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基于DALI的智能照明控制系统

作　者: 张东旭
导　师: 缪希仁
学　校: 福州大学
专　业: 电机与电器
关键词: DALI 智能照明系统 通讯网络 电子镇流器 遗传算法
分类号: TM923
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


根据“绿色照明”的发展要求,本文开发设计了基于DALI的智能照明控制系统,旨在营造满足人们各种需要的光环境的同时,达到节约能源的目的。主要开展了以下几个方面的研究工作。 介绍智能控制的基本概念,指出了智能照明控制系统的特点、功能及可行性。同时,详细阐述DALI协议的基本内容、原理及应用,分析在照明控制系统中,应用DALI技术相比于模拟调光技术、总线技术的优势。 开发设计出基于DALI的数字可寻址调光镇流器和DALI主控制器样机,其中数字可寻址调光镇流器包括EMI电路、PFC电路、调光控制芯片IR21592电路、微控制模块电路、电平转换电路及智能调光电路等功能模块。通过分析数字可寻址调光镇流器及DALI主控制器的电路原理,指出了上述两种样机元器件选用与电路调试的技术方法。从理论层次上对荧光灯LC串联谐振电路进行研究,分析了荧光灯能够被触发的工作原因。 在传统的RS-485照明控制系统的基础上,本系统扩展了照明系统的控制范围,构建了具有三层网络的照明系统,有利于楼宇综合管理系统(Building Management System,BMS)对照明控制系统的管理。分析介绍系统的通信与控制原理。在管理层,通过调用Winsock的接口函数实现PC机与ADAM4579之间的TCP/IP通信。管理层与监控层之间采用RS-485总线通讯,而监控层与现场层之间采用DALI通讯。利用监控层的DALI主控制器实现RS-458信号与DALI信号的相互转换,DALI信号的产生采用曼彻斯特编码。从而实现了基于DALI的智能照明控制系统整个网络的集中管理,分散控制。该系统具有对每个灯进行数字寻址、无级调光、分组、查询状态以及照明预设场景等功能。 提出并完成基于DALI的照明系统在停车场照明控制中的应用设计,达到智能控制和节约能源的目的。开发了中心控制系统的应用软件,利用Visual Basic语言制作相应的中心控制系统界面,采用Microsoft Access建立相关的数据库,运用VB的ADO数据访问接口实现对整个停车场灯光信息数据库的自由访问。该系统首次提出利用DALI系统,对停车场照明按正常照明和特定照明的不同要求分开控制,实现了停车场照明系统避免进出停车场光照突变、智能导向、选择合适路线等功能。 提出基于遗传算法的智能照明控制系统中的设计方案。在分析照明系统中采用人工智能的意义的基础上,建立特定数学模型,用来表征室外自然光照度与室内特定点

全文目录


第一章 绪论  9-12
  1．1 引言  9
  1．2 国内外照明控制的发展与现状  9
  1．3 课题意义及选题依据  9-10
  1．4 课题目标及主要内容  10-12
第二章 照明控制  12-18
  2．1 照明节能  12
  2．2 照明控制的策略与方式  12-13
  2．3 照明控制系统  13-14
  2．4 照明控制的基本硬件  14
  2．5 智能照明控制系统  14-18
    2．5．1 智能照明控制系统的分类  14-15
    2．5．2 智能照明控制系统采用的主要特点及技术  15
    2．5．3 智能照明控制系统调光的可行性  15-16
    2．5．4 智能照明控制系统的主要组成模块  16-17
    2．5．5 智能照明控制系统的功能  17-18
第三章 DALI协议  18-29
  3．1 DALI协议概述  18
  3．2 DALI协议  18-24
    3．2．1 DALI协议的电气特征  18-20
    3．2．2 DALI协议的数据通信  20-21
    3．2．3 DALI的特性  21-22
    3．2．4 DALI协议的应用  22-24
  3．3 DALI系统与其它系统的比较  24-28
    3．3．1 DALI系统与模拟调光系统的比较  24-25
    3．3．2 DALI系统与其它智能照明系统的比较  25-26
    3．3．3 DALI系统与楼宇控制系统的关系  26-28
  3．4 DALI产品在国内外的发展应用  28-29
第四章 基于 DALI的数字可寻址调光镇流器  29-55
  4．1 镇流器的分类  29
  4．2 电子镇流器的工作原理  29-30
  4．3 荧光灯的调光技术  30-31
    4．3．1 调光控制的意义  30
    4．3．2 荧光灯调光技术的特点  30
    4．3．3 荧光灯调光技术  30-31
  4．4 基于 DALI的数字可寻址调光镇流器  31-55
    4．4．1 电磁干扰(EMI)滤波器  31-32
    4．4．2 功率因数校正(PFC)电路  32-39
    4．4．3 调光芯片与输出级电路  39-47
    4．4．4 微控制模块电路  47-48
    4．4．5 电平转换电路  48-52
    4．4．6 智能调光的实现  52-53
    4．4．7 基于 DALI的数字可寻址调光镇流器的实现及其工作原理  53-55
第五章 基于 DALI的三层网络智能照明系统  55-64
  5．1 基于 DALI的三层网络智能照明系统通信网络  55-62
    5．1．1 管理级  55-57
    5．1．2 监控级  57-60
    5．1．3 现场级  60-61
    5．1．4 网络工作原理  61-62
  5．2 设计调试与分析  62-64
第六章 基于 DALI的停车场智能照明系统的实现  64-73
  6．1 基于 DALI的停车场智能照明控制系统的组成  64-66
  6．2 系统的功能及工作原理  66-68
    6．2．1 系统的主要功能  66
    6．2．2 系统的工作原理  66-68
  6．3 系统的硬件设计  68
  6．4 系统的软件设计  68-73
第七章 智能照明系统中遗传算法应用的提出  73-79
  7．1 智能照明系统中采用人工智能的意义  73-74
  7．2 遗传算法  74-75
    7．2．1 遗传算法的特点  74
    7．2．2 遗传算法的基本概念  74-75
    7．2．3 遗传算法的基本操作  75
    7．2．4 遗传算法的计算过程  75
  7．3 模型建立及算法实现  75-79
    7．3．1 数学模型的建立  75-76
    7．3．2 模型参数的提取  76-77
    7．3．2 遗传算法的实现  77-78
    7．3．3 DALI控制系统中应用遗传算法的工作原理  78-79
总结与展望  79-81
  一、本文研究工作总结  79-80
  二、今后的工作  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-85
个人简历  85
  学习工作经历  85
  发表的论文  85
  学术活动  85

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电气照明
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