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根据自然光照自动调节室内照明的方法及实现

根据自然光照自动调节室内照明的方法及实现

【摘要】: 随着社会的发展,照明节能已逐渐成为人们的共识。除了采用高效能光源外,在不影响照明需求的前提下,合理地控制光源的输出光强也是节能的重要手段之一。太阳光是最适合人类视觉系统的光源,在室内照明中合理地利用自然光,不仅可保护人眼视力,而且可以减少了电能消耗,具有广阔的发展前景和良好的经济、社会价值。本文以室内照明为研究对象,研究了一种根据室外自然光照变化而自动调节室内LED灯管亮度等级的方法。主要研究工作包括:建立三个相关的模型:根据采光节点的五面采光特性,判断天气情况的模型;根据天气情况,计算自然光室内衰减后的照度值的数学模型;根据人眼感光特性估算所需要的照度值模型。研究了人工光源调节策略:根据计算出来的室内衰减后光照,结合人眼对光照的需求特性,研究了室内人工光源调节策略,使室内的总照度在满足人眼需求的前提下,尽可能节能省电。具体功能的实现:智能调光的实现是基于一个室内照明管理系统,系统主要由三部分构成:Zigbee节点模块(包括灯组节点和光照采集器)、TCP/IP网关模块(包括Zigbee节点和以太网接入器)、管理系统。五面采光节点间隔一定时间或阳光发生剧烈变化主动触发信息上传,将采光信息通过网关模块上传电脑管理系统,系统根据程序算法计算出此时合适的亮度等级,并将控制信息通过Zigbee网络发向LED灯管,实现智能自动的调节。智能调光算法的验证:设计一些实验,用数据证明本论文研究的根据自然光照自动调节室内LED灯管亮度等级的方法具有科学性、准确性和合理性。实验包括:对地理天文参数准确性的验证、采光节点反映窗口照度准确性的验证、自然光照室内衰减照度计算值和实测值的比较、最终调光效果有效性验证。概而言之,本文为室内智能照明控制提供了一种新方法,通过该方法不仅使照明更加科学合理,同时节能效果更加显著,很好的响应了当前发展低碳经济的口号,该系统可广泛应用于办公楼宇,家庭,学校,工厂,具有广阔的市场前景。

【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014


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