计算机技术课程设计-教室照明灯节能监控系统设计

计算机控制技术课程设计 课题题目： 教室照明灯节能监控系统设计 学生姓名： 学号： 学院： 目录第一章 绪论 . 1 1.1 课题的设计背景及意义 . 1 1.1.1 设计背景 . 1 1.1.2 设计目的和意义 . 1 1.2 国内外技术现状 . 1 1.2.1 国内技术现状 . 1 1.2.2 国外技术现状 . 2 第二章 系统总体设计 . 3 2.1 测控对象简介 . 3 2.2 测控要求分析 . 3 2.2.1 测控要求 . 3 2.2.2 检测 . 3 2.2.3 计数与显示 . 3 2.3 系统整体结构与工作原理 . 4 2.3.1 文字介绍系统 . 4 2.3.2 结构框图 . 4 2.3.3 工作过程 . 5 第三章 硬件系统设计 . 6 3.1 主控电路设计 . 6 3.1.1 主控电路设计原理 . 6 3.1.2 摄像头选择及安装位置 . 6 3.1.3 计算机选型与配置 . 7 3.2 控制器选型 . 7 3.2.1 数据采集卡选型 . 7 3.2.2 光敏传感器选型 . 7 3.3 电气控制电路 . 8 3.3.1 控制电路设计 . 8 3.3.2 中间继电器的选择 . 9 3.4 系统线路连接 . 9 第四章 软件设计 . 10 4.1 总体功能需求分析 . 10 4.1.1 软件功能需求分析 . 10 4.1.2 软件架构 . 10 4.1.3 开发工具简介 . 11 4.2 软件各功能模块设计 . 12 4.2.1 主程序设计 . 12 4.2.2 光照采集控制程序设计 . 12 4.2.3 人数采集控制程序设计 . 13 4.2.4 外部中断程序设计 . 14 第五章 设计总结 . 15 5.1 系统设计总结 . 15 5.2 设计过程总结 . 15 参考文献 . 16 第一章 绪论1.1 课题的设计背景及意义1.1.1 设计背景随着我国经济的快速发展，人民生活水平也不断地提高，电能显得尤为重要，但是同时也导致了电能负荷的加剧，电能的供应不足以及电能的浪费已成为世界所面临的严峻问题，节约能源是现在世界人民的首要任务。电是人类生活中不可缺少的，电能的节约尤为重要，世界各国对电能的节约都有一定的研究，对于不同的场合有不同的节能方式。而我国由于相关领域起步较晚，对节约能源方面的研究相对于发达国家来说比较薄弱，每单位产出的能耗是发达国家的 3-10 倍。本文设计主要就是针对于高校来说该如何有效的节约电能。 目前校园规模随着高等教育规模扩大而扩大，教室的数量也大幅度增加。为使师生有舒适的教学和学习环境，在教室的面积、设施以及照明方面，学校都在力所能及的范围内给予最大的改善。但由于大学开放式的管理模式，学生基本无固定座位；而管理人员大多只负责卫生和保卫工作。以及部分大学生节能意识的淡薄，并且强光下人的眼睛对弱光不敏感，在自然光充足时，难以察觉到灯光的存在，因此，造成白天长明灯，晚上无人也开灯，人少灯全开的浪费现象，这在高校司空见惯。看起来消耗不大，但从整个学校来看，整个社会来看，却是一个不小的数字，这是一种极大的浪费。基于此原因，本文设计了一种教室照明节能监控系统，可以合理有效的利用教室里的照明设备，从而解决教室电能浪费的情况，让电能危机得以缓解。 1.1.2 设计目的和意义根据不完全统计：80%的教学楼存在着在白天光照良好的情况下教室灯具开启和在午休时间长明灯的现象。教室照明耗电约占学校所有耗电的 40%，由于一些同学缺乏节能意识，教室内经常出现人走不熄灯的情况，另外，教室光线充足时，也可能会出现忘记关灯的情况，这些都会浪费电能。 按照教室等公共区域的照明设计规范可知，教室照明功率密度通常按照 10W/m进行设，也就是说如果一个标准教室按照 100 进行计算，则按照其照明系统从早晨 10 点到晚上 12 点正常运行 14 个小时，每个教室每天照明用电就是 14kwh。整个学校四个校区加起来，据不完全估计，大概有500 间教室进行计算,如果采用相关先进控制技术手段将其照明系统的节电能力提高 30%,则每天大约可以节约电能资源 2100kwh,如果按照单位电能 0.4 元进行计算,则每天可以节约电费额为 840 元左右,一年在照明上就可以节约 30w 元左右。而且上述估算分析中还没有考虑教室照明系统的线损、灯具使用寿命等因素，因此，对教室照明系统等进行节能技术升级改造，其所获得的经济效益十分可观，是学校教室建筑节能降耗研究的一个重要内容。 1.2 国内外技术现状1.2.1 国内技术现状集教学、科研和生活于一体的高校是人口高密集区，也是能源消耗大户，学校的耗电量必然也是巨大的。除去正常生活、工作、学习必须的用电量，人为的电能浪费也是严重的，尤其是众多教室的照明用电。而且，很多高校管理者或以为高校照明节能无特殊要求，或认为高校照明节电的效果不是很大，或单纯的期望依靠人员管理来达到节电的目的，但大多数高校专职的节能管理人员，平均学历较低、军队转业人员及临时聘用工人所占比例较大，专业能力不强、整体素质偏差，节能规划极为欠缺，教室的灯光控制由管理人员手工代替，教室极多,管理人员忙不过来，这9样就造成不必要的电能浪费和经济