州常工程职业技术学院图文信息报告厅一楼大厅智能照明系统设计大学毕设论文.docx
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州常工程职业技术学院图文信息报告厅一楼大厅智能照明系统设计大学毕设论文
毕业设计报告（论文）
（2016届）
题目：
常州工程职业技术学院图文信息报告厅
一楼大厅智能照明系统设计
所属系：
智能装备与信息工程学院
班级：
楼宇1313
学生姓名：
学号：
同组成员：
指导教师：
常州工程职业技术学院毕业综合课题任务书
（智能化楼宇专业）
自动化技术系楼宇智能化工程技术专业楼宇1313班同学：
一、课题题目
常州工程职业技术学院图文信息一楼大厅智能照明系统设计
二、参数及依据
智能照明系统可带各种性能的灯具和各种输入、输出模块，引入智能化，将数据处理后传输给控制器，可自动进行补偿及对灵敏度进行调整，提高照明的可靠性和实用性。
三、课题内容及目标
1、常州工程职业技术学院图文信息一楼大厅智能照明系统设计
常州工程职业技术学院图文信息一楼大厅智能照明系统控制器控制方法→常州工程职业技术学院图文信息一楼大厅智能照明系统的功能→工程上常用的智能照明控制系统。
2、常州工程职业技术学院图文信息一楼大厅智能照明系统功能设计
手动照明开关→联动控制模块→信号输入模块→总线接口模块→声光照明控制→智能照明显示。
3、常州工程职业技术学院图文信息一楼大厅智能照明系统控制设计
联网型→智能照明联动控制→智能照明设备的功能→光照度的控制→各种照明灯具的布置。
四、进度安排
周次
工作内容
预定目标及检查方式
第9周
思考论文
思考论文的课题
第10周
现场考察
了解图文信息大厅的照明设备和数量
第11周
毕业设计的方向
去图书馆查阅资料，对毕业设计有一个方向
第12周
请教老师
请老师检查下任务书和开题报告有没有弊端
第13周
毕业设计方案的初步设定
让自己有一个明确的思路
第14周
查阅资料
查阅毕业论文和毕业设计都应该怎样做
第15周
CAD画图
用CAD画出图文信息大厅的设计图
第16周
请教老师
让老师检查下是否还有一些不足的地方以做修改
第17周
资料收集、方案论证
确定总体方案、论证方案的合理性及可行性
第18周
单元设计、可行性探讨
设计单元电路、确定程序流程
第19周
画图设计、图路计算
完善电路、并进行电路负荷计算
第20周
设计总协调、撰写论文
总结、协调、撰写论文
五、毕业综合课题完成时间：
2015年10月12日到2016年元月日
六、本课题必须完成的内容：
1、调查研究、查阅文献和搜集资料；
2、阅读和翻译与研究内容有关的外文资料；
3、撰写文献综述，确定课题方案；
4、系统总体设计方案，包括主要开发工具及平台；
5、系统详细设计方案，包括工艺流程图、控制流程图、功能模块、数据流图、程序框图、开发关键技术等；
6、撰写毕业综合课题说明书。
七、备注
1、本任务书一式三份，系、教师、学生各执一份；
2、学生须将此任务书作为说明书的附件，装订在说明书中。
教研室指导教师：
赵明
教研室主任：
吴弈奇系主任：
马永山
毕业设计（论文）开题报告
一、基本信息
学生姓名
赵昀
班级
楼宇1313
学号
2012120337
系名称
智能装备与信息工程学院
专业
楼宇智能化工程技术
毕业设计（论文）题目
图文信息大厅智能照明系统
指导教师
赵明
二、开题意义
课题的现状与发展趋势
在学习的场所，优良的照明系统对提高工作效率、保护人的视力、振奋人的精神有积极的影响。
学校图文信息中心是学校师生获取信息的主要场所，其照明应该引起足够的重视。
由于可以的不断进步，普通照明远远不能满足我们的需求，图文信息大厅由于照明设施过多，也不够节能，管理人员不足，导致灯具不能及时的打开，不能即使的提供足够的光照度，严重的影响同学和老师们的学习生活。
课题的背景、意义；课题欲解决哪些方面问题
常州工程职业技术学院图文信息中心是开放型的管理模式，在白天室内光照度很高或者是室内人数很少的情况下，还普遍存在着开灯写作业看书；在光照度很低的时候，照明开关却没有及时的打开，为同学和老师们的生活中带来了许多不方便之处。
为此，只能照明就显得尤为重要。
智能照明是利用计算机。
无线通讯数据传输。
扩频店里载波通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电气控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥迅控制系统，来实现对照明设备的智能化控制。
具有灯逛亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置的功能，并具有安全、节能、舒适、高效的特点。
因此，只能照明可以根据同学们和老师们的需要来调节灯光的强弱，可以为管理人员提供方便，为学校减少一部分的电力损失支出。
由于图文信息中心大厅的灯具较多，种类较多，人流量变化大，存在着电量的浪费和光照度等问题，所以需要智能照明来解决光源这类的问题。
三、课题方案
课题内容
图文信息一楼报告大厅智能照明系统
课题研究（设计）思路、方法论述
设计思路：
1、确定图文信息中心大厅灯具的布置、灯具的类型、灯具的品牌及其型号、灯具的数量、光源种类及其开关。
2、确定照明回路的配置和数量。
3、选择照明控制系统。
4、绘制相应的图表。
方法论述：
根据《GB50034-2004建筑照明设计标准》来确定灯具的类型、灯具的数量及其灯具的布置。
运用快思聪软件设计图文信息中心大厅的智能照明
课题预期目标（成果）
根据学校的需要，在不同区域能可以调节灯光的强弱及开（关）灯的区域。
课题进度安排（时间阶段、阶段完成内容）
第7周从老师手里拿到课题
第8周现场考察
第9周思考论文的课题
第10周了解图文信息一楼大厅的照明设备和数量
第11周去图书馆查阅资料，对毕业设计有一个方向
第12周请老师检查下任务书和开题报告有没有弊端
第13周:
确定毕业设计方案的初步设定，让自己有一个明确的思路
第14周:
查阅毕业论文设毕业设计都应该怎么做，什么样的格式
第15周：
用CAD画出图文信息大厅的设计图
第16周：
让老师检查下毕业设计是否还有不足的地方，以便于修改
第17周：
确定总体方案、论证方案的合理性及可行性
第18周：
设计大厅的单元电路、确定程序流程
第19周：
完善电路，并进行电路负荷计算
第20周：
总计、协调、撰写论文
四、审核
指导教师意见
签名：
年月日
系审核小组
意见
组长签名：
年月日
摘要
随着科技的飞速发展,智能控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统。
本文阐述了照明的控制方式设计原理与实现方法，以设计过程为主线,分别从硬件和软件两个方面描述设计过程,即从硬件的选择到实现所要求功能的软件技术。
该照明控制系统的控制器分别是以主机和模块为基础,实现了控制与显示等功能。
本文完成了常州工程职业技术学院图文信息中心一楼大厅的智能照明的设计。
本设计的范围为：
智能照明控制系统及其设备选型。
通过与传统照明单一的手动控制的比较，提出了智能照明控制方案并进行了具体实例设计并分别给出了设计：
对于规模大，控制点位多且有一定照明要求的图书馆，应用基于快思聪软件编程的智能照明控制，该技术可以根据不同的照明场景区域，将照度调整到工作最合适的水平；对于一般规模的图书馆，可以简单实现照明自动控制，但是该技术相对来说节省短期投资。
同时，从节能角度出发，根据不同照明方式的灯具的不同布置，对照明负荷分别进行计算，得出结论：
采用智能照明更能有效的节能。
关键词：
智能化、一楼大厅、设计、节能
第一章绪论
1.1引言
随着科学技术的不断发展，人们不再满足简单的照明环境空间，而是希望通过照明设计来设计出更加智能化、人性化的照明环境。
目前对灯光的智能控制，国内外已经采取了各种技术，但是学校教室智能照明这方面却不是很完善，依然是人工管理占主导地位。
现在各大院校的扩招，教学楼的新建，学校的用电负荷不断增加，而不完善的用电系统控制，导致了很多资源的浪费。
就此，我们以本院的图书信息大厅照明设计为例，做出完善的、合理的智能照明系统。
1.2智能照明控制系统的发展
自第一座带有智能化概念的建筑物于1984年在美国诞生以来，楼宇智能化已经成为当今建筑发展的主流技术。
目前，随着信息产业的高速发展，智能系统这个名词已经逐渐呗人们所认识。
所谓智能楼宇，就是一种基于计算机控制平台，对空调、交配电、安防、通讯、广播、照明、门禁、会议等各项子系统的监测和建筑物有机的结合，最大限度的满足使用者舒适性、方便性的要求，来达到节能、高效的管理、高速度的信息化服务。
照明在楼宇内的用电量占有很大的比例，智能楼宇的最大的特点之一便是节能，而自从照明质量和水平成为衡量楼宇智能化的重要标志——“绿色照明工程”的计划制定并且实施后，智能照明系统越来越成为智能楼宇中可持续发展的一项重要内容，它的控释水平的高低也直接反映出楼宇的智能化水平。
1.3智能照明的特点
智能照明是利用计算机、无线通讯数据传输、扩频电力载波通讯技术、计算机真能花信息处理及节能型电器控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥讯控制系统，来实现对照明设备的智能化控制。
智能照明控制系统与传统照明控制系统相比有很多优点，包括创造环境气氛、改善工作环境、提高工作效率、良好的节能效果、延长光源寿命、管理维护方便等。
创造环境氛围
智能照明控制，可以使同一建筑具备多种艺术效果，为建筑增添不少色彩。
现代建筑中，照明不单是为了满足人们在视觉上的需求，更应给人丰富的视觉效果和美感。
改善工作环境，提高工作效率
智能照明控制系统以调光模块控制代替传统的开关控制灯具，可以有效地控制区域内的整体照度值，从而提高照度均匀性。
同时，这种控制方法有效的解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头昏脑涨、眼睛疲劳的感觉。
良好的工作照明环境是提高工作效率的一个必要条件。
良好的设计，合理选光源、灯具及优良的照明控制系统，都能提高照明质量。
良好的节能效果
智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方法和控制组件，对不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。
这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点亮到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显。
当今节能和保护环境已经成为世界各国普遍关注的社会问题，并直接关系到社会的持续发展。
在我国，照明用电量占总发电量的10%以上；在英国，应用在照明上的能量大约占总消耗能量的5%，如果有效地利用照明用电，这个数量可以减少。
我国的电力主要来自燃煤，照明节电就意味着减少CO2、SO2、NO2等有害气体排放，可减少对大气环境的污染。
此外，智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因素，降低了低压无功损耗。
延长光源寿命
智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备电压限定和扼流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。
智能调光器慢慢地把灯调亮到一个设定的水平。
刚打开灯时，这是相当重要的。
通过把灯慢慢地调亮到设定的水平，也被称为“软启动”，避免了冲击电流对光源的损害，可以大大延长灯泡的寿命。
降低灯泡的亮度也可以延长灯泡的寿命。
减低10%的亮度，灯泡可以延长一倍的寿命，而减少50%的亮度，可以延长到20倍。
还可以实现“软关断”，灯光慢慢地熄灭。
当切换场景时，灯光的变化是渐变的，使人们不会有突然变化的感觉，充分考虑到人眼对灯光的亮暗适应性。
延长光源寿命不仅可以节省大量资金，而且大大减少更换灯管的工作量，降低照明系统的运行费用，管理维护也变得简单。
管理维护方便
智能照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅。
照明预置场景的信息存储在控制计算机的内存中，这些信息的设置和更换十分方便，使建筑物的照明管理和设备维护变得更加简单。
随着照明系统应用场合的不断变化，应用情况也逐渐复杂和丰富多彩，仅靠简单的开关控制已不能完成所需要的控制，所以要求照明控制也应随之发展和变化，以满足实际应用的需要。
尤其是计算机技术、计算机网路技术、各种新型总线技术和自动化技术的发展，使得控制技术有了很大的改观。
智能照明控制系统可以根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件而自动采集照明系统的各种信息，并对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断，并对分析结果按要求的形式存储、显示、传输，进行相应的工作状态信息反馈控制，以达到预期的控制效果。
智能照明控制系统具有以下特点：
系统集成性智能照明控制系统是集计算机技术、计算机网络通信技术、自动控制技术、微电子技术、数据库技术和系统集成技术于一体的现代控制系统。
智能化智能照明控制系统具有信息采集、传输、逻辑分析、智能分析推理及反馈控制等智能特征的控制系统。
网络化传统的照明控制系统大都是独立、本地、局部的系统，不需要利用专门的网络进行连接，而智能照明控制系统可以是大范围的控制系统，需要包括硬件技术和软件技术的计算机网络通信技术支持，以进行必要的控制信息交换和通信。
使用方便由于各种控制信息可以以图形变化的形式显示，所以控制方便，显示直观，并可以利用编程的方法灵活改变照明效果。
第二章图文信息中心智能照明工程概述
2.1课题的研究以及意义
随着科技的进步，人们对于资源的应用更加的精确化，在这样的背景下，我校的图文信息大厅的照明系统也应该能实现更好的节能效果而且也要有的更加完善的照明系统，所以研究此课题是必要的，也是为了学校的资源能达到更好的更精确的利用。
2.2.学校图文信息中心大厅
本设计也参考了原来楼字自控的设计原则和设计思路。
设计的目标还是要突出照明控制系统智能化、科学管理和节省能源、节省运营费用的特点。
合理细分控制回路，合理设置回路的控制方式和系统的运行方案。
2.3智能照明的设计标准及依据
2.3.1设计标准
《智能建筑设计规范》GB50045-95
《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90
《建筑照明设计标准》GB50034-2004
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
《室内工作场所照明》S008/E—2001
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《综合布线工程设计规范》GB50311-2007
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
2.3.2设计依据
1.根据我校图文信息中心大厅的设计图纸来做是智能照明设计
2.客户要求
2.3.3智能照明设计的原则
智能照明系统的设计要严格的依照国家法律的要求去实行，依靠国家的发项规定来严格的做设计要求，不能违规设计，体现出智能照明比较传统照明的优势性，环保，节省资源，经济适用，能够达到良好的照明效果，在设计过程中要考虑实际周边的环境，不能对周边的环境造成恶劣的影响。
2.3.4图文信息中心大厅的智能照明依据
根据国家建设施工标准和规范来进行总体设计的，并遵循以下5大设计原则:
1.先进型性原则：
采用的系统结构应该是先进的、开放的体系结构，和系统使用当中的科学性。
整个系统能体现当今会议技术的发展水平。
2.实用性原则：
能够最大限度的满足实际工作的要求，把满足用户的业务管理作为第一要素进行考虑，采用集中管理控制的模式，在满足功能需求的基础上操作方便、维护简单、管理简便。
3.可扩展性、可维护性原则：
要为系统以后的升级预留空间，系统维护是整个系统生命周期中所占比例最大的，要充分考虑结构设计的合理、规范对系统的维护可以在很短时间内完成。
4.经济性原则：
在保证系统先进、可靠和高性能价格比的前提下，通过优化设计达到最经济性的目标。
第三章图文信息中心大厅智能照明设计
3.1设计要求的研究分析
常州工程职业技术学院的图文信息中心大厅的设计要有充足的照明条件，首先它是一个图书馆夜间效果的主要展示，更是一个图书馆在学校里作为主要角色的出现的必要性。
学校图文信息中心大厅大门是露天的玻璃造型，在白天可以尽情的享受大自然给予的光芒。
但是到了晚上，天色暗下来，必须依赖照明的灯，尽管在大厅的上部安装了很多盏节能灯，由于大厅上面的顶距离二层地面太高，有点浪费光能和电能。
3.2.图书馆照度标准
房间或场所
参考平面
及其高度
照明标准
/lx
UGR
Ra
一般阅览室
0.75m水平面
300
19
80
国家、省市及其重要图书馆
0.75m水平面
500
19
80
珍善本与图书阅览室
0.75m水平面
500
19
80
陈列室、目录厅（出纳厅）
0.75m水平面
300
19
80
书库
0.25水平面
50
—
80
工作间
0.75m水平面
300
19
80
门厅
地面
200
—
80
3.2.1民用建筑照明负荷需要的系数
建筑物名称
需要系数
备注
科研楼
0.8~0.9
一开间内2盏灯，2-3个插座
教学楼
0.8~0.9
三开间内6-11盏灯，1-2个插座
图书馆
0.6~0.7
……
3.2.2光源的色调感受
在不同的情况下，光源的色调给人的感受也不同，如下表：
1.不同色调，不同色温下，光源色调的感受也不同：
照度（LX）
光源的色调感觉
暖色（<3000）
中间色（3300<5300）
冷色（>5300）
≤500
愉快的
中间的
阴冷的
500～1000
刺激的
愉快的
中间的
1000～2000
2000～3000
≥3000
不自然的
中间的
愉快的
2.用色温可以把光源按人的不同色调感觉分为三类，如下表：
色表分组
色表特征
相关色温/K
适用场所举例
I
暖
<3000
客房、卧室、病房、酒吧、餐厅
II
中间
3300～5300
办公室、教室、阅览室、诊室、检验室、机加工车间、仪表装配
III
冷
>5300
热加工车间、高照度场所
3.在照明设计中，应该环境污染系数和灯具擦拭次数来选相应的维护系数，如下表：
环境污染特征
房间或场所举例
灯具最少擦拭次数（次/年）
维护系数
室内
清洁
卧室、办公室、餐厅、阅览室、教室、病房、
客房、仪器仪表装配间、电子元器件装配间、
检验室等
2
0.80
一般
商店营业厅、候车室、影剧院、机械加工车间、机械装配车间、体育馆等
2
0.70
污染严重
厨房、锻工车间、铸工车间、水泥车间等
3
0.60
室外
雨篷、站台
2
0.65
3.2.3灯具的类型
1、照明灯具分为室内灯具和室外灯具两大类：
其中室内灯具又包括商业照明、办公照明和家居照明。
户外灯具包括投光灯、路灯、高天棚灯、隧道灯、庭院灯、草坪灯、埋地灯、壁炉、水下灯等。
商业照明包括格栅灯、射灯、筒灯、天花灯、壁灯、电器箱。
办公照明包括格栅灯盘、支架，应急照明。
家居照明包括欧式灯、吸顶灯、水晶灯、花灯、台灯及落地灯、羊皮灯及布布罩灯、镜前灯、工作灯、厨卫灯、低压灯、客房灯、蜡烛灯、黄沙玻璃灯等。
2、如何选定基础灯具类型：
选择灯具的类型是确定房间整体外观、感觉和气氛的基础。
以下是选择各类特定灯具的说明：
1.直接照明型灯具：
光线通过灯具射出，其中90%-100%的光通量到达假定的工作地面上，
这种照明方式为直接照明。
这种照明方式具有强烈的光暗对比，并造成有趣生动的光影效果，可突出工作面在整个环境中的主导地位，但由于亮度较高，应防止眩光的产生。
如工厂、普通办公室等。
2.半直接照明型灯具：
是半透明材料制成的灯罩罩住光源上部，60%-90%的以上光线使之集中射向工作面，10%-40%被罩光线又经半透明灯罩扩散而向上漫射，其光线比较柔和。
这种灯具常用于较低房间的一般照明。
由于漫射光线能照亮平顶，使房间顶部高度增加，因而能产生较高的空间感。
3.间接照明型灯具：
是将光源遮蔽而产生的间接光的照明方式，其中90%-100%的光通量通过天棚或墙面反射作用于工作面，10%以下的光线则直接照射工作面。
商场、服饰店、会议室等场所，一般作为环境照明使用或提高景亮度。
4.半间接照明型灯具：
和半直接照明相反，把半透明的灯罩装在光源下部，60%以上的光线射向平顶，形成间接光源，10%-40%部分光线经灯罩向下扩散。
这种方式能产生比较特殊的照明效果，使较低矮的房间有增高的感觉。
也使用于住宅中的小空间部分，如门厅、过道、服饰店等，通常在学习的环境中采用这种照明方式，最为便宜。
5.漫射照明型灯具：
利用灯具的折射功能来控制眩光，将光线向四周扩散漫散。
这种照明大体上有两种形式，一种是光线从灯罩上口射出经平顶反射，两侧从半透明灯罩扩散，下部从格栅扩散。
另一种是用半透明灯罩把光线全部封闭而漫射。
这类照明光线性能柔和，视觉舒适，始于卧室。
3.2.4灯具的安装方式
嵌入式灯、吸顶灯、吊灯、壁灯、地脚灯、台灯、落地灯、庭院灯、道路广场灯、移动式灯、自动应急照明灯、民间灯与节日灯、投光灯、专业用灯。
3.2.5灯具的结构
开启型灯具、闭合型灯具、封闭型灯具、密闭型灯具、防爆型灯具、防震型灯具、防腐型灯具。
灯具预防触电的保护：
按照灯具所有带电部分采用绝缘材料等加以隔离的人身安全保护措施分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四类。
3.2.6灯具的选择
一、在照明设计中，灯具的选择应考虑的主要因素是：
1.配光要求，灯具表明亮度，显示性能，眩光度。
2.环境条件，使用环境时防护式要求。
3.协调性，灯具的外形是否和建筑物的室内装修协调。
4.经济性，如灯具的效率，电功率消耗，投资运作费，节能效果。
5.符合防止触电保护的要求。
二、按配光特性选择灯具：
1.一般生活用房和公共建筑物内采用直接型，均匀散型灯具或荧光灯，使顶部和墙壁均有一定的亮度，整个室内空间分布均匀。
2.当要求垂直照度时，可采用倾斜安装的灯具，或选用不对称配光的灯具，如教室黑板照明等。
3.大厅、门厅、会议堂、礼堂、宾馆等处的照明，除满足照明功能外，还有应考虑照明灯具的装饰艺术效果，对于家庭的客厅、卧室等，随着人们生活的水平的提高，也应该考虑进去。
4、生产厂房采用直接照明灯具的较多，使光通全部能直接投射到工作面上，若工作位置集中或灯具悬挂高度较高时，宜采用深照型灯具。
一般生产采用深照型灯具。
5、特殊房，应根据需要选用专用灯具，如舞厅、舞台、手术室、摄影棚等。
关于学校图文信息大厅的灯具选择，我选择闭合嵌入式的LED灯具。
第四章负荷计算
4.1灯具计算
因为平均照度公式：
Eav=ΦNUK/A
Eav:
工作面上的平均照度
Φ:
光源光通量
U:
利用系数
K:
灯具维护系数
N：
光源数量
所以根据以上公式变化，得：
灯具数量=（平均照度*面积）/单个灯具光通量*利用系数*维护系数
已知图文信息中心大厅面积约为1000m2,所选灯具的光通量为3000lm,通过查表得知利用系数取0.7，灯具的维护系数为0.8，门厅的平均光照度为200Lx,所以，
灯具数量N=（200*1000）/3000*0.7*0.8=119（个）
4.2负荷计算
LDE灯的功率为36W。
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