基于模糊逻辑的智能照明控制系统.PDFVIP

Software Development • 软件开发 基于模糊逻辑的智能照明控制系统 1 1 2 2 文/刘宇红 　李乐乐 　付建国 　陶骏 通过对模糊控制理论和数字 摘 信号处理技术的研究，提出了一 要 种基于模糊逻辑的智能化控制算 法，实现对照明环境的光照度自 动控制，调节目标区工作面的光 照强度稳定在设定值。该智能照 明系统采用模糊推理技术，建立 照明环境光照度信息的检测模型， 运用数字滤波器技术，对输入信 号进行预处理，计算出 PID 的优 化参数值，控制 LED 光源光照度 的变化，实现对照明环境的自动 衡光控制。 【关键词】数字滤波器 模糊控制 智能照明 PID 控制 STM32F103 微处理器 图1：系统总体结构框图 1 引言 随着科技的发展和人们物质、精神生活 控制单元放入灯具内的控制方式，它能够将检 照度的变化，则根据光变化运用模糊智能控制 水平的提高，照明不仅仅是满足人们视觉上明 测点安装在灯具内，根据照明空间亮度的要求， 技术产生一个 PWM 控制信号送给驱动控制模 亮的要求，还要营造舒适的照明环境、节约电 控制 LED 光源有效地调节照明空间工作面的 块，由驱动控制模块控制光源的输出功率，从 能、提高光源寿命等，要创造出丰富多彩的意 照度。该技术具有广泛的应用前景，它有效解 而调节光源的发光强度，使得工作面的外部环 境，给人们以视觉享受。节能环保的智能化照 决了照度传感器大都放置于照明空间工作面 , 境光照度和光源照度的总和保持在恒定值。如 明是人类科学与文明发展的产物，是人类照明 而照明空间又不便安装传感器的问题，有力推 果照明环境总的照度不变，则该系统会产生一 的最佳追求。对智能化照明控制系统实现方法 动了智能化和数字化技术在照明行业的应用， 个恒定控制输出量，使光源亮度保持不变。 的研究引起人们的广泛关注，并取得大量成果。 为推广绿色、智能化照明理念的普及与应用具 系统中光 电传感器模块，用于监测环境 LED 作为一种新的照明光源，以其节能、 有重要意义。 中的光照度信号，实现把电信号转换为光照度 环保、长寿命的特点，将逐步取代其它类型光 2 系统构成及工作原理 值，并把转换好的照度值传给数字滤波器模块； 源而成为一种主要的新照明光源。但 目前实际 数字滤波器模块，用于对 A/D 采集的数据进 使用照明时，许多灯不管外部环境的亮度情 本系统运用模糊控制技术和数字信号处 行预处理，滤除各种干扰信号；驱动控制模块， 况，都是全点亮，既浪费电，又使光线太强， 理技术，构建一种智能化的恒光控制系统，以 与智能控制模块连接，接收来自智能控制模块 人眼受损或其它不良的影响。虽然 目前也有一 实现在某一特定光源下对照明环境的光照度 自 输出的控制信号，用于把信号进行放大；光源 些调光控制系统，但因系统复杂，成本高，需 动地调节到某一恒定的照度值。系统包括：光 模块，与驱动控制模块连接，接收来自驱动控 要专业人员安装等，特别是这些系统不能分辨 电传感器模块、A/D 转换器、数字滤波器模块、 制模块的驱动信号，用于实现光源亮度的调节； 智能控制模块、驱动控制模块、LED 光源模 LCD 显示屏模块，接收来 自智能控制模块的 来自外部环境的光还是灯 自身发出的光，因此