基本信息
- 项目名称：
- 新型节能灯具控制器的研制
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 课题用于日光灯照明系统的节电器，减少了国家用电大户的无谓电能消耗，将各种公共场所用于日光灯照明的电能以较高的效率利用起来，有效地降低了对于电能资源的消耗。采用AT89S52单片机系统对教室灯光进行控制和管理，解决环境光参数输入采集和人存在传感器参数输入采集的问题。只有在教室内有人并且光线不能满足学习要求（也就是光线暗淡低于200Lux）的时候允许开灯。其余情况不允许开灯。
- 详细介绍：
- 此系统能用于现有教室照明系统的改造，实现对照明系统的人性化智能管理，提高用电效率；实现自动、手动灯光控制相兼容，以降低成本。此系统只有在教室内有人并且光线不能满足学习要求（也就是光线暗淡低于200Lux）的时候允许开灯。其余情况不允许开灯（特殊情况除外）（其余情况：1、光线强，有人；2、光线强，无人；3、光线弱，无人）。系统设计中采用AT89S52单片机系统对教室灯光进行控制和管理，解决环境光参数输入采集和人存在传感器参数输入采集的问题。采取开、关灯的自动与手动兼容措施，能够做到及时防盗报警。以环境光、人体存在状况等外界环境为控制器输入参数，还加入了时间控制参数，比单纯人员管理教室灯光更合理。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的： 本课题从提高用电效率、消除无谓浪费的思路出发，设计了一种用于日光灯照明系统的节电器，旨在于减少国家用电大户的无谓电能消耗，将各种公共场所用于日光灯照明的电能以较高的效率利用起来，不仅为企事业单位降低了用电成本，也有效地降低了对于电能资源的消耗。 基本思路： 1）了解教室照明光强的标准。 2）调研教室灯光照明需求以及环境光强弱与开、关灯的关系。 3）研究人体存在探测技术，探测角度与范围。 4）研究传感器在教室分布、安放问题。 5）研究确定人体传感器的有关参数。 6）研究灯光控制器电源问题，控制器参数值设定的要求及方案。 7）研究防盗报警等附加功能问题。 创新点和技术关键：本设计以环境光、人体存在状况等外界环境为控制器的输入参数，比单纯的人员管理教室灯光更合理，更有效的降低教室灯光的资源费用；同时还加入了时间控制参数，使教室灯光的控制更加符合学校的作息时间。系统设计在实现智能化控制的同时，还设置了手动控制，硬件电路中采用简易芯片，简化了电路设计，同时节省了单片机I/0口资源，为系统进一步扩展留下了空间。系统功能的实现通过采用多任务模块编写，省去了一些不必要的延时程序，提高了系统的运行效率。 主要技术指标： （1）研究的教室灯光控制系统能用于现有教室照明系统的改造，实现对照明系统的人性化智能管理，提高用电效率； （2）实现自动、手动灯光控制相兼容，以降低成本； （3）通过反复试验和改进，最终达到可靠性、实用性、推广性较好的目标。
科学性、先进性
- 目前对灯光的智能控制，国内外己经开始采用，但对教室灯光的控制，尤其是我国教室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善，依然是传统式的人工管理。 本设计以环境光、人体存在状况等外界环境为控制器的输入参数，比单纯的人员管理教室灯光更合理，更有效的降低教室灯光的资源费用；同时还加入了时间控制参数，使教室灯光的控制更加符合学校的作息时间。系统设计在实现智能化控制的同时，还设置了手动控制，硬件电路中采用简易芯片，简化了电路设计，同时节省了单片机I/0口资源，为系统进一步扩展留下了空间。系统功能的实现通过采用多任务模块编写，省去了一些不必要的延时程序，提高了系统的运行效率。本作品更适用于高校教室，并且使用起来方便合理。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 已实验完成，并在教室开始投入使用。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品；图片；图纸
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本系统只有在教室内有人并且光线不能满足学习要求（也就是光线暗淡低于200Lux）的时候允许开灯。其余情况不允许开灯（特殊情况除外）（其余情况：1、光线强，有人；2、光线强，无人；3、光线弱，无人）。 以本校尔雅楼为例，阶梯教室20个，每个教室44盏日光灯；小教室31个，每个教室18盏日光灯；以浪费电能一小时为例阶梯教室可节约35.2度；小教室22.3度。该作品能够规范教室的照明标准，对保护学生的视力健康有很大的积极作用。同时提高照明设施的使用效率，延长有效寿命，节约了日常开销。 在保证装置能稳定可靠工作的前提下，硬件设计上尽量采用性价比高的元器件，以降低成本。本控制系统与己有的教室灯光配套使用时，不需要对原有设备电路进行大的改动，以降低成本实现了教室灯光的智能控制。由于目前公共场所电能节约优化方面没有很好的规划，而且很多人节能意识薄弱，故此节能灯具的研制很有必要，也非常的具有实用价值，推动促进了社会节能的节奏。
同类课题研究水平概述
- 据统计，世界上主要发达国家照明用电占总用电量的10% -20%，美国约占17%-19%。随着国民经济的快速发展和城市化进程的加速，我国照明用电近十年来增幅巨大，2004年全国照明耗电量约2187亿千瓦时，约占全部照明耗电量的20%，即437.4亿kWh，因此，照明节电问题被列为除动力节电以外的另一重大节电项目。 美国路创电子公司是有近40年研制和生产环境调光产品的历史和经验的世界上著名照明控制产品和系统的专业制造公司，自1961年发明并制造出世界上第一个调光器后，共开发了一万余种照明控制产品。LUTRON产品以品质优良、性能可靠、操作简便而著称于世。奇胜电器的C-BUS系统设计和制造工艺满足澳大利亚及欧洲电气安全和电磁兼容性标准。现今，C-BUS系统已被广泛应用于澳大利亚、新西兰、日本、英国、马来西亚、新加坡、南非、中国大陆、香港、澳门、台湾等国家和地区。飞利浦推出了很多专业照明设计和高品质的基于人体特征检测的智能照明系统灯具。韩国爱默尔电子株式会社的TLC25OO系列产品是MRENG从2002开始历经3年开发的最新一代产品，它包含彩色液晶触摸屏、液晶标签面板等先进的现场设备，属于目前世界上最先进的照明控制产品。种种迹象表明世界各国都在采取不同方式来节约能源，节约电能。鉴于能源问题的重要性，我国在绿色照明工程新闻发布，绿色照明工程未来几年间将在公用设施、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯，节电290亿度电。上海、河北等一些地方采取政府对节能灯大宗采购每只补贴3至4元的方式进行推广。从普通白炽灯到高效节能灯，使我国的电光源产品结构逐步向节电型转变，荧光灯与普通白炽灯的比例由1995年的1：6.25上升到目前的1：1.5。 目前，我国照明用电约占社会总用电量的12%，采用高效照明产品代替传统的低效照明产品可节电60%到80%。如今，北京正在大力推行绿色照明工程，己推出上百万只绿色照明光源和部分节能电器，据测算年节约用电可达3442万千瓦时，节约电费2519.7万元。政府己经在商厦、学校、医院等更换了24万只节能灯具。在奥运工程的建设上，也大量运用节能技术，北京的奥运场馆“水立方”，通过采用大量的节能灯具，装备新技术，通过增强透光性白天可节约照明能耗50%。由此可见，节能照明用电，对节能具有重要的意义。
