基于无线传感器/执行器网络的智能灯光控制研究

发布时间：2021-07-31 01:39

　　随着社会经济的发展、城镇化进程的加快,照明用电占我国总用电量的比重不断增加。与此同时,智能照明系统作为智能建筑的重要组成部分受到了广泛关注与迅速发展,以最少的能量消耗满足用户个性化的照明需求成为了智能灯光控制系统的重要目标。无线传感器/执行器网络由传感器与执行器节点构成,不仅可以通过传感器节点对周边环境进行检测,还可由执行器节点影响外界环境,节点间以无线的方式进行通信,具有易于安装部署的特点。智能灯光控制是无线传感器/执行器网络的重要应用领域。本文以基于无线传感器/执行器网络的灯光控制实验平台为研究对象,展开了以下几个方面的研究工作:1.针对实验平台存在的人体检测与定位精度不高的问题,以单个摄像头节点取代系统原有的被动红外传感器。以Codebook背景建模与前景检测以及单视图几何测量技术为基础,提出了基于单摄像头的人体检测与实时定位方法,并应用于灯光控制系统。通过实验验证了方法的可行性与有效性,提高了定位系统的性能。2.将粒子群优化算法与PID神经网络算法相结合并应用于灯光控制系统。以灯光控制实验平台为被控对象设计了基于PSO-PIDNN算法的控制器,并通过matlab仿真实验研究了控... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 智能灯光控制系统的发展研究现状
    1.3 无线传感器/执行器网络在智能灯光控制系统中的应用研究现状
        1.3.1 无线传感器/执行器网络简介
        1.3.2 基于WSANs的智能灯光控制系统的研究现状
    1.4 室内人体检测与定位技术的研究现状
    1.5 论文主要工作与结构
        1.5.1 主要工作
        1.5.2 论文结构
第二章 基于无线传感器/执行器网络的灯光控制实验平台
    2.1 引言
    2.2 基本光学度量
    2.3 执行器节点
        2.3.1 微处理器
        2.3.2 无线通信模块
        2.3.3 LED
        2.3.4 LED调光与驱动器
    2.4 照度传感器节点
    2.5 摄像头节点
    2.6 软件设计
        2.6.1 微处理器中程序的设计
        2.6.2 数据帧定义
        2.6.3 机器视觉程序设计
    2.7 本章小结
第三章 基于单摄像头的人体检测与实时定位
    3.1 引言
    3.2 基础知识
        3.2.1 摄像机投影矩阵
        3.2.2 两个平面之间的单应矩阵
        3.2.3 消影点与消影线
    3.3 基于Codebook背景建模的人体检测
        3.3.1 Codebook背景建模
        3.3.2 前景检测
    3.4 基于单视测量的定位技术
        3.4.1 摄像机投影矩阵的计算
        3.4.2 实际位置坐标的计算
    3.5 实时定位
    3.6 实验验证
    3.7 本章小结
第四章 基于粒子群与PID神经网络的灯光控制算法
    4.1 引言
    4.2 基于PIDNN的灯光控制算法
        4.2.1 PID神经元的定义
        4.2.2 PIDNN结构
        4.2.3 PIDNN前向算法
        4.2.4 PIDNN后向算法
        4.2.5 基于PIDNN的灯光控制器设计与仿真
    4.3 基于PSO-PIDNN的灯光控制算法
        4.3.1 粒子群算法简介
        4.3.2 PSO的典型改进算法
        4.3.3 基于PSO-PIDNN的灯光控制器设计与仿真
    4.4 本章小结
第五章 基于单神经元自适应PSD算法的分布式灯光控制
    5.1 引言
    5.2 问题描述
    5.3 基于单神经元自适应PSD的灯光控制算法
        5.3.1 分布式灯光控制器设计
        5.3.2 单神经元自适应PSD控制算法
        5.3.3 基于单神经元自适应PSD的灯光控制器设计与仿真
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3312511