《基于嵌入式的校园路灯节能控制系统》-毕业论文.doc

PAGE 湖 南 工 业 大 学 硕 士 学 位 研 究 生 开 题 报 告 选 题 名 称：基于嵌入式的校园节能控制系统的研究 学 科 专 业：控制理论与控制工程 研 究 方 向：嵌入式 院（系）所 ：电气与信息工程学院 年 级：2010级 研究生姓名： 指 导 教 师： 教授 撰 写 日 期：2011-11-2 基于嵌入式的校园节能控制系统的研究 一、研究背景、目的及意义 ㈠ 研究背景 随着时代的进步，各类高校的发展壮大，校园节能问题也显得日益突出。如何建设节约型校园数字化监控系统成为时下的热点问题。本课题主要以校园路灯的智能监控与节能为例，校园路灯控制系统是校园节能建设的重要组成部分，其智能化程度也反映了高校的现代化水平。研究表明，设计自动化程度高、运行可靠、安全性好、高效节能、使用维护方便的照明控制系统，是校园现代化的必然要求。近年来，计算机技术迅速发展，应用计算机技术推动各项事业发展，取得了显著成效。通过改变现行落后的照明控制方式来节约能源是建立节约型社会的重要组成部分。随着国家“节能法”的颁布实施和我国“十一五”规划的要求，节约能源已纳入社会可持续发展战略重要内容，利在当代，功在千秋。随着路灯照明规模的不断扩大，传统的技术方式下管理部门的维护成本也高速增长。因此，校园路灯控制系统采用计算机技术实现科学化、智能化管理势在必行。 传统的路灯控制器只能实现简单的人工控制或定时开关，其存在以下的缺点：不能对用电情况实时监测致使浪费电能；不能远程集中控制使管理麻烦；无故障报警，发生的故障得不到及时排除；同时耗费大量人力和物力，管理效率也非常低下。因此，对校园路灯的管理与控制迫切需要一种科学、合理、高效的方法，对开关灯及时性与准确性、节约能源、亮灯率等指标提出了更高的要求。为了适应这一发展的需要，提高校园路灯照明系统的管理水平，就必须加快校园路灯照明系统的科技进步和现代化建设进程，用新型的路灯监控系统来替代原来较为落后、繁琐的路灯运行方式，将有限的人力节约下来，得以发挥其应有的作用，创造更好的社会效益和更多的经济效益。新型的校园路灯控制器是路灯监控系统的重要组成部分，它不仅要实现路灯的开关控制、路灯回路交流电参数采集和故障监测等工作，而且还要把现场的各种相关参数通过无线网络传递给监控中心，即要实现遥控、遥测、通讯、数据采集等功能。 （二）研究目的及意义 ⒈研究目的 本课题将32位嵌入式技术、交流电参数采集等技术应用于路灯控制器中，设计出一种路灯智能监控和节能控制系统，以实现本地和远程路灯开关控制，现场路灯运行参数采集，故障报警等功能。目的是解决当前各大高校路灯管理中存在的一些诸多问题，例如：不能对用电情况实时监测致使浪费电能；不能远程集中控制，耗费大量人力和物力，管理效率也非常低下；无故障报警，发生的故障得不到及时排除等等。 ⒉研究意义 本课题的意义在于研究了基于嵌入式平台下校园节能智能监控系统的软、硬件环境，为以后扩展功能提供了良好的基础，并能应用到城市照明系统的建设中，具有重要的理论意义和实用价值。同时，校园照明节能系统的建设适应了时下节能建设发展的要求，有着广阔的科研与经济前景。 二、国内外研究现状及水平 照明节能问题很早就引起了国外很多国家特别是西方发达国家的重视，也曾尝试过多种方案。欧盟非常重视照明节能，并在此方面做了一系列工作：第一，大力推行用紧凑型荧光灯(CFL)替代白炽灯。1998年欧洲有70%的室内照明灯仍然使用球形白炽灯，若直接替用可节电约60%以上。为此欧盟在1998年采用让家用灯泡贴标签的方法，该标签上写明以下内容：以A到G字母分级的效率分档标记，A级节能效果最好，G级最差。第二，在非居室内推行节能措施，比如对镇流器和灯具提出能效要求，不符合要求者将被强制退出市场等。 美国对节能问题也采取了一些措施，其节能产品法令(NAECA)禁止销售低效的镇流器，并规定2005年前所有正在销售的镇流器必须是电子的。同时，大力推广节能产品，并且有许多优惠办法鼓励民众购买节能产品。 日本的相关城市也曾要求在工厂、办公室和道路上进行间隔点灯的试验，结果导致生产率和办公室效率降低以及治安、道路交通事故的大幅上升，不到一年时间就在一片反对声中全部放弃了。显然，这种消极的节电是不可取的。近年来，国际节电研究界提出了一种新思想“在保证照明效果下点着灯节电”，这是发达国家道路照明系统的重要设计思想。 最近，澳大利亚发布了路灯标准AS/ NZS 1185，该系列标准由6个标准及相关标准组成。每个标准使用于多种类型的灯，每一类灯所要求的性能由灯的技术参数极限值给出，该标准除了对定光闪烁做了长期限制外，还考虑了环境方面的问题。 国外照明节能技术的发展主要具有以下特点： (1)大力推动绿色照明，在光