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关于路灯方面论文范文,与校园环境自适应式节能路灯的与设计相关论文发表
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摘 要：常规能源紧缺是影响全世界的一个重大问题,各国都在积极开发节能降耗的新技术新方法.照明是我国“十一五”期间十大重点节能工程之一,先进节能照明技术开发与利用对我国节能降耗具有重要意义,校园环境自适应式节能路灯,是一种具有自主知识产权的新型的节能路灯,这种路灯可以在不影响行人与车辆安全、方便的前提下实现节能目的.
关 键 词：自适应；节能；路灯
中图分类号：TU96.4文献标识码：A文章编号：1009-8631（2012）04-0111-03
1引言
常规能源紧缺是影响全世界的一个重大问题,各国都在积极开发节能降耗的新技术新方法.我国是资源总量上的大国,人均资源上的贫国,节约资源已经成为一项基本国策,是我国经济和社会可持续发展的重要保障.五年前,节能减排作为约束性指标首次写入“十一五”规划纲要.五年后,温家宝总理提出,“十二五”期间,要打好节能减排攻坚战和持久战等[1]刊首语.据有关资料显示,2009年我国照明用电1500亿度（占总发电量10％）,约相当长江三峡电站年发电量的2倍,缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈；城市路灯照明在我国照明耗电中占30％,城市照明技术落后,电能的使用效率不足70％.为此,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.“十一五”规划中,将城市绿色照明工程列入十大重点节能工程之一[2]p86.“十一五”期间,我国城市照明发展很快,但是目前大部分使用常规灯具照明,灯具一般不具备功率切换功能的传统的路灯,这种路灯要么是全功率开启,要么是完全熄灭.这样在行人和车辆稀少的后半夜整个城区的路灯全部开启不能不说是一种浪费,可是如果全部熄灭又会给行人和车辆带来不便甚至还可能诱发治安案件发生.本文所述的校园“环境自适应式节能路灯”[3],是一种具有自主知识产权的新型的人性化的智能节能路灯,这种路灯可以根据路灯照明服务区的人员及车辆活动情况自动切换到不同的照明功率,即不影响行人与车辆安全与方便的要求又达到节能和延长路灯使用寿命的目的,这种路灯适合于城镇街道照明尤其适合规模较大的学校工矿企业区域内道路照明.下面对校园“环境自适应式节能路灯”的设计思路和工作原理进行简要说明,以期能够给相关人士带来一点启示.
2校园“环境自适应式节能路灯”的背景技术
节能减排是国家的一项基本国策,学生是未来的希望、民族的明天,他们在思想上能否与现代社会同步,能否树立起鲜明的节能环保低碳的意识,从长远讲对于社会发展、国家进步、民族振兴都是举足轻重的.为此校园节能的意义就尤显重要了,为此本人在此前开发了两项直接应用于校园的专利技术“室内照明设备开关智能控制器”[4],“环境自适应式教室照明设备节能控制器”[5],并且撰写了文章[6]对其设计和工作原理进行了介绍,但前面两项技术只适用于室内并不适合露天场所使用,但在许多公共场所,如机关、厂矿、学校等为了安全和过往行人、车辆的方便一般整个夜间都要求有路灯照明,但在这些较大场所的某些区域可能整个夜间都无行人或车辆经过,但路灯仍然要和其它行人和车辆较多的区域一样全功率工作,这种情况造成了不必要的资源浪费.当然目前已经出现大量采用时控技术的路灯,这种时控路灯可以灵活设定自动开启各关闭的时间,可以设定在行人或车辆活动较多的时段开启,在行人和车辆活动较少的时段关闭.但这种路灯在非照明时段全部关闭,无任何照明服务,即使偶尔有大量的行人或车辆进入照明服务区,这些路灯也不能自动开启,照明服务区内仍然保持漆黑一片的状态,这种情况给在非照明时段活动的人和车辆带来很大不便甚至还可能诱发治安案件.
本文所述的校园“环境自适应式节能路灯”是一种采用专利技术的新型路灯,这种路灯可以根据路灯照明服务区域内的自然照明情况、行人和车辆活动所产生的噪声情况自动切换照明强度,即不影响行人与车辆安全方便的要求又达到节能节约的目的.
3校园“环境自适应式节能路灯”的研究与设计
3.1校园“环境自适应式节能路灯”的设计需求分析及设计思路
校园“环境自适应式节能路灯”应该具备以下几个特点：第一,可以根据照明服务区内自然照明的情况自动控制市电电源的通断,即应该具备天亮关,天黑开的功能,这种功能是目前许多路灯都可能实现的功能；第二,这种路灯可能根据服务区内的噪声情况（行人或车辆通过或活动时产生的声音）自动切换到不同照明功率状态,这是目前大多数和路灯所不具备的功能；第三,由于要求这种路灯具有根据服务区内的噪声情况（行人或车辆通过或活动时产生的声音）自动切换到不同照明功率状态的功能,而在实现这一功能的同时可能造成另外一种负面现象,即由于路灯照明服务区内噪声情况的频繁变化可能会造成路灯频繁功率切换,即造成路灯忽明忽暗的眨眼现象.因此在设计这种“环境自适应式节能路灯”时必须杜绝这种情况出现.
根据以上功能要求分析,本设计中将环境状况监测控制技术（本实施例中主要采用亮度和噪声监测控制技术）和延时控制技术结合起来设计了这款可以根据环境光亮度和环境噪声强度自动切换照明功率的校园“环境自适应式节能路灯”,这种路灯可以在基本不影响正常的照明需要的前提下大幅度节约电能,并且还可以通过亮度切换频率和状态为保安人员提供一些照明服务区内的环境信息,这种路灯适合城镇街道或工矿院校照明使用,尤其适合有寒暑假期人员活动状况变化较大的学校使用.
3.2校园“环境自适应式节能路灯”具体实现方式
下面结合附图及具体实施例对校园“环境自适应式节能路灯”具体实现方式作进一步详细说明.
图1为校园“环境自适应式节能路灯”实施例的电路图、图2为校园“环境自适应式节能路灯”实施例的电源模块内部电路图、图3为校园“环境自适应式节能路灯”实施例的环境光检测模块的内部电路图、图4为校园“环境自适应式节能路灯”实施例的环境噪声检测模块内部电路图、图5为校园“环境自适应式节能路灯”实施例的延时修正固化模块的内部电路图.如图1所示,本实施例主要由四个固化模块及少量外围电子元件组成,四个固化模块分别为电源模块（CM1）、环境光检测模块（CM2）、环境噪声检测模块（CM3）和延时修正模块（CM4）.如图1所示,电源模块（CM1）的输入端（A1、A2）直接连接在220V市电电源上,次级输出端（P1、P2）连接下级模块直流电源输入端.C为跨接在延时修正模块（CM4）的延时调整端（X5、X6）脚之间的延时调节电容器,通过调整电容器（C）的容量可以调整每次触发后大功率路灯的开启维持时间,本实施例中选用容量为33uF电容器时开启维持时间约为20分钟.环境光检测模块（CM2）的继电器控制输出端（U3）和（U4）串接在环境噪声检测模块（CM3）的供电端（N1）与电源模块（CM1）的直流电源输出端（P1）之间,同时,环境光检测模块（CM2）的继电器控制输出端（U3）和（U4）还串接在延时修正模块（CM4）的供电端（X3）与电源模块（CM1）的直流电源输出端（P1）之间,（CM3）和（CM4）的负极（N2）和（X1）直接连接在（CM1）的电源输出负端（P2）上.这样当环境光的亮度超过路灯开启的亮度时环境光检测模块（CM2）的继电器于释放状态,其输出端触点（U3）和（U4）断开,致使（CM3）和（CM4）的电源输入端与（CM1）的电源输出端断开,两个模块（CM3）和（CM4）无电源供应而停止工作,路灯处于断电熄灭状态.路灯开启的环境亮度值可通过改变串接在环境光检测模块（CM2）的（U6、U6）脚的电位器（RP）（470K－10M）来改变.图1中继电器（J）为整体输出控制继电器,该继电器的控制线圈接在延时修正模块（CM4）的（X2、X3）脚
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