室内智能灯控系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着步入新时代，现代智能化科学与技术得到了更加飞速的发展，人们的生活水平更是发生了翻天覆地的变化。伴随着智能化技术的进一步研究与开发，人们对室内照明技术的要求也越来越希望追上科技时代前沿的步伐，传统的方式对人工光源进行控制，如开关控制、声音控制、分时段控制等控制理念已远远难以满足人们对于在高质量、高科技、高水平生活水平下的追求。

与此同时，伴随着人口的增加与电力能源供需矛盾问题的越来越突出，智能化节能省电、智能化绿色照明的呼吁要求也越来越高，越来越迫切。据最新照明耗电数据表明，就在楼宇能量消耗中，仅照明就占33%，因此照明节能日显的日趋重要。全国各地无不面对用电紧张带来的各种问题。面对电力紧张形势，各种临时应急节电措施被广泛采用:调整室内照明灯控个数、减少景观照明时间等等。但是当问题稍有缓和后，这些措施就又会被束之高阁，抛逐脑后，所有的问题矛盾又会卷土重来。这样的节电措施，不得不承认虽然在一定程度上缓解用电紧张，但是其负面的影响却给人们带来资源的浪费和对日常生活的负面情绪。当今时代，人类正处在十分严峻的能源消耗与非常沉重的环境压力负担中。在一系列问题面前，传统的人为控制室内照明控制系统技术已难以满足人们需求，因此其不可避免的受到了新时代、新技术、新发展的强烈冲击。室内智能照明技术也就顺势而生，并以迅雷不及掩耳之势迅速地向前发展。

一般来说，传统灯控控制系统指的是个人通过按钮的切换、旋转、揿动或遥控器和其他途径执行操作的单一开关或一组开关和调光装置构成的系统，在小规模情况的前提下，相对智能化照明控制系统而言，确实是具有成本低廉，操作较为简便、有效、直观，大众也更容易接受等优点。但它的诸多缺点也不能忽视，如过多的依赖于操作人员的个人工作能力，并没有结合天时地利等外部环境，并且其控制相对分散和无法得到有效及时的管理，其实时性和自动化程度相对太低。一旦随着照明灯控系统规模的变大后，手动控制系统将失去其原有的一些成本上的效益，优势相对于其他设备而言将大大折扣。此外，在某些场合中，如对于包含多个灯具的较大的空间来说，当不需要每一个区域都保持同样的亮度，要求只需每一个灯具相对那一区域提供不同的光照度，亦或者不需要强光照明再或者说某场合结束后不再需要照明了，是否关灯或者调节亮度其实完全取决于相关管理与操作人员的人为因素，完全没有结合运用现代化先进智能化灯控技术。其后果难免会造成浪费电力，增大能耗与相关其他费用，甚至带来安全隐患。而且照明范围越大，此类问题就尤为严重。而智能照明控制系统指的是用计算机技术以及其它辅助手段，结合具体的天时地利，对电力照明进行自动化控制，提供最为合适的照明光环境的同时又可以减少照明系统带来的电能消耗和其它相关费用。智能照明控制系统和传统的手动照明控制系统相比具有很多优势，其中包括可以创造处更加温馨合适的环境气氛，提高相关工作人员的工作效率，起到良好的节能省电效果，大大延长了照明系统光源的寿命，管理维护起来也变得更加方便等等。比如在一个包含多个灯具的较大的房间来说，不需要每一个区域都保持同样的亮度，此时每一个灯具相对那一区域提供不同的光照度，只需保证整个房间的光照度达到一定的要求即可，智能照明控制系统可以根据实时的外部环境变化完全可以做到此类要求，这样就不但可以实现室内照明整体节能的效果，更可以节省人力资源。

2. 研究内容和预期目标

2.1主要研究内容

1）分析国内外已有的室内智能灯控系统产品结构基础上，明确室内智能灯控系统的模块组成以及其所需的硬件设备，了解传统的方式对人工光源进行控制的控制技术原理，如开关控制、声音控制、分时段控制等；

2）参考已有智能灯控系统操作菜单，以树莓派和vnc操作系统为开发平台，利用蓝牙无线连接网路技术，完成智能灯控控制系统的软件总体设计，包含智能灯控系统的功能规划设计、软件设计、程序编写和系统调试；

3. 研究的方法与步骤

3.1本课题采用的研究方法：

（1）机理分析建模：根据对智能照明控制系统分析建模。

（2）系统辨识：根据已有系统输入输出的实验数据或者正常运行数据构造数学模型。

4. 参考文献

[1] 王娟．室内环境下led智能照明系统的研究． 硕士学位论文． 兰州理工大学，2013．05．

[2] 张飞．混合照明环境下室内照度均一性控制．硕士学位论文． 郑州大学，2014．6．

[3] 肖前红，许伦辉． 基于环境亮度补偿的分布式控制节能系统设计． 科学技术与工程，vol 10 no．8 mar．2010 ．

5. 计划与进度安排

（1）2022.02.10 ～2022.03.3 查阅资料，翻译外文资料和撰写开题报告；

（2） 2022.03.4 ～2022.04.01 研究室内多盏灯的灯控节能优化算法；

（3） 2022.04.02 ～2022.04.30 设计基cc2650硬件平台的数据采集系统用于灯控系统，并采用常用eda软件绘制符合计算机辅助设计制图相关标准规范要求的原理图和pcb图；