室内环境下LED智能照明系统的研究

摘要

目前，国内公共场所的照明系统大多是采用手动控制的，经常出现没有及时关灯的现象。当这些场所的照明设备多而且照明时间较长时，一旦管理不够完善，很容易产生灯具的开关没有合理的调度，造成严重的资源浪费现象。另外，不必要的使用也会缩短LED灯具的使用寿命。针对以上问题，本文设计了一种低成本的智能照明控制系统，能够降低不必要的能源浪费。
　　 本课题中设计的智能照明控制系统根据环境的亮度来自动调节LED的亮度，主要分为控制器模块、红外检测模块、环境亮度检测模块、LED温度检测模块、显示模块、报警模块、数据存储模块、亮度调节模块等重要部分。它是以STC12C5A60S2单片机为主控制器，反射式红外传感器统计室内人数、S5052光敏电阻检测环境照度、DS18B20检测LED温度，LED采用PWM调光的方式，并利用基于专家知识的多传感器数据融合技术，建立了专家知识库。为了降低传统PWM调光算法中灰度数据的高权值位对灰度均匀性的影响，本文采用平均分割脉冲的调光算法。最后，在实验室的条件下完成了整个智能控制系统的调试工作。
　　 实验调试的结果表明，本文设计的LED智能照明控制系统能够正常、稳定的运行，并能完成LED关键工作参数的检测。此系统可以根据室内光照亮度自动控制LED的亮暗和开断，达了很好的节能和改善照明环境的效果，达到了预期的目标。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 LED照明市场的现状及前景

1．2．1 LED照明国内现状

1．2．2 LED照明国外现状

1．3 本文的主要内容及结构安排

1．3．1 论文主要内容

1．3．2 论文结构安排

1．4 本章小结

第二章 智能照明系统的电路设计

2．1 红外检测设计

2．2 光敏检测电路设计

2．3 温度检测模块

2．3．1 LED的热学特性

2．3．2 温度传感器选型

2．3．3 测温电路设计

2．4 LED的驱动设计

2．4．1 LED的伏安特性

2．4．2 直流稳压电源的设计

2．4．3 驱动芯片简介

2．4．4 驱动电路设计

2．5 单片机系统及接口电路设计

2．5．1 STC12C5A60S2简介

2．5．2 显示模块的设计

2．5．3 调试接口的设计

2．5．4 报警电路的设计

2．6 本章小结

第三章 智能照明系统的软件设计

3．1 测温模块的软件设计

3．1．1 单总线协议的实现

3．1．2 程序流程图及说明

3．2 专家智能模块

3．2．1 基于专家知识的数据融合技术

3．2．2 专家知识库的设计

3．2．3 专家知识的推理

3．3 调光方式

3．3．1 模拟调光

3．3．2 数字调光

3．3．3 PWM调光

3．4 基于平均分割脉冲的调光算法

3．5 本章小结

第四章 系统调试及结果分析

4．1 实验结果

4．2 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 系统电路图

附录C 系统部分程序