【正文】 ................. 22 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 23 附錄 1 遙控發(fā)射電路原理圖 .............................................................................. 24 附錄 2 遙控接收電路原理圖 ............................................................................. 24 1 1 緒論 能源的開 發(fā)和控制是一個世界性的課題，直接關(guān)系到人類的生存和發(fā)展。電能是應(yīng)用最廣的一種能源方式，也是能源消耗中最主要的組成部分。目前我國電力工業(yè)發(fā)展速度很快，但是電力供應(yīng)不足和用電效率低下的狀況依然比較嚴(yán)重。電力緊缺是我國目前面臨的一個很嚴(yán)峻的問題：一方面，為了保證供電，被迫對局部區(qū)域?qū)嵭袕娭菩岳l限電或輪流供電，給國民生產(chǎn)、生活帶來了極大不便；另一方面，又經(jīng)常出現(xiàn)無人上班或?qū)W習(xí)而燈光長明的浪費現(xiàn)象，尤其是在高校教室、圖書館、會議室等公共場所，表現(xiàn)更為突出。在大力倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會的今天，節(jié)能途徑和效率的研究，已經(jīng)成 為一個社會熱點和焦點。 因此推行照明節(jié)電技術(shù)節(jié)約電能是改善電力負(fù)荷緊張狀況的主要途徑之一。我國照明用電約占總發(fā)電量的 25％左右，且以低效照明為主，因此成為終端節(jié)電的主要對象之一。照明用電大都屬于峰時用電，由此可見，照明節(jié)電具有節(jié)約電量和緩解高峰用電的雙重作用。隨著現(xiàn)代辦公大樓巨型化，工作時間彈性化、人類物質(zhì)文化生活多樣化和人口老齡化，需要營造快適、便捷、安全、高效的照明環(huán)境和氣氛，從而促進(jìn)了照明控制系統(tǒng)向高效節(jié)能和智能化的方向發(fā)展。 作為人們所擁有的住宅是一個屬于私密生活的活動空間，人的一生至少有三分之一的 時間是在住宅中度過的。在這里，人們可以按照自己的習(xí)慣、愛好創(chuàng)造一個舒適、溫馨的環(huán)境，使勞累的人們可以在自己的天地里放松、調(diào)節(jié)自己的精神和情趣，以得到更好的休息，從而更有效地工作。因此，住宅照明在人類生活中起到了十分重要的作用，追求住宅室內(nèi)照明的實用性和藝術(shù)性的統(tǒng)一已成為時尚。所以住宅室內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計是今后住宅電器設(shè)計的一個主要研究方向。 智能住宅照明系統(tǒng)由照明裝置及電器部分組成。照明裝置主要是燈具，照明裝置的電器部分包括照明智能控制部分、照明線路及照明配電盤等。照明的基本功能是創(chuàng)造一個良好的人工視覺環(huán)境。在 一般情況下是以 “明視條件 ”為主的功能性照明。 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展。單片機的應(yīng)用越來越廣，照明控制技術(shù)面臨革命性的變革，主要有三大趨勢：電子化。網(wǎng)絡(luò)化，集成化。傳統(tǒng)的照明是動力線按需分線，用機械開關(guān)通、斷電源，這樣系統(tǒng)固定后無法再改動，若要實現(xiàn)復(fù)雜的控制要求就更難。而隨著大量智能樓寓的推出，管理人員和住戶對照明系統(tǒng)提出了許多個性化要求，這就需要有新的照明控制技術(shù)的引進(jìn)。傳統(tǒng)照明的特點是動力線與控制線重疊，不存在控制信息流的概念。 智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)相比，在控制方式、照明方式、管理方式以及 節(jié)能方面等均有不少優(yōu)點。 2 首先，在控制方式和照明方式上，傳統(tǒng)照明控制采用手動開關(guān)，只有開和關(guān)，而且只能一路一路地開和關(guān)。而智能照明控制采用調(diào)光模塊，通過燈光的調(diào)光在不同使用場合產(chǎn)生不同的燈光效果，營造 不同的舒適的視覺氛圍。在控制上采用低壓二次小信號控制，控制方式多、功能強、范圍廣， 自動化程度高。 其次，智能照明控制系統(tǒng)由于使用了自動化照明控制，智能利用光照以及通過網(wǎng)絡(luò)，只需一臺計算機就可對整個大樓的照明實現(xiàn)合理的能源管理自動化，不僅減少了不必要的耗電開支，同時也降低了用戶的運行維護(hù)費用，在節(jié)能方面可比傳 統(tǒng)照明控制節(jié)電 20％ 以上。 另外，在智能照明控制系統(tǒng)中，由于可通過系統(tǒng)人為地設(shè)置電壓限制，可以避免或降低電網(wǎng)電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊，從而起到保護(hù)燈具，延長燈具使用壽命的作用。 2 設(shè)計方案論證 照明控制方式 正確的控制方式是實現(xiàn)舒適照明的有效手段，也是節(jié)能的有效措施。智能住宅的控制方式采用翹板開關(guān)控制方式、光控裝置和智能控制器控制方式三種。翹板開關(guān)主要用于經(jīng)常開啟的衛(wèi)生間、廚房、浴室部位，智能控制器主要用于除衛(wèi)生間、廚房、浴室的整套房間的控制。 翹板開關(guān)控制方式 翹板開關(guān)控制方式 是以翹板開關(guān)控制一套或幾套燈具的控制方式，是采用最多的控制方式。在衛(wèi)生間、廚房、浴室門口設(shè)置單控開關(guān)進(jìn)行控制。這種控制方式結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，但也存在線路繁瑣、維護(hù)量大、線路損耗多等缺點。 光控裝置控制方式 光電控裝置采用光電探測器對照明系統(tǒng)進(jìn)行控制。光電控制器的選擇要注意光線的影響因數(shù)，如日照、天氣情況，一般采用過光敏電阻。光敏電阻一般在房屋的四周合理布置，尤其是對室內(nèi)光線影響較大的地方，要求輸出狀態(tài)相對穩(wěn)定，工作點漂移值小。由于采樣裝置對光線的反映具有一定的延遲性，當(dāng)光源變化時光控輸出出現(xiàn)不 穩(wěn)定性，因此應(yīng)設(shè)計電壓穩(wěn)定、信號輸出延遲電路。延遲電路采用積分電路實現(xiàn)，延遲翻轉(zhuǎn)時問大于輸入信號抖動時間，為保證第一次干擾后，延遲電路沒有及時放電出現(xiàn)新的干擾，在第一次觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)后對翻轉(zhuǎn)值進(jìn)行嵌位，嵌位電平與延遲電路輸出信號比較，當(dāng)嵌位模塊的輸入電平低于規(guī)定值時，反饋比較電路觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)，輸出控制信號控制電源。 3 智能控制方式 在未來的住宅建設(shè)中主要應(yīng)采用智能控制方式，智能控制方式是對整套房間的照明系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和管理，并可擴展為對整套房問內(nèi)的家用電器設(shè)備進(jìn)行集中控制和管理。它的功能包括照明設(shè) 備組的時間程序控制、照明設(shè)備組的聯(lián)動功能和家用電器設(shè)備預(yù)留擴展口。 （ 1） 照明設(shè)備組的時間程序控制 將整套房間內(nèi)的照明設(shè)備分為若干組別，通過時間區(qū)域程序設(shè)置菜單，來設(shè)定這些照明設(shè)備的起停程序。如臥室燈在早晨定時開啟／關(guān)閉；客廳 (起居廳 )燈在晚上定時開啟／關(guān)閉。這樣，每天照明系統(tǒng)按計算機預(yù)先編制好的時問程序，自動的控制各個房間的照明。 （ 2） 照明設(shè)備的聯(lián)動功能 當(dāng)整套住宅內(nèi)發(fā)生事件時，需要整套系統(tǒng)做出相應(yīng)的聯(lián)動配合。當(dāng)照明電源出現(xiàn)故障時，對照明電源進(jìn)行檢測，并報警顯示故障位置，啟動臨時照明電源；當(dāng)某個房間內(nèi)的 燈具不能正常照明時，對照明線路進(jìn)行檢測，并報警顯示故障位置。照明設(shè)備控制系統(tǒng)功能如圖 1 所示。照明設(shè)備控制系統(tǒng)的核心是智能控制器，控制器通過控制系統(tǒng)的信號對整套住宅內(nèi)的線路、燈具進(jìn)行控制，形成一個 BAS子系統(tǒng) 。 智能住宅照明與控制設(shè)計是未來建筑電氣設(shè)計的主要發(fā)展方向，從以前的單純住宅照明設(shè)計發(fā)展成符合人性化的智能建筑設(shè)計，使家的感覺更舒適、更溫馨。它與傳統(tǒng)住宅相比具有如下優(yōu)點： 1） 達(dá)到了以 “明視條件 ”為主的人工視覺環(huán)境； 2） 光效、色溫、顯色指數(shù)能在智能控制器控制下達(dá)到最佳效果； 3） 節(jié)省電能，智能控制器 把不用的燈具自動關(guān)閉； 室內(nèi)照明控制 室內(nèi)照明環(huán)境 根據(jù)行為習(xí)慣布置多控開關(guān)以往的照明控制不能充分體現(xiàn)使用者追求方便、舒適、靈活的要求，如今倡導(dǎo) “新電氣時代 ，其宗旨就是充分體現(xiàn)以人為本的設(shè)計理念，讓控制方式更加符臺人的行為模式，因此，在設(shè)計室內(nèi)照明光環(huán)境之前，應(yīng)對住宅家庭成員的構(gòu)成、各房閭具體位置、具體功能、室內(nèi)行為模式深人研究。 燈光的遙控 目前燈光的遙控技術(shù)常采用紅外線遙控、無線電遙控等，通常把發(fā)射控制元件安裝在精致小巧的遙控器內(nèi)，接收器安裝在室內(nèi)便于接收信號的部位。但 使用 4 紅外線遙控必須在一定的角度、距離范圍內(nèi)才可以實現(xiàn)其功能，不便于操作，而無線電遙控不受角度與距離的影響 (相對于紅外線遙控 )，并且可以穿透一般墻壁進(jìn)行控制。在遙控器上增加讀碼的功能，即不同按鍵控制不同的燈，并且有調(diào)光功能，將大大增加照明光環(huán)境控制的自由度。無線電遙控要充分考慮防雷功能，使雷雨天可以照常使用。 室內(nèi)智能照明系統(tǒng)研究 隨著科技的發(fā)展，智能技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)人住宅照明領(lǐng)域。 通過智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)對住宅照明光環(huán)境的 合理控制 。智能照明突出的特點表現(xiàn)在： 1） 具有控光功能，對白熾燈、熒光燈燈光源進(jìn) 行控光，可記憶幾十個預(yù)設(shè)置場景，滿足會客、家庭聚會、看電視、閱讀、娛樂等多種場景的光環(huán)境需求，家人外出時可自動模仿、記憶人在家時的照明光環(huán)境，具有場景停電記憶功能，可設(shè)多個控制回路； 2） 具有編程功能，可設(shè)置若干個指標(biāo)控制參數(shù)； 3） 具有智能探測和遙控功能，通過遙控器自如地控制室內(nèi)燈光的變化； 4） 具有智能時鐘管理功能，通過預(yù)設(shè)程序，按指定的時間控制起居室的照明光環(huán)境。 智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計方法和步驟 智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計一般都是在燈光設(shè)計和照明電氣設(shè)計部分完成之后來進(jìn)行的。 第一步：編制照明回 路負(fù)載清單。 在這過程中應(yīng)注意首先每條照明回路的燈具應(yīng)該為同類型的燈具，這樣才便于調(diào)光模塊的選擇和配置。而且每條照明回路的燈具控制性質(zhì)應(yīng)該是相同的，是普通供電或同為應(yīng)急供電。其次，應(yīng)核對每條照明回路的最大負(fù)載功率是否在需要選擇的調(diào)光器允許的額定負(fù)載容量之內(nèi)。最后，還要對一些照明回路的劃分作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其更適合場景配置的需要，使各路燈光可組合構(gòu)成一個優(yōu)美的照明藝術(shù)環(huán)境。 第二步：按照明回路的性能選擇相關(guān)的調(diào)光器調(diào)光器是智能照明控制系統(tǒng)的主要部件，而對于不同類型的燈具應(yīng)該選用不同適合他們的調(diào)光器。比如對于冷陰 極燈 (發(fā)光、霓虹、充氣 )，這類燈采用電壓變壓器工作，所以應(yīng)采用前沿相控調(diào)光器。而對于包括金屬鹵化物燈在類的各種氣體放電燈則應(yīng)該選用正炫波電壓調(diào)光器。 第三步：按照明控制要求選擇控制面板和其他相關(guān)控制部件。 第四步：選擇附件和集成方式。 5 第五步：編制系統(tǒng)設(shè)備配置表。 單片機遙控控制燈光系統(tǒng) 傳統(tǒng)的照明 控制 已跟不上潮流，失去競爭能力。例如室內(nèi)原來采用的燈光控制系統(tǒng)產(chǎn)品，房間的電視、臺燈、地?zé)?、魚缸照明、夜燈、廊燈、吧臺燈等開關(guān)與床頭燈調(diào)光開關(guān)由于開關(guān)較多，想開燈時必須先看清開關(guān)下面的標(biāo)記才能正確開燈，有 時為開一盞燈竟把所有的開關(guān)都按了一遍，使用時極為不便。 現(xiàn)在大多數(shù)都采用微動開關(guān)輕觸式集中控制面板 。雖然較以前直觀，但是開關(guān)多且固定仍不是十分方便。本人采用 AT89C51 單片機將原來固定的機械式開關(guān)改用遙控控制，這樣一個遙控器就可以控制整個房間的燈光開啟，電源控制箱可以放在床頭柜內(nèi)；遙控器在放置在床頭柜上，可以任意移動。美觀且實用。 從以上對智能照明控制系統(tǒng)的介紹，我們知道智能照明控制系統(tǒng)不僅可以滿和實現(xiàn)不同的燈光效果要求，實現(xiàn)照明的高層次智能管理，改善 工 作環(huán)境，提高工作效率，還可節(jié)約能源，延長燈具壽命，減少 用戶維護(hù)費用。隨著建筑和照明技術(shù)的進(jìn)步，照明和建筑融為一體，照明已成為建筑藝術(shù)的一部分，讓我們大家共同努力，將更多、更好的智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用到智能建筑的設(shè)計中去，營造出藝術(shù)、智能化的光環(huán)境，賦建筑與生命。 3 系統(tǒng)功能描述 改善工作環(huán)境，提高工作效率 傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中。配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光燈以 100Hz 的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。而智能照明系統(tǒng)中的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器則工作在很高頻率 (40～ 70kHz)不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時的亮度不穩(wěn)定，在為人們提供健康、 舒適環(huán)境的同時，也提高了工作效率。 可觀的節(jié)能效果 智能照明控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能對大多數(shù)燈具 (包括白熾燈、日光燈，配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等 )進(jìn)行智能調(diào)光。當(dāng)室外光較強時，室內(nèi)照度自動調(diào)暗；室外光較弱時，室內(nèi)照度則自動調(diào)亮，使室內(nèi)的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。除此之外，智能照明的管理系統(tǒng)采用設(shè)置照明工作狀態(tài)等方式，通過智能化管理實現(xiàn)節(jié)能。 提高管理水平，減少維護(hù)費用 智能照明控制系統(tǒng)將普通照明人為的開與關(guān)轉(zhuǎn)換成了智能化管理，不僅 使大 6 樓的管理者能將其高素質(zhì)的管理意識運用于照明控制系統(tǒng)中去，而且將大大減少大樓的運行維護(hù)費用，并帶來較大的投資回報。 4 系統(tǒng)工作原理及電路分析 電源電路 由于本系統(tǒng)電源電路提供給對電源要求較高的模塊供電，所以采用了變壓器降壓經(jīng)整流濾波后由集成穩(wěn)壓器 7805 穩(wěn)壓后給整個系統(tǒng)提供 +5V 電 壓 的方式。電路圖如圖 1 所示，其中 INAC 為 9V 交流變壓器輸入端， D D D D4構(gòu)成橋式整流電路，經(jīng) C3（ 3300μ F）大濾波電容濾波后送入集成穩(wěn)壓器 780