Введение 4
1 Описание предметной области 5
1.1 Актуальность 5
1.2 Управление освещением 6
1.3 Обзор аналогов 7
2 Постановка задачи 13
3 Пути решения задачи 15
3.1 Типы светильников и их особенности 15
3.2 Расчёт системы освещения 22
3.3 Расчёт эффективности светильников 27
3.4 Поправка на неконтролируемые источники освещения 28
3.5 Способы установки освещенности нескольких поверхностей 29
3.6 Режимы работы 40
4 Реализация 42
4.1 Описание параметров системы освещения 42
4.2 Класс «LightSource» 43
4.3 Класс «Area» 44
4.4 Класс Room 45
4.6 Алгоритмы установки освещенности одной поверхности 47
4.7 Алгоритм установки освещенности нескольких поверхностей 49
4.8 Фильтр синего 51
4.9 Цветокомпенсация 55
5 Тестирование 57
Заключение 61
Список использованных источников 62
При установке освещения в квартиры возникает проблема: с увеличением количества источников освещения увеличивается сложность управления освещением. Эту проблему призваны решать системы автоматизированного управления «Умный дом». Однако большинство из них являются необоснованно дорогими, требуют очень тяжелой настройки под конкретные помещения, при этом не учитывают важнейшие особенности освещения.
Целью данной работы является разработка прототипа некоторого ядра системы управления освещением умного дома, которое должно содержать логику управления источниками освещения, с возможностью лёгкого масштабирования. Логика управления должна учитывать эффективность всех источников освещения при различных сценариях использования, а также световую температуру источников. На основе этого ядра необходимо создать прототип программы для тестирования эффективности и точности работы логики управления. Основными задачами логического ядра программы являются:
• возможность задание параметров помещения;
• расчёт освещенности поверхности;
• возможность автоматического достижения заданной освещенности поверхности;
• возможность добавления большого количества логических освещаемых поверхностей;
• возможность добавления большого количества источников освещения;
• учет эффективности источников освещения при расчетах и установке освещенности;
• несколько режимов работы, включая «фильтр синего».
В результате выпускной квалификационной работы было разработано ядро системы управления освещением умного дома. Система соответствует всем заявленным требованиям:
• Большое максимально количество поверхностей с регулируемой освещенностью;
• Большое максимальное количество управляемых источников освещения;
• Учитываются все важные особенности источников освещения;
• Учитываются особенности помещения;
• Возможность добавлять/удалять поверхности;
• Возможность добавлять/удалять светильники;
• Учет неконтролируемых источников освещения;
• Учитываются предпочтения световой температуры от пользователей;
• Реализованы четыре режима управления освещением;
• Реализована установка заданных освещенностей для нескольких поверхностей в одной комнате одновременно;
• При работе системы отсутствуют мерцания источников освещения, а также «перебор» источников при установке заданных освещенностей;
• Точность установки освещенностей поверхностей превышает допустимую.
Были разработаны и исследованы собственные методы установки освещенностей нескольких поверхностей. Наиболее оптимальным из них оказался метод «Усредненных КПД с оптимизацией». Он и был реализован в системе в качестве основного.
К минусам данной системы следует отнести отсутствие группировки источников при расчетах и управлении, а также необходимость установки датчиков освещенности для более удобного управления освещением. Также рекомендуется оснащать все управляемые системой источники освещения диммерами, для более точной установки освещенностей и для более эффективного использования электроэнергии.
