图书馆照明控制系统设计

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1.4图书馆智能照明控制系统设计

1.4.1图书馆照明设计任务

根据以上的图书馆照明设计基本方法, 以图书馆自习室的照明为设计基础,提出如下设计任务: 图书馆自习室是对照度要求较高的场所,需要营造舒适安静的气氛。根据自习室的照度标准:要求距高本平面

0.75m处的工作面其照度达到150-200-300Lx的标准, 对照明设计的要求如下;

(1)要求工作面的照度不低于300Lx；

(2)调研图书馆灯光照明需求以及环境光强弱与开、 关灯的关系； (3)研究人体存在探测技术, 探测角度与范国；

(4)研究传感器在图书馆分布、安放问题,是否一灯一个传感器或多灯公用传感器等；

(5)研究确定热释电传感器的有关參数；

(6)研究灯光控制器电源间趣;

(7)研究控制器参数值设定的要求及方案；

(8)研究与现有教室照明相兼容,易替代,不易被愉盗、被仿制,易于维护、维修等控制技术；

本课题拟通过试验研究图书馆照明的各种控制方案解決如下关键问题:

(1)照明回路的控制与控制器本身的节能问题； (2)传感器与图书馆配合安装的问题；

(3)环境光参数输入采集问题;

(4)热释电传感器参数输入采集问题；

(5)开、关灯的自劫与手动兼容描施；

所设计的控制系统以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数。 可以实现自动与手动控制相兼容。在白然环境光较强光线足够时,无论人是否存在,都不开灯；在自然环境光较弱时,有人存在且超过一 定时间,控制器自动打开照明设备, 直到人离开,后再延时一定时间后关灯。同时,还要按照自动与手动控制,夜晩超过21点,若还还有人存在,则关闭自动控制器的通行,改用机械开关来手动控制, 以解決困特殊情況下, 自动控制器的人性化运行 。

1.5系统控制模块的硬件设计方案论证

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L2521图书馆照明设计方案一传统照明控制方式

传统照明为达到照明效果, 照明为分级控制, 房间内灯具一般是用跷板开关放于门口控制,对于面积较大的厨房灯具较多时,釆用双联、三联、四联开关或多个.开关,也有采用照明配电箱放于门口，直接用配电箱内的断路器控制的,其原理接线图见图l. 4。

图1.4面板开关控制原理图

对于上述面板开关控制,面板开关所控灯具数量有限,大开间房间灯具。较多,由于控制点集中,带来的必然是控制不灵活,平面布线复杂, 故障率高。 如果采用照明配电箱放于房间门口,直接用配电箱内的断路器控制灯具回路,存在以下两个问题: (l)影响室内美观,照明配电箱体积较大时, 还会影响图书馆房间的使用功能,如书架的排列等;(2)有些区域会违反国家规范要求,如?图书销建筑设计规范?(JGJ38-99)要求, 书库配电箱应放在书库外, 对于书库来说,就不允许把照明配电箱放于房间门口,直接用配电箱内的断路器控制灯具同路。

12522 图书馆照明设计方案一智能照明控制方式

传统照明控制方式主要以手动控制为主, 依靠供电回路中的手动开关来控制回路的通断, 实现灯具的开关控制。这种传统方式相对简单、有效、直观,但它过多依赖手工操作。整个系统相对分散,无法实现有效地管理,其适时性和自动化程度太低。而针对现代学校图书馆的照明,对照明的要求不再是简单意义上的“能看见''。所以,随着网络技术的发展,提出了智能的概念。

本系统所设计的智能照明控制系统是以单片机主控模块为核心, 其它外围电路主要包括:系统供电模块、硬件时钟模块、复位模块、环境光检测模块、 人

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体存在检测模块, 其结构框图如图1. 5所示

图1.5系统结构框图

(1)光照检测方式的选择

采用光敏二极管作为光传感器件,光敏二极管除了具有光敏电阻能将光信号转换成电信号的功能外,还有的优点是线性好,响应速度快,对宽范围波长的光具有较高的灵敏度,噪声低,小型轻量以及耐振动与冲击等,缺点是输出电流小。

(2)人体检测方式的选择

采用热释电红外传感器及其处理电路进行检测。集成电路BISS0001是一款具有较高性能的传感器信号处理集成电路它能自动控制快速开启各类自动门、蜂鸣器、白炽灯和电风扇等装置,特别适用于自动灯光、照明以及报警系统。 采集电路主要由光照检测电路 、热释电红外传感器及处理电路构成,可分别实现对光照强弱和室内有无人的信息的采集 。

(3)继电器驱动控制电路

结合实际情况即设计的局限性,本设计用LED灯代表照明灯。因此控制电路由LED灯、电磁继电器构成。输出的控制信号可以控制LED灯的亮灭,电磁继电器的通电与断电,从而完成本设计的目的。

第二章 图书制照明控制系统模块分析

2. 1 AT89S51单片机的结构

AT89S51是一个低电圧高性能CMOS8位单片机,片内含4kb的可反复擦写的

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Flash,只读程序存储器和128bytcs的随机存取数据存储器。(RAM)器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产, 兼容标准MCS-51指令系统,片内通用8位中央处理器和Flash存储単元,功能强大的AT89S51单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合。

图22lAT89S51单片机外部结构图

AT89S5l有40个引脚,32个外部双向输入/输出(l/0)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写线,AT89S51可以按照常规方法进行编通程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存 f储器结合在一起,特别是可反复写标的Flash存储器可有效地降低开发成本。

2. 1. l AT89S5l主要引脚功能

(1)P0口

P0口是一组8位漏极Jl路型双向I/0口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写'l'时,可作为

高阻抗输入端用 在访问外部数掘存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时, P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻 。

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