智能照明控制系统是指用计算机技术并辅助以其他手段,对电力照明实行自动控制,提供合适照明光环境的同时降低照明系统电能消耗和其他使用费用。智能照明控制系统与手动照明控制系统相比有很多优点,包括创造环境气氛,改善工作环境、提高工作效率,良好的节能效果,延长光源寿命,管理维护方便等。
“智能”照明技术随着智能建筑的兴起而迅速发展,成为照明技术发展的又一个重要方向。针对现有智能照明控制系统的优、缺点,根据人们的行为模式和住宅的光环境决定照明的控制规律,研制住宅智能照明控制系统对智能建筑的发展、提高人们的生活质量具有重要的意义。
预计21世纪,人工智能技术在建筑与照明中的应用趋势将会进一步扩大。正如英国的Glasgow市报指出:“Glasgow正成为一个研究和发展太空时代智能建筑的国际组织的神经中枢。在智能建筑的智能照明、供热、空调、通讯及kb体育官网 kb体育网址办公设备将全部由电子计算机进行控制与管理。”
面对这一发展趋势,开发了不少智能照明设计,如智能灯具、智能照明控制与管理系统,包括在照明方面的计算机硬件和软件。此外计算机子照明设计和测试方面也得到广泛的应用。澳大利亚邦奇开发的Dynalie智能照明控制系统,日本的智能照明建筑,特别是现代化办公室的智能照明技术等都值得我们研究与借鉴。
智kb体育官网 kb体育网址能控制是常规控制的一个延伸和发展,在过去几十年中,常规控制特别是基于状态空间方法的现代理论,在理论上取得ຫໍສະໝຸດ Baidu辉煌的进展,并且已经在航空控制等领域得到了成功的应用。但是,由于严重依赖于控制对对象模拟型的精确性,使得现代控制理论在处理难以建立精确数学模型的一些复杂工业过程和系统时,显示出了严重的不适应性和局限性。为了解决这类实际控制问题,一方面需要不断地完善现代控制理论,推动鲁棒控制、变结构控制和自适应控制等理论和方法的研究,另一方面需要开辟新的控制思想和控制途径,促使智能控制作为控制领域的一个新的分支不断发展。现在,随着智能控制在众多工程领域里的成功应用,它已经成为控制理论和技术领域中最富于魅力和最具有应用性的分支之一,受到了控制工程师们的广泛关注。
实时时钟控制是根据预先的时间设定来进行控制,根据时间打开、关闭灯光或调节灯光到某一设定的水平。有机械实时时钟和电子可编程实时时钟两类。机械实时时钟简单易用,价格相对便宜,但只可设定一个时间。电子可编程实时时钟则可设定很多不同的灯光区域和时间。采用实时时钟管理灯光方便,可节约能源,但较为刻板,有时需设手动开关。
国内外生产的真善美智能照明系统具有集中控制、多点操作、集中显示、停电自锁、免打扰、遥控功能等智能功能,使家居生活更加方便和舒适。
第1章介绍了智能控制技术的发展概况、智能照明发展概况、研究意义、主要研究内容。
第2章研究了系统总体方案设计及硬件选型,并分析它们的控制原理,优、缺点、使用的场合,以及在使用中的注意事项。
澳大利亚奇胜场景照明控制系统,可以对同一个场所中最多18个灯区(照明回路)供电和调节亮度。用户可以调节和预设每个灯区的亮度以适应最多5种场景,只需按一下按键就可以为你的活动选择满意的照明环境。
美国LC&D智能照明控制系统是一套由计算机微处理器控制的低压继电器配电盘组成,按照客户对室内外照明的具体要求,设定照明控制的时间、区域、方法来控制每一个独立的回路,也有手动开关直接控制。
系统的结构主要由四部分组成:(1)单片机控制系统(2)信号采集处理系统(3)LCD显示系统(4)电灯电源驱动系统,达到控制照明灯具的目的。其结构图如下:
外接的传感器(人体释热红外线传感器和光敏三极管)将信号传送给单片机后,由单片机控制灯的开关和显示系统。
系统在单片机下通过时钟定时控制、手动遥控控制、无线电源控制、区域场景控制、照度检测控制、活动区域探测、照明与窗帘的联动控制,从而实现家用照明系统的智能控制。
输入装置可以不断检测周围环境的照度水平,可以探测到某个区域是否有人移动,以及输入人们的控制指令,并把相应的信号传送给处理器。输入装置包括传感器、定时装置和控制面板或遥控器。
执行器与灯具直接连接,控制灯光回路的闭合或断开和调节灯光到相应的水平,包括手动开关。
定时控制是一种常用的控制方式,分为计时器和实时时钟两种。计时器由手动操作,一旦被驱动,打开灯光并保持一段时间,时间的长短是预设的。计数时间到就关闭灯光,如要打开灯光需重新驱动定时器。一般的计时器可定时5分钟到两个小时。人离开后可自动关闭灯光,可节约能源,但如人停留的时间超过定时时间,需再次驱动,可能会造成灯光频繁的开关。计时器大多用在人只作短暂停留的场合或者正常工作时间以外偶尔有人逗留的区域。
在过去的20年,计算机深刻地影响着人类生活大多数领域的发展。建筑物也不例外,尤其是智能建筑,处处体现着使用计算机所带来的先进性、舒适性、节能性。智能微处理器的使用,结合现代自动控制技术,使得建筑设备具有自动运行控制、故障诊断、自适应等功能。智能照明控制器的使用提供了更大的灵活性,可以对灯光进行更有效的管理。它们使得创造一个美学意义上令人愉悦的光学环境成为可能,同时又节省能源[2]。
澳大利亚邦奇开发的Dynalite分布式智能照明控制系统的特点是模块化结构和分布式控制,通常可以由调光模块、场景切换控制面板、液晶显示触摸屏、智能探头、编程插口、时钟管理器、手持式编程器和PC监控器等部件组成,将上述各种部件具备独立功能的模块用一条双绞数据通信总线)将它们连接起来组成一个Dynet控制网络。Dynalite分布式智能照明控制系统将控制功能分散给系统中每一个模块(如:调光模块、场景切换控制面板、智能探头),各功能模块之间通过网络总线直接相互通信,当系统中某个模块出现故障时不会影响其它模块,可靠性高。
“智能建筑”是综合计算机、信息通信等方面最先进的技术,使建筑内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等,实现建筑物综合管理自动化、远程通信和办公自动化的有效运作,并使这三种功能结合起来的建筑。
随着智能建筑,特别是智能办公大厦的出现,使建筑要求与设计方法跟传统的办公楼比,大为不同。照明作为建筑不可缺少的部分,随着国际上“智能建筑”的大量出现,与之配套的智能照明技术也迅速地发展,并成为二十一世纪照明技术发展的一个重要方向。
论文简要阐述了人类的一般视觉特性,从照明的目的、住宅照度标准、照明方式的确定、光源的选择、灯具的选用等方面研究了住宅照明设计的常用方法。并提出在进行任何的照明设计时,必须首先分析所进行活动需要的视觉信息,使得照明系统实现视觉需求的光环境,同时节约能源,实现绿色照明。
论文分析了现有常用的几种智能照明控制方式的控制原理,优、缺点,使用场合,以及在使用中应注意的事项;并提出小康住宅智能照明控制系统的系统功能,研究了该系统的软、硬件设计方法,采用AT89C51微处理器作为控制器,用汇编语言编程,并采取有效的抗干扰措施以确保其运行可靠性。经过调试和试运行,该系统完全能够实现设计的系统功能。
本章首先简要阐述了智能控制控制技术的研究概况和国内外智能照明发展概况,就课题来源作了必要说明,最后对本文主要研究内容作了简要概括。