公共空間光源亮度模糊控制法則之研究

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姓名

許致維(Chih-wei Hsu) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

公共空間光源亮度模糊控制法則之研究
(Research on Fuzzy control of the brightness)

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摘要(中)

本論文著重於建立出一套燈具調變控制系統，以利於公共空間的節能省電，在搭配上冷氣方向調變的系統更將節能的效果更加提升。
一般常見的攝影機直接插入USB接頭便可使用在個人電腦上，配合人機介面將接收到的影像做處理，包含HSL色彩轉換、灰階色彩轉換、位置追蹤處理等等，取得到有利於控制燈、馬達、冷氣、風扇的資訊，最後傳送出資料改變各個周邊硬體的狀況，使的整體公共空間的的無論是光源、溫度、二氧化碳濃度都能達到人體最舒適的階段，這樣的系統不但節能，並且提升了一般生活品質。
在燈具亮度的調變上，使用了RS-232串列通訊作為電腦以及微控制器8051的溝通橋樑，以亮度為輸入，透過模糊控制法做出運算得到調變亮度數值，並且輸出到8051上做出PWM(脈衝寬度調變)的調整，達到目標亮度。

摘要(英)

This thesis focuses on setting up a light modulation system, which saves energy in public places. The energy-saving process would be improved by combining with the air conditioning wind modulation system.
Generally, the camera can be directly plugged in to one’s personal computers by USB connector, so it can be used easily. We adjust the images by using interface captures like HSL conversion, gray conversion and location tracking. Then we get the best control data to the light, motor, air condition and fan. Finally, computers will send out data to surrounding hardware. The hardware change the light, temperature and carbon dioxide concentration which makes the environment more comfortable in public place. Such system not only saves energy but also improves the quality of our lives.
In the lamp brightness modulation, we use RS-232 serial communication to connect the computer with the microcontroller 8051 we used. The brightness would be the input, then we use basis fuzzy control rule to calculate how bright the environment actually need. After that we use microcontroller 8051 to gather the data and then modify the PWM output to get to the brightness we need.

關鍵字(中)

★ 影像處理
★ 模糊控制
★ 脈衝寬度調變

關鍵字(英)

論文目次

摘要 ii
Abstract iii
目次 v
圖次 viii
表次 xi
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究背景 1
1-3 文獻回顧 2
1-4 論文架構 3
第二章影像辨識系統之元件以及原理 4
2-1 前言 4
2-2 影像處理 4
2-2-1 RGB色彩空間 5
2-2-2 HSL色彩空間 7
2-2-3 灰階處理 8
2-2-4 影像相減 10
2-3 驅動電路 11
2-3-1 燈具驅動電路 12
2-3-2 冷氣遙控驅動電路 14
2-3-3 風扇驅動電路 16
2-4 人機介面 17
2-5 微控制器8051 18
2-6 AX-12馬達 19
2-7 網路攝影機 20
2-8 RS-232串列通訊 21
2-9 RS-485串列通訊 22
第三章系統架構 23
3-1 整體架構 23
3-2 硬體架構 25
3-2-1 AX-12馬達 25
3-2-2 微控制器8051 27
3-3 軟體架構 28
3-3-1 電腦端處理 28
3-3-2 8051端處理 33
第四章研究成果與討論 37
4-1 影像辨識結果 37
4-2 亮度偵測 43
4-3 亮度控制 45
4-3-1 模糊控制定義 45
4-3-2 模糊控制 50
4-3-3 固定值調變控制介紹 54
4-3-4 固定值調變控制 55
4-3-5 結果比較 57
第五章結論與未來展望 59
5-1 結論 59
5-2 未來展望 59
參考文獻 60

參考文獻

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指導教授

黃衍任

審核日期

2013-6-27

推文