教室照明节能管理系统
教室节能照明控制系统
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教室节能照 明控制系统
张德 奕
教 室 节 能 照 明控制 系统 ， 采用近 红 外光 电辨 向探 测 器 检测 进 出教 室 的人 数 ， 用 磁 敏 传 感 器 探 测 室 内无 人 区 域 ， 由微 控 器 输 出控 制 照 明 灯 具 。 整 个 系统 采 用 开 放 式控制 ( 灯 跟 人 走 ) 与管 理 式 控制 (分 区开灯 )相结合的控制模式 。
(本作 品 曾荣获全 国青 少年科技 创 等 奖 ：获 国 家知 识 产 权 局 实 用 新 型 专 利 津 市 第四 中学学生 )
一 个不 平 凡酌 夏天
— — 《教 室 节 能 照 明 控 制 系 统 》研 制 经 过 和 体 会
张德 奕
一 年暑假 ，妈妈带我去看望 住在外地 的爷爷 奶奶 。 爷爷奶 奶住 在一 所大学 里 。 白天 烈 日炎炎 ， 我 只 能躲 在 空 调 房 间里 看 电视 ， 到 了傍 晚 ：我 常 到塑 胶操场上 散 步 ， 悠 闲又 舒适 。 由于 是放 假期 间 ，校园里较平时也安静很 多。
二 分 之 一 时 ， 开 启 两 组 照 明 灯 ；人 数 处 二 分之 一 以上 至 四分之三 时 ， 开启三 主 人 数大于满员 的四分之 三 时 ， 开启四舅 从而实现人 多时多开灯 、人少时少 开戈 少 分坐 在不 同区 域 ， 开 启 多 区域 照 明灯 的浪费 ，从 而实现 真正 意义 上 的节能控
开 放式控制是通 过磁 敏传感器 ， 当检测 到某 区域有人 ， 微控器就会开启某区域的照明灯 ，若 区 域 无 人 ， 则 自动 关 闭该 区 域 的 照 明灯 。 经 过 一 段 时 间 的开 放 式控 制后 ， 微 控 器会 自动转 入 管理 模 式 控 制 ： 当室 内人数在 满 员 的 四 分 之 一 时 开 ， 启 1 组 照 明灯 ；人 数 处 于 满 员 的 四 分之 一 以 上 至
教室智能节能控制系统
教室智能节能控制系统摘要本研究针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以AT89C2051单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用TLC549构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
系统还具有多种报警功能；同时还采用了软／硬件的“看门狗”技术等抗干扰措旅。
单片机软件采用汇编语言编制，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。
该系统具有体积小，控制方便,可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词红外传感器单片机热释电Based on single-chip microcomputer control classroom lightautomatic controllerABSTRACTBased on the method of controlling the lamplight, especially in the light of the status quo of the development of intelligent control are analyzed, the lamplight of intelligent control principle and realization method, is proposed based on single-chip classroom light intelligent control system design, and on the basis of the intelligent control system is developed and the corresponding software, hardware device.This system to control device of AT89C2051 single chip microcomputer as intelligent parts, using thermal infrared detection sensor measuring interpretation of human body, using light activated triode circuit testing environment of light intensity, According to the condition of lights, rational system of human existence by ambient light signals and the recognition and intelligent signal to the classroom, lighting circuit intelligent control, avoid the waste of a classroom. System also has many alarm functions, Also in soft/hardware in the watch-dog technique etc. Single-chip microcomputer software anti-interference measures adopted assembly language, modular structure design, good clear, generality, and to improve and expand. This system has the advantages of small size, high reliability and easy control, the price is reasonable, strong specificity etc, can satisfy all kinds of big, secondary colleges classroom light control requirements, to a great degree of energy-saving objective.Keywords i nfrared sensors SCM pyroelectric目录摘要 (I)ABSTRACT ..................................................................................................................................... I I 1引言 . (1)1.1课题的研究背景与前景 (1)1.2本课题研究的内容和目标 (1)1.2.1 研究内容 (1)1.2.2 研究目标 (2)1.4 本课题拟解决的关键问题 (2)2．教室灯光控制器简介及控制方案的分析 (3)2.1教室灯光节能控制系统简介 (3)2.2教室灯光节能系统控制方案的分析 (3)3．硬件系统控制模块的设计 (4)3.1控制模块的硬件构成 (4)3.2 控制系统的主要硬件电路 (5)3.2.1 系统主控电路 (5)3.2.2 日光强度检测模块电路 (6)3.2.3红外线热释电传感器 (7)3.2.4 系统时钟电路 (9)3.2.5系统看门狗电路 (12)3.2.6 遥控键盘管理模块电路 (14)3.2.7 超时报警电路 (16)3.2.8 系统供电电路 (17)4控制模块软件设计与开发 (18)4.1 系统监控主程序模块 (18)4.1.1系统自检初始化 (19)4.1.2 定时中断处理 (20)4.2数据采集模块 (21)4.2.1数据采集软件设计的实现 (21)4.2.2人体存在传感器的安装要求 (22)4.3时钟模块 (23)4.3.1时钟程序设计 (23)4.4系统键功能 (25)4.4.1遥控键盘 (25)4.4.2键功能处理程序 (27)5 结论与建议 (29)5.1结论 (29)5.2建议 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (36)1 引言1.1课题的研究背景与前景为建立资源节约型和环境友好型社会，促进经济社会可持续发展，我国大力加强节能减排工作，明确了“十一五”能源消耗和主要污染物排放总量控制目标。
学校照明系统节能改造方案
学校照明系统节能改造方案其次，可以实施智能照明控制系统。
智能照明控制系统可以通过感应器、定时器和光亮度传感器等装置实现灯具的智能控制。
感应器可以感知到人体的活动，并在有人时提供照明；当没有人时，自动关闭灯具。
定时器可以根据时间设置灯具的开关时间，避免不必要的能耗。
光亮度传感器可以根据环境光亮度调整灯具的亮度，节省能源。
通过智能照明控制系统，可以根据学校照明需求实现精确的照明控制，提高能源利用效率。
此外，可以考虑采用天然采光设计。
设计师可以通过合理的建筑布局和采光设施，将自然光引入教室、走廊和办公区域。
天然采光不仅可以减少对人眼的伤害，还可以节省电能消耗。
为了更好地利用自然光，可以选择透明高效隔热材料，如低-emissivity（低发射率）玻璃和双层窗户。
通过天然采光设计，可以在不影响学校视觉环境的同时，减少对室内照明系统的依赖。
另外，可以加强学校师生用电意识。
通过加强师生对能源消耗的感知，提高他们对节能的重视程度。
可以通过在学校设立能源管理小组，组织节能知识宣讲和能源消耗数据公示等方式，提高师生对能源消耗状况的了解。
此外，还可以引入能源消耗奖励制度，激发师生的节能意识。
通过加强师生用电意识，可以减少不必要的能耗，进一步节约能源。
最后，改进学校照明电网系统。
可以对学校照明电网进行优化设计，减少电网的负荷损耗。
采用高效的变压器、电缆和开关等设备，提高电网的能效。
此外，还可以安装电网监控系统，实时监测电网的参数和工作状态，及时发现和处理电网故障，提高电网的可靠性和安全性。
综上所述，学校照明系统的节能改造方案可以从LED照明技术、智能照明控制系统、天然采光设计、加强师生用电意识和改进电网系统等方面入手。
通过实施这些方案，可以显著减少学校的能耗，降低学校的能源开支，同时也为学生和老师提供更好的照明环境。
高校教室照明节能智能控制系统设计
１ ． 讲 课 模 式 。由 于每 个 教 室 排 课 不
同， 通过上位机 Ｐ Ｃ软 件 将 对 应 课 表 下 载
到不同的教室 ， 将“ 有 课” 、 “ 无 课” 分 别 设
置为 “ ｌ ” 和… ０’ ， 存储 在下 位机 的 Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ 中［ ２ １ 。 下 位 机 则 处 于 定 时工 作 状 态 ， 每 堂
布情 况 ，实 现 教 室 内 不 同 区 域 的灯 光 开
关， 从 而 能 够 有效 节 省 电源 。 各个 教 室 中 的 下 位 机 以 时 间 作 为 启
传 感 器 检 测 到 有 效 信 号 ，系 统 判 断此 时
光 频 转 换 器 采 集 到 的光 强 ，如 果 高 于 设 定阈值 （ 光 线较 弱 ） ， 则 打 开 对 应 区 域 的 日光 灯 ； 如 果 低 于 阈值 （ 外界光线很 强 ） ， 无 论教 室 是 否 有 人 ， 都不开灯 ， 如 图 ３所
２ ． 自 习 模 式 。将 教 室 分 为 Ａ、 Ｂ、 ｃ、
正 中 放 置 一 个 人 体 感 应 传 感 器
过 网 络 控 制 各 个 教 室 中的 下 位 机 ，对 不 Ｄ 四个 区域 ， 如 图 ２所 示 ， 每 个 区 域 房 顶
来 实 现 灯 光 的 智能 开 、 关， 从 而 达 到 节 能
高校教室照 明节能智能控制系统设计
口 湖北武 汉科技大 学信息科学与工程学 院 谢一凡 陈华 丽 喻
摘 要 ：为 解 决 目前 大 学 教 室 灯 光 长 明
造 成 的 电量 浪 费 问题 ，提 出 了由 Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ 单 片机 、光 频 转换 器 和 人 体 感 应 传 感 器 组 成 的 节 能 智 能控 制 系 统 ，通 过 合 理 安 排 时 间以及 综合处 理人体 和光 强信 号 ，
教室节能系统设计-精品
题目：教室节能系统设计教室节能系统设计摘要本设计主要是针对目前高校教学楼教室的电能资源浪费严重，教室资源利用不合理，用电设备控制和教学管理不足的现状，设计了基于单片机的智能教室控制系统，以达到高校教室用电设备的合理使用，节约电能以及改善教学管理的目的。
设计应用先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以及实用的软件平台，成功地设计了一套功能完善的智能教室自动监测与控制系统。
由传感探测单元、通讯网络RS-232、控制单元构成了整个系统。
智能教室控制系统核心采用AT89S51采集数据，并由控制系统实现对教室光照度、自习学生人数、教室使用状态等的监控与显示，并对教室内部用电设备进行合理控制和管理，达到高校教学楼教室控制的智能化和节约化的目标。
本设计将单片机控制系统与网络技术结合起来，本系统各组成部分包括硬件和软件设计的结构、功能与实现方法。
最后通过RS-232方式实现与上位机通信实现数据的远程传输及上位机对教室照明状态的控制，完成一个智能教室监控系统。
关键词：智能控制；热释电效应；光照检测；AT89S51Energy-efficient system design classroomAbstractThe design is mainly targeted at the classroom floor, higher education and serious waste of energy resources, classroom unreasonable use of resources, the realization of electrical equipment control and inadequate management of the status of teaching, design of intelligent single-chip microcomputer-based control system for the classroom in order to achieve the realization of Colleges and Universities classroom equipment, the rational use of electricity, saving energy and improving teaching and learning management purposes.In this paper, the application of advanced electronic technology, network technology, automatic control technology, and practical software platform, has successfully designed a fully functional smart classrooms automatic monitoring and control system. Detection sensor unit, communication network RS-232, the control unit "constitutes a whole system. Intelligent control system using AT89S51 classroom data collection and control system for the classroom classroom light, the number of students self-study, classroom use, such as the monitoring and display and electrical equipment within the classroom to carry out control and management to the classroom floor, college teaching of intelligent and economical control of the target.The single-chip control system design and network technology combined with specific on the various components of the system including hardware and software design of the structure, function and implementation of methods. Finally, the way through the RS-232 communication with PC for data transmission and the remote host computer to control classroom lighting state, the completion of an intelligent classroom monitoring system.Key words: Intelligent Control；Thermoelectric effect ；Light Detection；AT89S51目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 设计主要目的 (2)1.3 设计研究内容 (3)第二章系统总体方案 (4)2.1 控制系统总体构成 (4)2.2 系统实现功能 (5)第三章教室控制单元的设计与通信 (7)3.1 教室控制单元的核心器件选择 (8)3.2 A/D转换器芯片—ADC0809 (10)3.3 现场人机交互模块 (12)3.4 RS-232串口通信 (14)第四章教室检测单元数据采集与处理 (17)4.1 光照信号采集与处理 (17)4.1.1 光电检测器件选择 (17)4.1.2 光敏电阻的工作原理 (18)4.1.3 光敏电阻的基本特性 (19)4.1.4 光照检测接口电路 (20)4.2 红外数据采集与处理 (22)4.2.1 热释电传感器检测原理 (22)4.2.2 人体红外传感器电路 (24)4.3 开关控制电路设计 (25)4.3.1 继电器原理简介 (25)4.3.2 继电器模块 (26)4.3.3 电灯开关控制电路 (27)第五章教室节能系统软件设计 (28)5.1 光照度采样及模数转换子程序 (28)5.2 显示子程序 (29)5.3 串行通讯程序设计 (31)5.4 主程序设计 (34)第六章总结 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录A 程序 (39)附录B 设计仿真电路图 (49)附录C设计原理电路图 (50)致谢 (51)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………第一章引言1.1 课题背景随着能源的日益紧张，以及燃烧煤炭等资源带来的社会和环境问题的日渐突出，党和国家对节能工作的重视程度不断提高，已经将其列入“十一五”工作重点，提出了“建设节约型社会”的号召。
学生教室智慧照明系统设计方案
学生教室智慧照明系统设计方案智慧教室照明系统是一种将传统照明系统与智能控制技术相结合的创新设计。
它利用光感知、人体感知、温度感知等多种传感器技术和网络通信等技术手段，实现对教室照明的自动控制和智能调节，大大提高了照明效果和节能程度。
一、系统需求分析在设计学生教室智慧照明系统前，首先需要对系统需求进行分析。
主要包括以下几个方面：1. 照明效果要求：教室内需要保持适宜的照度水平，满足学生的学习和活动需求。
同时，根据不同的教学活动和时间段，可以调节照明亮度和色温，提供更为舒适的照明环境。
2. 能耗控制要求：教室照明系统需要具备节能功能，通过智能控制，根据教室内人员数量、光照情况和时间等参数来调节照明亮度，降低能耗。
3. 系统稳定性和可靠性要求：智慧照明系统需要具备稳定可靠的性能，能够长时间运行，不出现故障或影响照明效果。
4. 操作便捷性要求：智慧照明系统需要具备易于操作的特点，可以通过手机APP或远程控制器等方式对照明系统进行设置和调节。
二、系统架构设计基于上述需求分析，可以设计以下智慧照明系统的架构。
1. 传感器网络：系统通过安装多个光敏传感器、人体感应传感器和温度传感器等，实时感知教室内的光照强度、人员数量和温度等参数。
2. 智能控制器：通过智能控制器，将传感器采集到的数据进行处理和分析，根据预设的控制策略，对照明系统进行智能调节和控制。
3. 照明设备：系统采用LED照明灯具，具有调光和变色温功能，可以根据控制信号进行亮度和色温的调节，以实现不同的照明效果。
4. 远程控制界面：通过手机APP或远程控制器等方式，实现对智慧照明系统的远程控制和监控，方便用户进行操作和管理。
三、系统功能设计基于系统架构设计，可以设计以下系统功能。
1. 光照自动调节功能：系统根据感知到的光照强度，自动调节照明亮度，在光照较弱时提供足够的光照，保证学生的视觉舒适性。
2. 人感控制功能：系统感知到教室内有人进入时，根据人体感应传感器的信号，自动调整照明亮度和色温，提供适宜的照明环境。
学生教室智慧照明系统图设计方案
学生教室智慧照明系统图设计方案智能照明系统设计方案背景介绍：随着科技的不断发展，智慧教室已经成为现代学校普遍配备的设施之一。
智慧教室的核心就是智能化的照明系统，为学生提供更加舒适和高效的学习环境。
本文将介绍一个基于智能照明系统的学生教室设计方案。
设计目标：1. 提供舒适的照明环境：适应不同教室活动需求的照明设置，减少眩光和照度不均匀现象。
2. 节能环保：通过自动调光和感应控制，最大程度地减少能源消耗。
3. 智能化控制：通过智能化系统，提供多种控制方式和场景模式。
系统组成：1. 照明设备：选择高效节能的LED灯作为照明光源，LED灯具有较长的寿命和较低的功耗。
2. 感应器：设置在教室各个区域的感应器，通过感知人员的活动来实时调节照明亮度。
3. 光线传感器：安装在教室的顶部，检测室内的自然光照强度，根据室外光照情况自动调节照明亮度。
4. 控制器：连接所有的照明设备和感应器，接收来自传感器的信号并发送指令控制照明设备。
5. 智能手机APP：提供学生和教师远程控制照明系统的功能。
系统工作流程：1. 初始化：根据教室的布局和需求，设置各个区域的感应器和照明设备。
2. 人体感应控制：当感应器检测到有人进入教室，控制器将发送指令给照明设备，打开一定亮度的灯光。
3. 光线感应控制：光线传感器会不断检测室内外光照情况，根据室外光照强度自动调节室内灯光亮度。
4. 教室布局控制：学生和教师可以通过智能手机APP 控制照明系统。
可以根据不同的教学场景和学习需求，设置不同的灯光模式和调光亮度。
5. 能耗优化：当教室没有任何活动时，系统会自动关闭不必要的灯光，以达到节能的目的。
设计优势：1. 自动调光：根据环境光照和人的活动情况，智能照明系统能够自动控制照明亮度，减少眩光和照度不均匀现象，提供更加舒适的学习环境。
2. 节能环保：通过自动调光和感应控制，最大程度地减少能源消耗，提高能源利用效率，达到节能和环保的目标。
3. 智能化控制：学生和教师可以通过智能手机APP控制照明系统，提供多种控制方式和场景模式，增加了操作的便捷性和灵活性。
学校教室智慧照明系统方案设计方案
学校教室智慧照明系统方案设计方案智慧照明系统是在传统照明系统的基础上，通过使用传感器、控制器和网络技术，实现对教室内灯光的智能化管理和控制。
它可以根据教室内的光照情况、时间、人流量等因素，自动调节灯光亮度和色温，提高教室照明的舒适度和节能效果。
一、系统框架设计：1. 传感器部分：将光照、温湿度、人体感应等传感器部署在教室内不同位置，感知教室的实时状态。
2. 控制器部分：通过无线网络或有线网络与传感器相连，获取传感器采集到的数据，并根据预设的参数进行分析和控制。
3. 照明设备部分：智能照明系统通过控制器与灯具相连，实现对照明设备的集中控制和智能化调节。
4. 软件平台部分：系统需要一个专门的软件平台，用于管理和监控教室的照明状态，提供可视化的界面，方便用户进行调节和设置。
二、系统功能设计：1. 自动调光：通过感光传感器感知教室内的光照强度，当光照不足时，系统能自动调整灯光亮度，保证教室照明充足；当光照足够时，系统能自动调低灯光亮度，节约电能。
2. 自动调色温：根据教室内的时间和光照强度，系统能自动调整灯光的色温，以适应不同的教学环境需求。
比如白天可以使用较高色温的灯光，增加亮度；晚间可以使用较低色温的灯光，提供较为柔和的照明。
3. 人体感应控制：通过人体感应传感器，当教室内没有人时，系统能自动关闭灯光；当有人入内时，系统能自动打开灯光。
这样可以避免人员不在时浪费电能。
4. 时间控制：根据设定的时间表，系统能自动切换不同的照明模式，比如上课时间和休息时间可以有不同的亮度要求。
5. 集中控制和管理：通过软件平台，管理员可以对所有教室的照明进行集中管理，包括调整灯光亮度、色温、设置时间表等，也可以实时监控每个教室的照明状况。
三、系统优势设计：1. 节能降耗：通过自动调光、自动调色温等功能，系统能够根据实际需求合理使用电能，降低照明带来的能耗。
2. 舒适度提升：灯光亮度和色温的智能调节，可以根据不同的教学需求和时间要求，提供舒适的教室照明环境，提高学生的学习和教学效果。
基于嵌入式系统的教室照明控制系统的设计与论述
基于嵌入式系统的教室照明控制系统的设计与论述教室照明控制系统是一种基于嵌入式系统设计的智能化照明控制方案，旨在提供更高效、节能、舒适的教室照明环境。
本文将对该系统进行详细的设计与论述。
首先，我们需要设计一个嵌入式系统，该系统可以实时对教室内的照明进行控制。
该系统的硬件部分包括传感器和控制器，传感器用于获取教室内的光强度以及人员存在情况，控制器用于控制照明设备。
传感器可以选择光敏电阻（LDR）进行光强度检测，同时可以通过红外传感器检测教室内是否有人。
控制器可以选择微控制器或者嵌入式处理器。
在软件设计方面，首先需要开发一个适配于嵌入式系统的操作系统，该操作系统需要能够实时对传感器数据进行读取和处理，并根据预设的照明控制算法对照明设备进行控制。
照明控制算法可以根据教室内的光强度以及人员存在情况进行调整，保证教室内的照明环境在舒适且节能的状态下运行。
在照明设备方面，可以选择使用可调节亮度的LED灯具。
LED灯具具有较长的寿命和较低的能耗，可以根据控制信号调整亮度，实现灵活的照明控制。
除了基本的照明控制功能之外，教室照明控制系统还可以扩展一些附加功能，如场景模式和远程监控。
场景模式可以通过预设不同的照明场景来满足不同教学需求，比如上课、自习、演讲等。
远程监控功能可以通过与云平台的连接，将教室内的照明数据传输到云端，实现远程监控和管理。
在实际应用中，教室照明控制系统可以通过人机交互界面进行设置和控制。
该界面可以选择触摸屏、手机应用或者网页形式，通过界面可以实时监测教室内的照明情况、设置亮度和各种场景模式，提供更加人性化的操作体验。
总之，基于嵌入式系统设计的教室照明控制系统能够实现教室内照明的智能化和自动化控制，提供更加高效、节能、舒适的照明环境。
随着嵌入式技术的不断发展和应用普及，教室照明控制系统也将得到更广泛的应用。
中小学智慧教室照明系统设计方案
中小学智慧教室照明系统设计方案中小学智慧教室照明系统设计方案一、背景介绍照明系统在中小学智慧教室中起着至关重要的作用，它不仅影响到学生的学习效果，还直接影响到学生的视力健康。
因此，设计一个合理、智能的照明系统对于提高教室的照明效果和学生的学习体验至关重要。
二、设计目标1. 提高照明效果：通过合理的照明设计，确保教室内的照明光线均匀、柔和，避免反光和眩光对学生视力造成的伤害。
2. 提高节能效果：采用智能照明控制系统，根据教室内的光线情况和人员活动情况，实现自动调光和自动关闭灯光，减少能源浪费。
3. 提高照明舒适度：照明系统应具备调光调色功能，能够根据教室内的活动需要实现不同的照明效果，比如阅读模式、投影模式等。
三、照明系统设计方案1. 主照明灯光设计：使用高亮度、高显色性的节能灯，如LED灯，确保教室内光线充足、均匀。
2. 辅助照明设计：在教室角落、黑暗区域等位置安装适当的照明设备，增强照明效果，避免刺眼和局部阴暗。
3. 智能照明控制系统：采用传感器感知教室内光线、温度、人员活动等情况，并根据不同的情况自动调整灯光亮度和色温。
4. 自动调光功能：根据教室内的光线情况，通过调整灯光亮度来保持良好的照明效果。
比如在阳光充足的时候，减小主灯亮度，节省能源。
5. 自动关闭灯光功能：当教室内无人活动时，自动关闭灯光，避免能源浪费。
6. 调色功能：根据不同的教学需求，调整灯光色温，比如在阅读时选择较暖的色温，提高学生专注度。
7. 智能控制系统与教学设备的联动：照明系统与教学设备（如投影仪、电子白板等）进行联动，根据教师的指令或操作自动调整灯光效果，提高教学效果。
四、实施方案1. 硬件设施采购：采购高亮度、高显色性的LED灯，以及传感器、调光器等智能照明控制设备。
2. 灯具安装：根据教室布局，在适当的位置安装主照明灯和辅助照明设备。
3. 传感器安装：安装光线传感器、温度传感器和人体感应传感器等，确保系统能够准确感知教室内的环境状况。
高校教室照明节能自动控制系统设计
高校教室照明节能自动控制系统设计随着城市化和人们生活水平的提高，大学校园中的能源问题也日益引起了人们的关注。
照明系统是大学校园中消耗能源的重要设备之一，为了降低校园能源消耗，提高节能效益，本文将设计一种高校教室照明节能自动控制系统。
1. 系统设计原理本节将介绍本系统的设计原理，包括自动感应控制、定时控制和手动控制三个方面。
1.1 自动感应控制对于高校教室照明系统而言，自动感应控制是一种非常重要的控制方式。
该控制方式可以有效避免因教室内没有人而导致照明系统一直开启的情况，从而减少能源的浪费。
当教室内没有人时，照明系统将自动关闭，当有人进入教室时，照明系统将自动开启。
该控制方式的实现需要使用PIR（热释电传感器）传感器，该传感器可以感应到教室内人体的热辐射，从而判断教室内是否有人。
1.2 定时控制在有些情况下，教室内的人群比较密集，需要长时间使用照明系统。
为了防止人员因为长时间处于照明系统过度亮度的情况下而导致的视觉疲劳，我们可以设置照明系统的定时开关控制功能。
该控制方式可以根据不同教学需求，设置不同的开关时间。
在该控制方式下，照明系统将在规定的时间内开启或关闭。
1.3 手动控制为了满足不同教学需求，照明系统需要具备手动控制功能。
教师可以通过遥控器或控制面板对照明系统进行手动开启或关闭。
同时，手动控制也可以作为备选控制方式，当传感器出现故障时，可以通过手动控制进行照明系统的开启和关闭。
2. 硬件设计方案本节将介绍本系统的硬件设计方案，包括照明设备、PIR传感器、遥控器和控制面板。
2.1 照明设备在本系统中，我们选择LED灯作为照明设备，这是因为LED灯具有高光效、长寿命、无污染等优点。
同时，LED灯也可以根据环境需求进行调节亮度和色温。
2.2 PIR传感器在本系统中，我们选择PIR传感器作为控制设备，这是因为PIR传感器可以观察到教室内的气温并检测到人体的辐射热，从而实现控制系统的自动感应控制。
2.3 遥控器和控制面板在本系统中，遥控器和控制面板作为照明系统的手动控制设备。
教室智能照明控制系统的设计
教室智能照明控制系统的设计随着科技的发展，智能化已经成为我们生活的一部分，智能家居、智能办公等智能化设备已经广泛应用于各个领域。
在教育行业中，教室智能照明控制系统的设计也逐渐受到人们的关注。
一个好的教室智能照明控制系统，不仅能够提高教室的照明环境质量，还能够节省能耗，提高教室的智能化水平，提升教学效果。
本文将从教室智能照明控制系统的设计方面进行阐述，包括系统整体架构、功能模块、控制策略等内容。
一、系统整体架构教室智能照明控制系统的整体架构可以分为传感器节点、控制器节点和人机交互界面三个部分。
1. 传感器节点传感器节点是教室智能照明控制系统的重要组成部分，主要用于感知教室内的环境参数，包括光照强度、人体活动等信息。
光照强度传感器可以感知教室内的光照情况，根据实时的光照强度数据来调节灯光亮度，以保证教室内的照明环境质量。
人体活动传感器可以感知教室内人体的活动情况，根据实时的人体活动数据来控制灯光的开关和亮度，以实现节能的目的。
3. 人机交互界面人机交互界面是教室智能照明控制系统的外部操作接口，主要用于教师或学生对系统的操作和监控。
人机交互界面可以通过触摸屏、智能手机App等形式呈现，用户可以通过界面对灯光的开关、亮度等进行手动操作，也可以实时监测教室内的照明环境参数。
1. 传感器数据采集模块传感器数据采集模块负责采集教室内的环境参数数据，包括光照强度、人体活动等信息，传感器数据采集模块可以通过有线或者无线传输方式将采集的数据传输给控制器节点。
2. 控制策略模块控制策略模块是教室智能照明控制系统的核心功能模块，主要用于制定灯光的控制策略。
控制策略模块可以根据传感器数据采集模块传输的环境参数数据来自动调节灯光的亮度和开关状态，也可以根据预设的定时计划来实现对灯光的控制。
三、控制策略教室智能照明控制系统的控制策略可以分为自动控制和手动控制两种模式。
2. 手动控制手动控制模式是教室智能照明控制系统的辅助工作模式，用户可以通过人机交互界面对灯光的开关、亮度等进行手动操作。
教室照明节能控制系统
热释电红外传感器作为该系统的人员位置信号检 测器 ， 采用了热释电红外处理 芯片 ＢＳ０ ０ Ｊ ＩＳ０ １ 。该 芯片具 有较高 性能的传感信号集成 处理能力 。配 以热释 电红外 传感 器和 少量元器件构成被动式的热释电红外测模块。加上菲涅尔透 镜后 ， 能够探测 １０度的圆锥范围， ５ 直线探测距离是 ５米左右。 光 强 检Βιβλιοθήκη 测 模 块 激 光 头
２ 硬 件 总体 电路
系统总体硬件电路 主要包括 以下 几个部 分 ： 光强检测 、 计数 、 红外信号检测 、 光电隔离部 分 、 出驱 动部分 、 示输 输 显 出部分 。总体电路如图 ４所示。
在单 片机 内部待用 。
该 电路采用一个激 光头和一套 光强检 测 电路搭 配组成 计数模块 ， 激光头发出的光直射在光强检 测电路的光敏 电 让
图 １ 系统 总框 图
阻上 。如果有人通过 门的话 ， 会遮挡 激光 头发 出的激 光 ， 就
１１ 光 强 检 测 电路 ．
使光敏电阻上的光照强度发生改变 ， 从而产生信 号供 给单片
机。原理示意图如图 ３所示。 １ ４ 输 出驱动 电路 ．
光敏 电阻是一种随着 外部光照 强度 的改 变其阻 值也发
生相应变化的一种元 器件 。光照增 强 ， 值减小 ， 之将会 阻 反 增 大 。光强 检测 电路 就是利 用光 敏电阻 的这一特 性设计 而成 。光照亮 时 ， 三极 管 导通 ， 出低 电平 ， 之输 出高 电 输 反 平 。光照 检测 电路 如图 ２所示 。
要控制交流 ２ ０Ｖ的 日光灯 ， ２ 必须利用 继电器将 强弱 电 隔离开 ， 以确保安全。继 电器 的工作 电压 是直流 １ ２Ｖ。为 了 防止驱动部分工作时对单片机 系统产 生的干扰 ， 在输 出缓 冲 单元 ７ Ｈ ２ ４后加光电隔离 Ｊ ４ Ｃ４ 。继电器工作线圈在断电时会
基于图像识别的教室照明节能控制系统
202019/313基于图像识别的教室照明节能控制系统娄德燕尹爱兵金若愚摘要针对高校教室照明用电浪费问题，在分析教室照明节能现状的基础上，提出一种基于图像识别教室人员信息与光照自动感应相结合的照明节能控制系统，利用摄像头采集教室图像，运用HOG+SVM 的人头识别算法与背景差进行人数识别，再结合教室光照感应系统，实现照明的节能控制，做到人在灯亮，人走灯灭。
关键词图像识别；照明；控制系统中图分类号:TP391.41;TU113.66文献标识码:ADOI ：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.19.052娄德燕研究方向:嵌入式信号处理,安徽文达信息工程学院。
尹爱兵安徽文达信息工程学院。
金若愚安徽文达信息工程学院。
基金项目：省级大学生创新创业训练计划项目（201912810058）；安徽文达信息工程学院自然科学基金重点项目（XZR2019A12）。
目前高校教学楼主要依赖人工管理，经常存在“长明灯”现象，教室的电能资源浪费严重。
为节能减排，低碳环保，高校也开展了丰富多彩的主题教育活动，但仍没有从根本上解决能源浪费问题。
随着教育信息化技术的发展，数字化校园的建设，利用机器视觉技术识别教室人员信息，再利用光照传感器获取教室环境参数，最后由嵌入式设备融合处理，能实现对不同场景的灯光进行自动切换，实现照明节能控制。
1系统总体设计方案目前高校教室主要依赖人工管理，由于教室多，个别学生自觉性与自我管理较差，教室照明经常存在以下现象：（1）正常开灯后，人走忘记关灯，导致灯常亮；（2）教室光线较差时开灯，光线正常时没有主动关灯；（3）教室人员分布不均，统一开灯，无人区域灯亮。
这些可以关灯的情景没有关灯，导致能源浪费。
为实现以上场景自动关灯，本文提出一种基于图像识别与光线自动感应的智能照明管理系统，既可以通过教室控制面板人工控制灯的亮灭，也可以通过机器视觉的人数识别与光照感应，根据光照强度与人员位置信息开关灯光的智能控制方案，实现了人走灯灭，减少了能源浪费，实现了节能控制，实现方案如图1所示。
教室照明灯智能控制系统的研究
教室照明灯智能控制系统的研究引言随着科学技术的不断发展，人们对于舒适、智能化的生活环境要求也越来越高。
在教育领域中，教室照明灯的控制系统也成为了研究的热点之一。
智能控制系统的运用不仅可以提高教室的照明效果，更能够节约能源、降低维护成本，创造更加舒适的学习环境。
一、教室照明灯的智能控制系统现状1.1 传统照明系统的局限目前，大部分的教室照明灯控制系统还是采用传统的开关控制模式，无法根据环境光线的变化自动调节亮度，也无法通过联网进行远程控制，存在着能源浪费和使用不便的问题。
1.2 智能控制系统的发展趋势随着物联网技术的不断成熟和智能控制技术的飞速发展，人们提出了更高的要求。
智能控制系统正在成为未来的发展趋势，通过结合传感器技术和自动化控制技术，实现对教室照明灯的智能化管理。
二、教室照明灯智能控制系统的设计要点2.1 传感器技术的运用传感器技术是智能控制系统设计的核心。
通过安装光感应器等传感器设备，系统可以实时感知环境光线的变化，并根据需求自动调节灯光的亮度，确保教室内的光线始终保持在最佳状态。
2.2 联网远程控制功能智能控制系统可以通过网络远程控制，可以实现统一的智能管理平台，教师或者管理人员可以通过手机、电脑等设备对教室内灯光进行实时控制和监控，实现灯光的远程调节，极大地提高了管理的便捷性和灵活性。
2.3 节能减排的考量节能、环保一直是社会关注的焦点，智能控制系统的设计也应当兼顾。
在灯光调节方面，系统可以根据实际情况来确定灯光的亮度，避免不必要的能源浪费，有助于减少能源的消耗，降低二氧化碳的排放。
2.4 人性化设计在系统的设计中需要充分考虑用户的需求，设定一些人性化的功能，例如定时开关灯、光线柔和过渡等，让教室的灯光控制更加贴近使用者需求，提高了用户体验。
三、教室照明灯智能控制系统的应用价值3.1 提高学习效果良好的照明环境对学生的学习效果有着积极的促进作用，智能控制系统可以确保教室内的光线充足，保护学生的视力，提高学生的学习效率和学习积极性。
高校教室灯光节能控制系统设计方案
高校教室灯光节能控制系统的设计来源：大比特商务网摘要：在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中，节能无疑是符合可持续发展要求且“可以从身边做起”的选择。
关键字：稳压器,芯片,能源,探测器1引言随着社会经济和科学技术的发展，人类社会的进步越来越依赖于资源的开发与利用，然而与日俱增的能源需求和有限的资源数量形成了巨大的矛盾。
在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中，节能无疑是符合可持续发展要求且“可以从身边做起”的选择。
据统计2005年，我国全社会的总用电量约为24000亿kW·h，照明用电量约为3000亿kW·h，且每年以13%～14%的速度递增，预计到2018年，照明用电量将超过5000亿kW·h，新增照明用电2000亿kW·h。
对高等院校，据测算，其照明耗电占本单位所有耗电的40%左右，可见在保证照明质量的前提下，对教室灯光进行自动控制，其节能效益和经济效益都是相当可观的。
基于以上情况，本设计根据时间、照度、人员分布情况等对教室灯具进行自动控制，采用集成光频转换器TSL230对照度进行较为准确检测。
在人数探测上引入模糊人数和人数阈值，不再单一的依靠人体存在信号进行开关灯控制，增强了节能效果，进一步完善控制方法，使设备的性能更加稳定可靠。
多模式控制且各模式之间自动切换，使系统使用更加灵活，便捷。
2系统设计该系统采用主从结构，由上位机和下位机两个部分组成。
2.1上位机上位机主要实现以下功能:(1>通过键盘完成设定密码、初始化时间、设置照度人数阈值和设置工作时间等任务。
(2>通过信号探测器判断控制模式。
(3>根据接收到的下位机数据，及内部存储的照度阈值和人数阈值计算控制灯组，并向相应下位机发出开关灯指令。
(4>通过LCD显示当前工作状态和工作模式。
上位机由5V稳压电源模块、微控制器STC89C54、时钟模块、液晶显示模块、数据储存模块、485通讯模块、自动/强制开关以及由中断扩展的按键模块(其中包括确认键，增减键和移动光标键>组成(如图1>。
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适应性
• 虽然现有的这些照明控制系统的产品和技 术都己相对较成熟，但大多是针对普通建 筑物如居民楼、办公楼，多采用定时控制、 场景控制或简单的传感器控制，很难满足 大学教室里人员多、流通性强等特点，所 以有必要针对大学教室的特点，研究相应 的照明控制系统。本课题设计将控制对象 具体定位为大学教室，以细化照明控制的 实施方案，提出针对大学教室实现智能照 明节能控制方案和实施方法。
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控制器组成
• 本设计所研究的教室灯光控制器主要是由硬件和 软件两大部分组成。硬件部分是前提，包括光照 度传感器、红外人体感应传感器、低功耗的 AT89S51单片机、通信模块，是整个系统执行的 基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软 件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、 分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功 能，达到控制器自动与手动相结合的教室照明智 能控制。光照度传感器和红外人体控制器采集信 号，并将其送到控制器中，感应教室内光线的强 度和人数情况，决定是否开启照明系统，以及如 何开启照明系统。
中国照明用电约占总电量的12%, 2010年全国发电量41413亿千瓦 ，照 明用电将达到约5000亿千瓦，如能节约一半的照明用电就是2500亿千瓦, 差不多相当于三个三峡电站的年发电量。
在诸如酒店、办公楼宇、教育机构等 场所，照明所消耗的能源已经占到超过总 能源消耗的38%以上。随着能源价格的增长， 这就使得现代照明控制成为能源节约措施 中的核心问题。
硬件
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光照度采集程序
软件
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学生人数统计程序
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• 控制方式包括场景控制、定时控制、红外线传感器控制、 就地控制、集中开关控制和集中调光控制、群组组合控制、 系统联动及广域控制。
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ABB i-bus EIB智能安装系统
• EIB智能系统由总线、总线电源、智能传感 器(光线传感器、模糊开关、时间控制器、 移动传感器)、智能开关驱动器和其他智能 元件(逻辑模块总线耦合器)构成。它是典型 的现场总线系统，每个元件就是一个节点， 这些节点连接在一根2芯双绞线介质的总线 上，不分主从隶属关系实现相互之间的通 讯从而实现控制和被控制。
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C-Bus智能照明控制系统
• C-Bus系统是1994年由澳大利亚奇胜电气公司开发的，现 已广泛用于很多国家和地区。C-Bus系统是一个二线制的 总线型式的智能控制系统，主要用于对照明系统的控制。 也可用于消防等系统中的联动控制，系统所有的单元器件 (除电源外)均内置微处理器和存储单元，由一对信号线(双 绞线)连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用 软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单 元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时， 输入单元将其转变为C-Bus信号在C-Bus系统总线上广播， 所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。
是减1
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教室照明节能管理系统 指导老师：李果
自动化0701 王桂宝
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现状
中国是世界上人口最多的国家, 其高速发展的市场经济需要消耗更多 的能源，因而面临着很大的能源和环境压力，引进节能市场新机制是缓 解环境压力十分有效的途径。
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那如何解决这种现象，实现节能？
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传统照明控制方式
• 以手动控制为主，依靠供电回路中的手动 开关来控制回路的通断，实现灯具的开关 控制；利用供电回路中的手动调节元件来 调节回路的电压实现调光控制。这种传统 方式相对简单、有效、直观，但它过多依 赖手工操作。整个系统相对分散，无法实 现有效地管理，其适时性和自动化程度太 低。
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DYNALITE智Байду номын сангаас照明系统
• Dynalite智能照明控制系统的“全分布式结构”是 有别于目前国际上其它照明控制系统的最大特点。 Dynalite智能照明控制系统，通常可以由调光模块、 开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传 感器、编程插口、时钟管理器、手持式编程器和 监控机（大型网络需网桥连接）等部件组成，将 上述各种具备独立功能的控制部件用一根五类数 据通讯线（四对双绞线）手牵手联接起来，就组 成一个DyNet控制网络.
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系统采用外部中断结合查询的方法来统计学生人数， 安装时在教室门内外两侧各装一路传感器
(命名为in和out，分别对应加1和减1标志位)，当学 生进出教室时。这两路传感器会先后输出有效信
号，请求单片机中断，单片机处理中断服务程序， 查询这两路信号的先后顺序来确定时人数加1还
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本设计要达到的目的
• 本设计所研制的控制器以自然光强度和人体存在 作为控制器的主要输入参数。可以实现自动与手 动控制相兼容。在自然环境光较强光线足够时， 无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱 时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开 电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同 时，还要按作息时间来控制，夜晚超过12点，若 还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用遥 控器或机械开关来手动控制，以解决因特殊情况 下，自动控制器的不人性化运行。