1. 研究目的与意义
随着当今社会的科技的不断发展,移动互联网和半导体技术的发展也在迅速提升。人们对家居生活智能化、网络化、节能化的需求越来越多。 目前我国照明系统大部分都采用传统照明系统如开关控制、声音控制、分时段控制等,传统的照明系统中未能与自然采光照明相结合,会产生没有必要的资源浪费,和增加对灯具寿命的损害。在室内环境由于有媒体光和自然光的影响,各区域会对照度有不同的要求。相比总线型控制技术,zigbee无线传感网络照明技术无需要繁琐的布线,具有全自动组网、近距离、低成本、低功耗等优势。
日前led灯泡等照明设备在室内的使用功率都是固定值,再打开开关使用灯具时,无论室内的明暗,灯具都是固定的亮度和相同的能耗。在白天需要灯光时,太阳光能找到的地方并需要灯泡来提供那么高的照度,夜间使用电子设备时,有媒体灯光,这时的照度试媒体扥光和led灯具提供的照度总和。实际并不要那么高的照度,如果运一套针对房间各个区域的光源系统这样很大程度的节约了能源的消耗。自动调节灯源亮度的系统有重大的意义,对于包含多个灯具,多个媒体设备,采光好的的较大的房间来说,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所需要的要求即可,这样就实现了室内照明整体节能的效果。该系统的开发,要考虑到室内多个灯具的分布,房间位置朝向和媒体设备的多少和排布的情况。
在许多室内工作场合,室内的照明是由电光源提供的光通量和室外自然光共同提供的,这样致使室内的照度不能达到一定的均匀性,室内多个区域之间的照度差太大,这样造成照明均匀性不好,另外做不到节约资源的效果,那么通过对室内各个区域的光照环境进行监控就是一件很重要的工作。这项工作能够用于让室内各个电光源进行自动调光,达到节能目的和照度均匀性目的。故设计室内光环境的检测系统是非常重要的。对于水平面照度受到很多人为因素影响的情况下,利用无线传感网原理,将每个区域的照度测试仪设计为无线节点,能更好地达到室内光环境监测目的。
2. 研究内容和预期目标
2.1主要研究内容
(1)照度监测:无线传感网络将实时监测照明现场的光照度强、移动目标等环境信息,了解当前led照明现场的环境变化。
(2)zigbee无线传输:传感器模块将实时采集led照明现场的光照度、移动目标、led状态等环境参数。
3. 研究的方法与步骤
3.1本课题采用的研究方法:
(1)无线传感网络将实时监测照明现场的光照度强、移动目标等环境信息周期性转发给协调器和pc上位机,为控制器逻辑策略提供判断依据,也方便用户人机交互式的了解当前led照明现场的环境变化。
(2)传感器模块将实时采集led照明现场的光照度、移动目标、led状态等环境参数发送至协调器节点进行逻辑判断、智能分析与控制策略制定,实现256级pwm线性无极智能调光,避免现场光照度随外界因素发生明显变动,保证光照度始终维持在用户预设值附近,改善照明质量。
4. 参考文献
[1] 谢秀颖,郭宏祥.电气照明技术.北京:中国电力出版社,2009.7;
[2] 北京照明学会照明设计委员会.照明设计手册.北京:中国电力出版社,2006.12;
[3]郭福雁,黄民德,建筑供配电与照明(下册).中国建设工业出版社,2014
5. 计划与进度安排
(1)2022-03-3~2022-03-15查阅资料,翻译外文资料和撰写开题报告;
(2)2022-03-16~2022-04-01研究室内光环境监测的控制算法,并通过仿真进行验证;
(3)2022-04-02 ~2022-04-30设计出基于传感器和led灯节能照明系统,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;
