基于单片机的高校教室节能智能照明控制系统.doc

PAGE 2 - 项 目 编 号 项　目　名　称：基于单片机的高校教室节能智能照明控制系统 （二）对申请课题的价值、研究方案的可行性、工作基础等方面的评价 基于单片机的高校教室节能智能照明控制系统是利用智能理论知识，编写系统软件，并将其集成到单片机中，是一个将现代化数字控制技术和单片机技术集于一身的控制系统，能达到节能的目标。该课题选题新颖，实用性强，具有创新性，研究方案和算法思想具体、清晰、可行；该组成员均是计算机专业和通信专业的学生，具有很强的软件编程能力，具有扎实的专业基础知识，有一定科研经历，态度认真、学习刻苦、努力上进，他们一定能完成该项目。 申请人对研究项目简要说明 一、申请理由（包括前期工作基础及项目成员具备的知识、兴趣、已取得的成绩及相关科研经历等。所列成果不得出现指导教师姓名等信息。） 1、前期工作基础 项目成员系统学习并掌握单片机控制及智能方面的知识，参加过一些计算机软件设计。 通过学校内部的实地考察以及查阅资料，发现目前的教室照明用电浪费现象非常严重。收集教室照明控制系统所需要的数据。 2、项目成员具备的知识、兴趣 项目组成员均对照明电路的基础知识有了较深的了解，扎实学习了单片机，较好的掌握了汇编语言，深入研究了智能系统的操作，系统学习了专业相关课程（包括VC++、MATLAB专业核心课程）。 作为计算机科学与技术和通信工程的学生，当了解到学校照明系统的现实状况，我们希望能通过自己所学的知识来改变高校教室电量浪费的现状，我们对研究照明和开发单片机控制系统有一定的计算机理论基础、有扎实的编程能力，已经收集有关数据。 项目组成员均有很强的责任心和吃苦耐劳的精神，能够保证本项目实际操作部分的顺利开展，有足够的学习动力和能力完成该项目。 二、选题依据（包括项目的学术价值、应用价值、国内外研究现状分析，并列出主要参考文献） 1、学术价值 基于单片机的高校教室智能照明控制系统是一种集多种照明控制方式，用软件将现代化数字控制技术和单片机技术集于一身的控制系统，对开发软件和智能控制具有一定学术价值。 2、应用价值 对教室、寝室、家庭、办公室等室内照明系统具有一定的应用价值，对节约能源、智能控制具有实际意义。 3、国内外研究现状分析 目前国内大、中、小学校教室以及公共场合的照明灯具控制大多采用普通开关，需要聘用相关人员进行照明管理，这样不仅要支付相关费用，而且检查和控制的时间及工作量很大。由于大多数人节约意识淡薄，即使随手关灯、节约能源的宣传标志贴得再多，仍然收效甚微；如若采用计算机实施的教学区用电分时控制，仅解决了课余时间的长明灯现象，但在教学时间内不能解决不合理用电的浪费问题，例如：白天在室内照度很好的情况下开灯；教室内学生很少的情况下全部开启所有电灯。 国外智能照明产品普遍价格过高，而且相关产品往往只是把智能照明作为其智能产品的子系统来运作，定位高端，应用范围也主要集中于智能小区、商业和家居等领域，因此容易造成曲高和寡的局势。 三、研究方案（包括研究目标、研究内容、研究方法、实验方案和技术路线、可行性分析等） 1、研究目标 建立起基于单片机的教室节能智能系统，实现资源的最大化利用，达到节能的目标。 2、研究内容 本项目拟在单片机应用和编程的基础上，对教室照明系统智能化及其节能化进行深入研究，最终建立起基于单片机的教室节能智能系统，具体内容如下： ①以本校为例用热式传感器采集教室内实际学生和照明灯的数据；②设计其系统模块，并写出其算法；③利用智能理论知识，对系统模块进行编程；④将程序集成到单片机控制系统内，使教室内的单片机可以智能地根据实际数据进行人员调配和照明灯的控制；⑤在学校对该控制系统进行反复试验，验证其正确性并将其进行推广。 3、研究方法 ①首先用概率统计的方法统计采集到的学生和照明灯数据；②建立教室分配及灯光控制模块，利用智能理论知识，再用C语言对系统模块进行编程，并建立教室照明控制系统；③最后将控制系统的程序集成到单片机内，并反复实验验证其正确性和可靠性。 4、实验方案和技术路线 整个照明系统按照教学楼的管理制度分为工作时间和非工作时间，在工作时间内系统按照下面的方案进行学生分配和教室照明管理，在非工作时间内所有照明灯关闭（特殊情况发生时可以手动开启）。 ①首先采集单个教室的人数和照明灯个数，然后用统计出的数据进行编程，并集成到单片机内，利用单片机控制教室内照明灯的开关，并进行反复实验，确保照明灯开关的合理性和其对能源的节约程度； ②再将这些单片机应用到整栋楼，使所有照明灯都受控于这些单片机，并按照一定的准则进行自动开启和关闭，反复实验，确定单片机是否能像预期那样控制所有教室； ③最后将每个教室的人数和照明灯开启情况反馈到总机上，由总机决定教室分配和人员调度。 5、可行性分析 ①项目组成员掌握了汇编