文档介绍：智能楼宇自动化系统的设计
作者
摘要:为了实现楼宇智能化,方便管理,节省设备,节约能源,本文重点研究了智能楼宇的照明系统。设计了基于单片机的智能照明系统。该系统充分利用太阳光照和声响探测及热释红外探测来调节室内光线的强弱。该系统分为主机和从机,主机与从机通过RS-485总线连接。由从机采集各种信息,做出判断再反馈到主机,主机以指令的形式控制从机,适时自动、准确、及时开启和关闭照明电源。具有组成成本低,可靠性高,施工难度低,灵活性高以及电磁污染低,便于管理和维护等优越性。符合智能楼宇的要求,有着广阔的前景。
目录
绪论
系统设计
系统的总体结构
从机单元结构
主机单元结构
系统的工作过程
主机单元工作过程
从机单元工作过程
硬件电路设计
从机硬件电路设计
光敏模块
声控模块
热释红外模块
可控硅模块
数码管显示模块
A/D转换电路
主机的硬件设计
液晶显示接口
主机键盘模块电路
系统的软件设计
从机单元的软件设计
主机单元的软件设计
第5章总结
参考文献
绪论
智能楼宇(Intelligent Building System,简称IBS)是传统建筑技术和先进信息技术(计算机技术、自动化技术、通信与网络技术)交叉技术相结合的产物。世界上第一幢智能楼宇建筑于1984年在美国建成,随后在欧、美、日及世界各地蓬勃发展,我国于1990年开始引进智能建筑,随即就获得了迅猛的发展。现在能满足建筑内人员的舒适性、功能性、安全要求,降低设备的运行费用。
现在的建筑中,智能建筑越来越占有举足轻重的地位。智能建筑之所以称为“智能建筑”,其中一个主要原因就是楼宇自控系统的存在。智能楼宇自动化系统是多学科,高新技术的巧妙集成。本文通过对楼宇中照明系统的自动化控制来体现楼宇智能化,达到节能的目的。
传统的照明是动力线按需分配,用机械开关通、断电源,这样系统固定后无法再改动,若要实现复杂的控制要求就更难。而随着大量智能楼宇的推出,管理人员和住户对照明系统提出了许多个性化的要求,这就需要有新的照明控制技术的引进。而且采用普通开关,不可避免的出现忘关灯的时候,特别是白天,从而造成大量能源浪费,灯具的长期使用也会缩短其使用寿命。鉴于上述不足,本课题研究设计一套基于单片机的照明控制系统以实现楼宇中照明的总体控制,不需人工职守。单片机使用简单,价格低廉,不易出错,所以本系统采用单片机来实现控制,系统能根据室内光线情况,使用情况和设定要求自动分析各种状态,给出照明控制信号,对楼宇的照明进行自动控制,并能根据需要将每个房间的光线,照明使用情况反馈到中央控制单元,经过中央控制单元再反馈到楼管控制中心。从而达到节约能源,节省设备,方便管理的目的,实现智能楼宇自动化的设计。
第1章系统设计
系统的总体结构
系统分为主机和从机,从机单元通过集线器与主机单元相连。主机单元在楼管中心,负责照明的总体管理可与各从机通过RS-485进行差分通信,收集各个分机单元的数据,显示在显示设备上。主机单元还为从机单元提供当前的时间信息。主机单元可以控制与它相连的各从机单元,以指令的形式实现楼宇照明的总体控制。从机单元分布在单个房间内负责采集光线,声音数据,接受主机指令,并执行控制指令。
RS-485总线特点:结构简单,价格低廉,通信距离和数据传输速率适当。
从机单元结构
从机单元安装在每个房间内,每一个从机单元都有一个编号,与被安装的房间号相对应,负责采集相应房间的数据并分析,根据采集的数据和中央控制单元的要求,对相应房间的灯光进行控制,同时在总控制单元要求的情况下可把该房间的情况反馈到总控制单元。
分机的主要组成部分:控制器、光线采集电路、A/D转换器、声控电路、热释红外模块、通信接口、显示模块。其结构框图见图1
光控
声控
热释电红外
中央处理器
状态显示
总控制单元接口
可控硅显示
照明
主机单元的结构
主机单元安装在楼管中心,通过主机管理人员可以查看楼内任何一个房间的光线情况,照明情况,并可以实时控制照明设备的开关,或者设定照明的时间段,主机单元组成有中央处理器、液晶显示模块、十六键键盘、实时时钟模块。其结构见图2
液晶显示
键盘
中央处理器
通信接口
时间模块
第2章系统的工作过程
主机单元工作过程
系统上电初始化各设备:包括液晶显示屏、键盘模块、读取系统的时钟,初始化完毕给出提示。
与分机之间始终同步:主机每分钟群发一次时钟同步指令,该指令对所有的分机有效,数据包中包含当前的