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        采用MicroBlaze的辦公室照明節能系統設計

        作者:李立早 時間:2013-02-07 來源:電子產品世界 收藏

          摘要:本文采用嵌入式處理器為控制器設計了一種辦公室照明節能系統。該設計根據辦公室自然采光情況對人工照明進行分組,采用進行測光,雙反射式紅外傳感器檢測室內人數,實現對辦公室照明的智能控制。經實驗驗證,達到設計要求。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/141886.htm

          引言

          據統計,在普通民用建筑用電消耗中,照明用電量占到總用電量的15%~25%。采取合理的措施,節約照明用電對減少總的用電消耗意義重大。就辦公室照明節能而言,首先應從設計著手,如充分利用自然光,選擇節能燈具,合理設計燈具布局等;另一方面,可以從日常使用出發,盡量避免電能浪費。辦公室照明用電浪費主要有兩個方面:1)自然光照充足情況下,仍然使用人工照明;2)辦公室無人情況下,未及時關閉照明系統。采用智能照明控制系統是解決這兩個問題的有效措施,并已有很多文獻對此進行討論。在各種方案中,通常用對自然光進行測量,決定何時關斷照明系統,但對布局和照明燈具分組的選擇卻不盡合理。對辦公室人員數量的判斷,通常采用熱釋電傳感器實現。由于普通熱釋電傳感器無法探知靜止人體,因此通常采用主動或雙元型熱釋電傳感器,但前者需要機械裝置而后者需信號處理電路,可靠性和實用性受到限制。這些方案中,控制器通常采用單片機實現,雖然單片機能勝任基本的要求,但受自身的限制不便于今后功能的擴展和容量的擴充。本文針對這些問題討論了燈具分組的方法以及傳感器設置的技巧,并在此基礎上采用Xilinx公司的嵌入式處理器為核心設計了一套辦公室照明節能系統。

          燈具布局與傳感器設置

          要達到較好的照明節能效果,燈具的合理布局與傳感器的科學設置對整個節能系統而言非常重要。圖1為需要安裝照明節能系統的辦公室平面圖。該辦公室為教師辦公室,朝南呈矩形,進深和面積較大。白天自然采光效果較好,靠窗的辦公桌完全能滿足照明要求;但在多云或陰雨天,靠門口的辦公桌光線較暗,無法滿足辦公室照明要求。因此在布局時,按自然采光由亮到暗將燈具分為三組(I、II、III),并與采光窗平行排布。采用這種燈具布局方式,可以最大程度地利用自然采光,當所在組滿足辦公照明要求時,關閉該組的人工照明,當無法滿足照度要求時,則打開該組的人工照明?! ?/p>

         

          在辦公室照明節能系統中,傳感器的設置也需要進行科學合理的選擇。為了獲知每個區域中自然采光情況,每組都安置一個光敏傳感器,如圖1所示S1、S2、S3。考慮到不同時段,日光入射角度不同,因此將光敏傳感器安置在辦公室中軸線上最為合理。通過實驗表明,光敏傳感器應適度朝向窗口,這樣獲取的自然采光信息與人體感受更為一致。為了避免熒光燈光線對光敏傳感器造成誤判,應對傳感器外圍適度遮擋。判斷辦公室內的人數,從而在無人情況下關閉照明系統,也是照明節能系統設計中非常重要的一環。由于該辦公室僅有一個入口,只需對進出人員數量進行統計,便可獲知辦公室內人數。一組兩個反射式紅外傳感器按一定距離平行安裝在入口一側,如圖1中S4所示。人員進出時兩個傳感器觸發順序正好相反,便可判斷人員的進出情況,通過計數器便能統計出辦公室內人員的數量,當室內人數為零時便關閉人工照明。



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