能提高照明质量。 智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。同时，这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。

楼宇智能化照明系统论文 毕业设计

智能照明控制系统的应用及解决方案 毕业论文 题目： 系、专业： 姓名： 班级学号： 指导教师： 实习单位： 手机电话： 电子邮箱：

Intelligent lighting control systems and solutions Pick Along with thecomputertechnology, communication technology,automatic control technology, fieldbus technology,the signal detection technology and microelectronics technology rapid development and the mutual infiltration and lighting control technology has developed greatly, lighting into the intelligent control of the era. Realizing lighting control system the main purpose of the intelligent have two: one is to improve lighting system control and management level, reduce the cost of maintenance lighting system, Two is to save energy and reduce the operation cost of lighting system. This paper mainly introduced intelligent lighting control system in modern architecture, this paper expounds the application of C - intelligent lighting control system, the Bus with practical examples of the application of this system, expounds its solution. Keywords: intelligent lighting control system C - control system application Bus solution