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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 新型節(jié)能燈具控制器的研制
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 課題用于日光燈照明系統(tǒng)的節(jié)電器，減少了國(guó)家用電大戶(hù)的無(wú)謂電能消耗，將各種公共場(chǎng)所用于日光燈照明的電能以較高的效率利用起來(lái)，有效地降低了對(duì)于電能資源的消耗。采用AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)教室燈光進(jìn)行控制和管理，解決環(huán)境光參數(shù)輸入采集和人存在傳感器參數(shù)輸入采集的問(wèn)題。只有在教室內(nèi)有人并且光線(xiàn)不能滿(mǎn)足學(xué)習(xí)要求（也就是光線(xiàn)暗淡低于200Lux）的時(shí)候允許開(kāi)燈。其余情況不允許開(kāi)燈。
- 詳細(xì)介紹：
- 此系統(tǒng)能用于現(xiàn)有教室照明系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的人性化智能管理，提高用電效率；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)燈光控制相兼容，以降低成本。此系統(tǒng)只有在教室內(nèi)有人并且光線(xiàn)不能滿(mǎn)足學(xué)習(xí)要求（也就是光線(xiàn)暗淡低于200Lux）的時(shí)候允許開(kāi)燈。其余情況不允許開(kāi)燈（特殊情況除外）（其余情況：1、光線(xiàn)強(qiáng)，有人；2、光線(xiàn)強(qiáng)，無(wú)人；3、光線(xiàn)弱，無(wú)人）。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)教室燈光進(jìn)行控制和管理，解決環(huán)境光參數(shù)輸入采集和人存在傳感器參數(shù)輸入采集的問(wèn)題。采取開(kāi)、關(guān)燈的自動(dòng)與手動(dòng)兼容措施，能夠做到及時(shí)防盜報(bào)警。以環(huán)境光、人體存在狀況等外界環(huán)境為控制器輸入?yún)?shù)，還加入了時(shí)間控制參數(shù)，比單純?nèi)藛T管理教室燈光更合理。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的： 本課題從提高用電效率、消除無(wú)謂浪費(fèi)的思路出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種用于日光燈照明系統(tǒng)的節(jié)電器，旨在于減少?lài)?guó)家用電大戶(hù)的無(wú)謂電能消耗，將各種公共場(chǎng)所用于日光燈照明的電能以較高的效率利用起來(lái)，不僅為企事業(yè)單位降低了用電成本，也有效地降低了對(duì)于電能資源的消耗。 基本思路： 1）了解教室照明光強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)。 2）調(diào)研教室燈光照明需求以及環(huán)境光強(qiáng)弱與開(kāi)、關(guān)燈的關(guān)系。 3）研究人體存在探測(cè)技術(shù)，探測(cè)角度與范圍。 4）研究傳感器在教室分布、安放問(wèn)題。 5）研究確定人體傳感器的有關(guān)參數(shù)。 6）研究燈光控制器電源問(wèn)題，控制器參數(shù)值設(shè)定的要求及方案。 7）研究防盜報(bào)警等附加功能問(wèn)題。 創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵：本設(shè)計(jì)以環(huán)境光、人體存在狀況等外界環(huán)境為控制器的輸入?yún)?shù)，比單純的人員管理教室燈光更合理，更有效的降低教室燈光的資源費(fèi)用；同時(shí)還加入了時(shí)間控制參數(shù)，使教室燈光的控制更加符合學(xué)校的作息時(shí)間。系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)智能化控制的同時(shí)，還設(shè)置了手動(dòng)控制，硬件電路中采用簡(jiǎn)易芯片，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，同時(shí)節(jié)省了單片機(jī)I/0口資源，為系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展留下了空間。系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)通過(guò)采用多任務(wù)模塊編寫(xiě)，省去了一些不必要的延時(shí)程序，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。 主要技術(shù)指標(biāo)： （1）研究的教室燈光控制系統(tǒng)能用于現(xiàn)有教室照明系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的人性化智能管理，提高用電效率； （2）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)燈光控制相兼容，以降低成本； （3）通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和改進(jìn)，最終達(dá)到可靠性、實(shí)用性、推廣性較好的目標(biāo)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前對(duì)燈光的智能控制，國(guó)內(nèi)外己經(jīng)開(kāi)始采用，但對(duì)教室燈光的控制，尤其是我國(guó)教室燈光的智能控制尤為缺乏和不完善，依然是傳統(tǒng)式的人工管理。 本設(shè)計(jì)以環(huán)境光、人體存在狀況等外界環(huán)境為控制器的輸入?yún)?shù)，比單純的人員管理教室燈光更合理，更有效的降低教室燈光的資源費(fèi)用；同時(shí)還加入了時(shí)間控制參數(shù)，使教室燈光的控制更加符合學(xué)校的作息時(shí)間。系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)智能化控制的同時(shí)，還設(shè)置了手動(dòng)控制，硬件電路中采用簡(jiǎn)易芯片，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，同時(shí)節(jié)省了單片機(jī)I/0口資源，為系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展留下了空間。系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)通過(guò)采用多任務(wù)模塊編寫(xiě)，省去了一些不必要的延時(shí)程序，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。本作品更適用于高校教室，并且使用起來(lái)方便合理。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 已實(shí)驗(yàn)完成，并在教室開(kāi)始投入使用。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品；圖片；圖紙
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)只有在教室內(nèi)有人并且光線(xiàn)不能滿(mǎn)足學(xué)習(xí)要求（也就是光線(xiàn)暗淡低于200Lux）的時(shí)候允許開(kāi)燈。其余情況不允許開(kāi)燈（特殊情況除外）（其余情況：1、光線(xiàn)強(qiáng)，有人；2、光線(xiàn)強(qiáng)，無(wú)人；3、光線(xiàn)弱，無(wú)人）。 以本校爾雅樓為例，階梯教室20個(gè)，每個(gè)教室44盞日光燈；小教室31個(gè)，每個(gè)教室18盞日光燈；以浪費(fèi)電能一小時(shí)為例階梯教室可節(jié)約35.2度；小教室22.3度。該作品能夠規(guī)范教室的照明標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)保護(hù)學(xué)生的視力健康有很大的積極作用。同時(shí)提高照明設(shè)施的使用效率，延長(zhǎng)有效壽命，節(jié)約了日常開(kāi)銷(xiāo)。 在保證裝置能穩(wěn)定可靠工作的前提下，硬件設(shè)計(jì)上盡量采用性?xún)r(jià)比高的元器件，以降低成本。本控制系統(tǒng)與己有的教室燈光配套使用時(shí)，不需要對(duì)原有設(shè)備電路進(jìn)行大的改動(dòng)，以降低成本實(shí)現(xiàn)了教室燈光的智能控制。由于目前公共場(chǎng)所電能節(jié)約優(yōu)化方面沒(méi)有很好的規(guī)劃，而且很多人節(jié)能意識(shí)薄弱，故此節(jié)能燈具的研制很有必要，也非常的具有實(shí)用價(jià)值，推動(dòng)促進(jìn)了社會(huì)節(jié)能的節(jié)奏。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上主要發(fā)達(dá)國(guó)家照明用電占總用電量的10% -20%，美國(guó)約占17%-19%。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，我國(guó)照明用電近十年來(lái)增幅巨大，2004年全國(guó)照明耗電量約2187億千瓦時(shí)，約占全部照明耗電量的20%，即437.4億kWh，因此，照明節(jié)電問(wèn)題被列為除動(dòng)力節(jié)電以外的另一重大節(jié)電項(xiàng)目。 美國(guó)路創(chuàng)電子公司是有近40年研制和生產(chǎn)環(huán)境調(diào)光產(chǎn)品的歷史和經(jīng)驗(yàn)的世界上著名照明控制產(chǎn)品和系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)制造公司，自1961年發(fā)明并制造出世界上第一個(gè)調(diào)光器后，共開(kāi)發(fā)了一萬(wàn)余種照明控制產(chǎn)品。LUTRON產(chǎn)品以品質(zhì)優(yōu)良、性能可靠、操作簡(jiǎn)便而著稱(chēng)于世。奇勝電器的C-BUS系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造工藝滿(mǎn)足澳大利亞及歐洲電氣安全和電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)今，C-BUS系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于澳大利亞、新西蘭、日本、英國(guó)、馬來(lái)西亞、新加坡、南非、中國(guó)大陸、香港、澳門(mén)、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)。飛利浦推出了很多專(zhuān)業(yè)照明設(shè)計(jì)和高品質(zhì)的基于人體特征檢測(cè)的智能照明系統(tǒng)燈具。韓國(guó)愛(ài)默爾電子株式會(huì)社的TLC25OO系列產(chǎn)品是MRENG從2002開(kāi)始?xì)v經(jīng)3年開(kāi)發(fā)的最新一代產(chǎn)品，它包含彩色液晶觸摸屏、液晶標(biāo)簽面板等先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，屬于目前世界上最先進(jìn)的照明控制產(chǎn)品。種種跡象表明世界各國(guó)都在采取不同方式來(lái)節(jié)約能源，節(jié)約電能。鑒于能源問(wèn)題的重要性，我國(guó)在綠色照明工程新聞發(fā)布，綠色照明工程未來(lái)幾年間將在公用設(shè)施、賓館、商廈、居民住所等全國(guó)建筑物中推廣1.5億只節(jié)能燈，節(jié)電290億度電。上海、河北等一些地方采取政府對(duì)節(jié)能燈大宗采購(gòu)每只補(bǔ)貼3至4元的方式進(jìn)行推廣。從普通白熾燈到高效節(jié)能燈，使我國(guó)的電光源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步向節(jié)電型轉(zhuǎn)變，熒光燈與普通白熾燈的比例由1995年的1：6.25上升到目前的1：1.5。 目前，我國(guó)照明用電約占社會(huì)總用電量的12%，采用高效照明產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低效照明產(chǎn)品可節(jié)電60%到80%。如今，北京正在大力推行綠色照明工程，己推出上百萬(wàn)只綠色照明光源和部分節(jié)能電器，據(jù)測(cè)算年節(jié)約用電可達(dá)3442萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)約電費(fèi)2519.7萬(wàn)元。政府己經(jīng)在商廈、學(xué)校、醫(yī)院等更換了24萬(wàn)只節(jié)能燈具。在奧運(yùn)工程的建設(shè)上，也大量運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，北京的奧運(yùn)場(chǎng)館“水立方”，通過(guò)采用大量的節(jié)能燈具，裝備新技術(shù)，通過(guò)增強(qiáng)透光性白天可節(jié)約照明能耗50%。由此可見(jiàn)，節(jié)能照明用電，對(duì)節(jié)能具有重要的意義。
