基于PoE技术的太阳能LED智能照明系统研究
本文选题:PoE技术 切入点:LED 出处:《天津理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着互联网时代的到来,网络技术蓬勃发展,各个地区网络化水平不断提高,以太网已经延伸至世界的各个角落。通过以太网进行网络通讯的同时,人们开始尝试一根网线既解决通讯问题又解决电源供电问题,由此以太网供电也慢慢成为供电领域的新方向。人类工业技术水平日益提高,世界范围内的能源短缺问题却日益突出,随着人们生活质量的变好,人们对于室内照明系统的节能、舒适度的要求也越来越高,传统照明系统已经很难再满足人们的需求。人们希望更节能、更方便、更智能的室内照明,这使得基于以太网供电(PoE,Power Over Ethernet)技术的太阳能LED智能照明的发展备受青睐。本文以室内照明为研究对象,研究了一种基于PoE供电技术以太阳能为主要供电来源的室内LED智能照明系统。主要研究工作包括:第一,基于PoE技术的太阳能LED智能照明系统架构搭建。结合LED智能照明技术、PoE供电技术和太阳能发电技术,创新的提出了基于PoE技术的LED智能照明系统架构,并以作者工作室为例,论证了设计的可行性,给出了配置方案。第二,基于PoE技术的太阳能电源管理系统设计。分析了太阳能和蓄电池的性能和技术特点,对太阳能与基于PoE供电技术的切合度进行了论证,设计了电源管理控制器,给出了电源管理控制器电路设计方案,使电源管理系统的电源输出满足PoE标准的直流48V供电要求,分析了电源管理控制器充电、放电算法和逻辑。第三,基于PoE技术的LED智能照明系统设计。介绍了照明技术的发展和现状,分析了PoE供电技术应用于LED照明技术领域的可用性和创新性,设计了照明控制和信号采集等硬件电路,实现了智能照明系统的LED灯多级亮度控制、多模式控制的照明效果,搭建了上位照明监控系统,对照明系统的各个节点状态进行实时监控。第四,室内自然光照度衰减的研究与设计。室内照度补偿基于目标点照度值为参考标准,为简化室内照度传感器的复杂布局,本文建立自然光室内照度衰减模型,根据窗口的五面采样照度值,推算室内目标点的自然光照度值大小,给出了室内自动调光算法,使室内照明耗电量达到最低。综上,基于PoE技术的太阳能LED智能照明系统是PoE技术在低压直流智能照明的创新型应用,很大程度的降低网络建设成本,充分利用太阳能,48V低压直流供电电源具有高度的安全性和可靠性,实现了太阳能优先供电最大化利用太阳能的绿色理念。搭建了自然光室内照度衰减模型,避免室内照度采集装置复杂布置方法,为改善室内光环境、节约资源、保护环境提供了新的思路。
[Abstract]:With the advent of the Internet era, network technology is booming, the level of network in various regions has been improved, Ethernet has been extended to every corner of the world. People began to try a network to solve both communication problems and power supply problems, so Ethernet power supply has gradually become a new direction in the field of power supply. However, the problem of energy shortage in the world is becoming increasingly prominent. With the improvement of people's quality of life, the demand for energy saving and comfort of indoor lighting system is also becoming higher and higher. The traditional lighting system has been difficult to meet the needs of people. People want more energy saving, more convenient, more intelligent indoor lighting, This makes the development of solar energy LED intelligent lighting based on Ethernet power Over Ethernet technology very popular. A kind of indoor LED intelligent lighting system based on PoE power supply technology with solar energy as the main source of power supply is studied. The main research work includes: first, The architecture of solar energy LED intelligent lighting system based on PoE technology is built. Combined with LED intelligent lighting technology, Poe power supply technology and solar power generation technology, the architecture of LED intelligent lighting system based on PoE technology is proposed, and the author's studio is taken as an example. The feasibility of the design is demonstrated, and the configuration scheme is given. Secondly, the design of solar power management system based on PoE technology is presented. The performance and technical characteristics of solar energy and battery are analyzed. This paper demonstrates the suitability of solar energy and power supply technology based on PoE, designs the power management controller, and gives the circuit design scheme of the power management controller, which makes the power output of the power management system meet the requirements of the PoE standard DC power supply of 48V. The charging, discharge algorithm and logic of power management controller are analyzed. Thirdly, the design of LED intelligent lighting system based on PoE technology is introduced. This paper analyzes the availability and innovation of PoE power supply technology applied in the field of LED lighting technology, designs the hardware circuit of lighting control and signal acquisition, and realizes the lighting effect of multi-stage brightness control and multi-mode control of LED lamp in intelligent lighting system. The upper lighting monitoring system is set up to monitor the state of each node in the lighting system in real time. 4th, the research and design of indoor natural illumination attenuation are carried out. The indoor illumination compensation is based on the illumination value of the target point as the reference standard. In order to simplify the complex layout of indoor illumination sensor, this paper establishes a natural light attenuation model for indoor illumination. According to the five plane sampling illuminance value of window, the magnitude of natural illumination value of indoor target point is calculated, and the indoor automatic dimming algorithm is given. In summary, the solar energy LED intelligent lighting system based on PoE technology is an innovative application of PoE technology in low-voltage DC intelligent lighting, which greatly reduces the cost of network construction. The 48V low-voltage DC power supply with full use of solar energy has high safety and reliability, and realizes the green idea of maximizing solar power supply by solar energy. A natural light indoor illumination attenuation model is set up. The complex arrangement method of indoor illumination acquisition device is avoided, which provides a new idea for improving indoor light environment, saving resources and protecting environment.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM923.34
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,本文编号:1591617
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