一、选题背景与意义

随着高等教育的快速发展，校园规模不断扩大，照明系统作为校园基础设施的重要组成部分，其能耗问题日益凸显。传统的人工照明管理模式存在操作繁琐、效率低下、资源浪费严重等问题，已难以满足现代校园绿色、智能的发展需求。因此，设计一套基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能照明控制系统，对于提升校园照明管理水平、降低能耗、延长灯具使用寿命具有重要意义。

本选题旨在通过引入西门子S7-200 PLC技术，构建一套稳定、高效的校园智能照明控制系统。该系统能够自动根据环境光照强度、时间变化及实际需求，智能调节照明亮度，实现节能降耗的目标。同时，系统具备故障自诊断与自动切换功能，确保照明管理的连续性和智能化水平，为绿色校园、智慧校园的建设提供有力支持。

二、国内外研究现状

1. 国内研究现状

在国内，随着智能化技术的快速发展，智能照明控制系统在各类建筑中的应用日益广泛，包括高校校园、办公楼、商业综合体等。近年来，国内学者和科研机构在智能照明控制技术方面取得了显著进展。一方面，他们针对不同应用场景，设计了多种智能照明控制策略，如基于环境光强自动调节亮度的控制算法、基于人流密度的照明区域动态调整策略等。这些策略有效提高了照明系统的能效，降低了能耗。另一方面，国内企业也在积极推动智能照明产品的研发与生产，通过集成先进的传感器技术、通信技术和控制算法，实现了对照明设备的远程监控和智能调节。

然而，尽管国内在智能照明控制技术方面取得了一定成果，但在实际应用中仍存在一些问题。例如，部分系统稳定性不足，易受环境干扰；部分系统智能化程度不高，难以实现精细化的照明管理；以及部分系统成本较高，难以在大规模校园等场景中得到普及。因此，国内研究还需进一步深入，以提高智能照明控制系统的稳定性、智能化水平和经济性。

2. 国外研究现状

在国外，智能照明控制技术的研究起步较早，且已经取得了较为成熟的成果。欧美等发达国家在智能照明控制领域拥有先进的技术和丰富的经验。他们不仅注重照明系统的能效提升和节能降耗，还注重照明系统的舒适性和人性化设计。例如，一些国家已经实现了通过智能手机或智能家居系统对照明设备的远程控制和智能调节。此外，国外学者还在不断探索新的控制算法和技术手段，如基于人工智能的照明控制系统、基于物联网的照明管理平台等，以进一步提高照明系统的智能化水平和用户体验。

3. 发展趋势

未来，智能照明控制系统的发展趋势将呈现以下几个方面：

高度集成化：随着物联网、大数据等技术的不断发展，智能照明控制系统将更加注重与其他智能系统的集成与互联，以实现更全面的智能化管理。

高度智能化：基于人工智能技术的照明控制系统将逐渐普及，通过深度学习等算法实现对照明环境的精准感知和智能调节，提高照明系统的舒适性和能效。

绿色节能：绿色节能将继续是智能照明控制系统的重要发展方向。通过优化控制策略和算法，实现对照明设备的精细化管理和节能降耗，为可持续发展贡献力量。

用户体验优化：未来的智能照明控制系统将更加注重用户体验的优化，通过人性化的设计和智能化的服务，为用户提供更加便捷、舒适的照明环境。

综上所述，国内外在智能照明控制技术的研究方面均取得了显著成果，但仍需进一步深入研究和优化。未来，随着技术的不断进步和应用场景的拓展，智能照明控制系统将呈现出更加广阔的发展前景。

三、研究内容与方法

研究内容：

设计基于西门子S7-200 PLC的校园智能照明控制系统总体方案；

完成系统硬件设计，包括控制线路设计、控制器选型及I/O地址分配等；

编写系统控制程序，实现分时控制、季节自动选择等智能控制功能；

进行系统调试与优化，确保系统稳定运行并达到预期的节能效果。

研究方法：

文献调研法：通过查阅相关文献资料，了解PLC技术及智能照明系统的研究现状和发展趋势；

系统设计法：根据校园照明需求，设计智能照明控制系统的总体方案及软硬件架构；

编程实现法：利用STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件编写控制程序，实现智能控制功能；

调试优化法：通过模拟运行和实际测试，对系统进行调试与优化，确保系统稳定运行并达到预期的节能效果。

四、预期成果与创新点

预期成果：

完成基于PLC的校园智能照明控制系统的设计与实现；

编写详细的系统设计文档、控制程序及调试报告；

实现校园照明系统的智能化管理，降低能耗并延长灯具使用寿命。

创新点：

引入西门子S7-200 PLC技术，构建稳定高效的校园智能照明控制系统；

设计分时控制、季节自动选择等智能控制策略，提高照明管理的灵活性和智能化水平；

实现故障自诊断与自动切换功能，确保照明管理的连续性和可靠性。

五、研究计划与进度安排

第一阶段（1-2个月）：完成文献调研和方案设计，确定系统总体架构及软硬件选型；

第二阶段（3-4个月）：进行硬件设计，包括控制线路设计、控制器选型及I/O地址分配等；

第三阶段（5-6个月）：编写控制程序，实现智能控制功能，并进行初步调试；

第四阶段（7-8个月）：进行系统联调与优化，确保系统稳定运行并达到预期的节能效果；

第五阶段（9个月）：撰写论文并准备答辩。

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