基于PIC單片機(jī)的教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)

基于PIC單片機(jī)教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器節(jié)能●創(chuàng)新第十三屆‘挑戰(zhàn)杯’課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽第十三屆‘挑戰(zhàn)杯’課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽B類科技發(fā)明制作節(jié)能創(chuàng)新節(jié)能創(chuàng)新基于PIC單片機(jī)的教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)基于PIC單片機(jī)的教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)摘要：教學(xué)樓教室的照明由學(xué)生自行控制開(kāi)啟與關(guān)閉，由于大多數(shù)人的節(jié)能意識(shí)淡薄，并且強(qiáng)光下人的眼睛對(duì)弱光不敏感，在自然光照大于燈具光照的情況下，難以覺(jué)察到燈光的存在，因此，在白天自然光很強(qiáng)的情況下，教室內(nèi)的長(zhǎng)明燈仍到處可見(jiàn)。基于PIC單片機(jī)的教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器系統(tǒng)，在白天光線達(dá)到一定照度時(shí)，教室照明燈自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)教室內(nèi)光線的照度下降到一定程度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟照明燈，另外該控制器還能根據(jù)進(jìn)入教室學(xué)生的多少來(lái)控制照明燈開(kāi)啟數(shù)量的多少，達(dá)到節(jié)能的目的。關(guān)鍵詞：PIC單片機(jī)；教室照明；節(jié)能控制DesignofClassroomLightingSystemEnergySavingControllerBasedonPICMCUAbstract:Teachingbuildingilluminationsystemisusuallycontrolledtoopenandclosebythestudentswithnospecialmanagement.Asunderbrightlighteyesarenotsensitivetolowlight,inthecaseofnaturallightisgreaterthanthelamp，itisdifficulttoperceivetheexistenceoflamblight.Therefore,thoughthethenaturallightisstrong,theclassroomlampisstillworking,andmostpeople’sfaintenergy-savingconsciousnessexacerbatethiskindofwaste.ThedesignofclassroomlightingenergysavingcontrolsystemisbasedonPICMCU.Whenthelightreachesacertainintensityduringthedaytime,theclassroomilluminationisautomaticallyclosed,andalsocanbeautomaticallyopenedastheclassroomilluminationdeclinedtoacertainextent.Meanwhile,thesystemcontrolslightingopeningnumberaccordingtotheamountofstudentsenteringtheclassroom,inordertoachievethepurposeofenergysaving.Keywords:PIC;classroomlighting;energy-saving;目錄1．引言 42．系統(tǒng)基本組成及硬件設(shè)計(jì) 52.1時(shí)鐘模塊 62.2通信模塊 72.3繼電器控制模塊 72.4光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊 82.5顯示模塊 92.6人數(shù)檢測(cè)模塊 103．系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 114．高校用電背景調(diào)查 124.1高校教室照明用電管理的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題 134.2節(jié)約用電的重要性 144.3高校用電規(guī)章制度 154.4用電管理隊(duì)伍建設(shè) 154.5節(jié)能設(shè)備推廣 155.高校用電效益分析 165.1曲阜師范大學(xué)教室照明用電狀況分析 175.2河北科技大學(xué)教室照明用電狀況分析 185.3武漢大學(xué)教室照明用電狀況分析 185.4青島理工大學(xué)四方校區(qū) 195.5泰山醫(yī)學(xué)院教室照明用電狀況分析 206.教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器的市場(chǎng)前景分析 216.1市場(chǎng)上相關(guān)產(chǎn)品情況的介紹 226.2該項(xiàng)發(fā)明的市場(chǎng)前景分析 227．結(jié)論 238.參考文獻(xiàn) 231．引言教學(xué)樓照明用電的管理一般有三種模式：一是無(wú)專人管理，由學(xué)生自行控制開(kāi)啟與關(guān)閉；二是利用定時(shí)開(kāi)關(guān)，根據(jù)作息時(shí)間開(kāi)啟和關(guān)閉整個(gè)教學(xué)樓的照明電源；三是由專人負(fù)責(zé)，即管理人員根據(jù)作息時(shí)間和天氣情況分層送電。但在大多數(shù)高校的照明用電管理采用的第一種模式，由于大多數(shù)人的節(jié)能意識(shí)淡薄，并且強(qiáng)光下人的眼睛對(duì)弱光不敏感，在自然光照大于燈具光照的情況下，難以覺(jué)察到燈光的存在，因此，在白天自然光很強(qiáng)的情況下，教室的長(zhǎng)明燈仍到處可見(jiàn)。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：80%的教學(xué)樓存在著在白天光照良好以上的情況下和在午休時(shí)間出現(xiàn)長(zhǎng)明燈的現(xiàn)象。一個(gè)教室的長(zhǎng)明燈，看起來(lái)耗能不大，但是從整個(gè)學(xué)校來(lái)看，卻是一個(gè)不小的數(shù)字，這是一種極大的浪費(fèi)。造成電能浪費(fèi)的現(xiàn)象除了節(jié)能意識(shí)薄弱外，另一個(gè)重要的原因就是節(jié)能的硬件設(shè)施跟不上。為此，根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)與實(shí)施教室照明節(jié)能控制系統(tǒng)，在白天光線達(dá)到一定照度時(shí)，教室照明燈自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)教室光線的照度下降到一定程度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟照明燈，在充分保證教室照度的前提下，達(dá)到節(jié)能的目的。本項(xiàng)目研究的內(nèi)容：使用PIC16F877單片機(jī)為主控芯片，采用信息（進(jìn)入教室人數(shù)的多少，教室從門口到窗戶的自然光照度的強(qiáng)弱）融合技術(shù)，來(lái)自動(dòng)判定教室開(kāi)燈的多少；控制器具有時(shí)鐘功能，能夠在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入低功耗模式，基本不消耗電能；控制器具有RS485數(shù)據(jù)傳輸功能，能夠與其它控制器進(jìn)行組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)化管理。2．系統(tǒng)基本組成及硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。本系統(tǒng)為教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制系統(tǒng)，是專門為高校教學(xué)樓照明用電的管理而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，系統(tǒng)主要由時(shí)鐘模塊，光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊，人數(shù)采集模塊，顯示模塊，繼電器控制模塊，通信模塊六部分組成。圖1系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)光照強(qiáng)度檢測(cè)電路是由光敏電阻及處理電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，人數(shù)采集模塊由兩組激光對(duì)管實(shí)現(xiàn)，時(shí)鐘信號(hào)由ds1302時(shí)鐘芯片提供，用數(shù)碼管來(lái)顯示教室人數(shù)和時(shí)間情況，通信模塊是通過(guò)RS485來(lái)管理。工作時(shí)，光照檢測(cè)電路，激光對(duì)管及處理電路和ds1302時(shí)鐘芯片分別采集光照強(qiáng)弱、教室人數(shù)、時(shí)間等信息送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)這些信息通過(guò)控制電路對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)要求的功能。系統(tǒng)控制單元選用PIC16F877A單片機(jī)，該型號(hào)單片機(jī)具有指令系統(tǒng)精簡(jiǎn)，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔與高集成度的特點(diǎn)，且單片機(jī)功耗較低，價(jià)格合理性價(jià)比較高。2.1時(shí)鐘模塊采用ds1302時(shí)鐘芯片，作為整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)源，再結(jié)合軟件定時(shí)能夠達(dá)到對(duì)照明燈控制系統(tǒng)定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)的目的。下圖為時(shí)鐘部分接線電路。圖2時(shí)鐘控制部分2.2通信模塊RS485通訊接口的通訊協(xié)議采用MODBUS標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，該控制器可以作為從機(jī)與具有相同通訊接口并采用相同通訊協(xié)議的上位機(jī)（如單片機(jī)、PC機(jī)）通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的集中監(jiān)控，通過(guò)該通訊口也可以接遠(yuǎn)控鍵盤。實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)該控制器的遠(yuǎn)程操作。下是其電路連接圖：圖3通信模塊2.3繼電器控制模塊該模塊由兩片高耐壓、大電流復(fù)合晶體管陣列ULN2021和一片74ls595組成，其中74ls595可實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出并帶有數(shù)據(jù)鎖存功能，與單片機(jī)通信只需兩條信號(hào)線，這樣大大節(jié)省了單片機(jī)的I/O資源。ULN2021工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA，并且能夠在開(kāi)關(guān)態(tài)時(shí)承受50V的高壓，足以驅(qū)動(dòng)直流繼電器。電路圖如下：圖4繼電器控制驅(qū)動(dòng)模塊2.4光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊光強(qiáng)檢測(cè)模塊由光敏電阻、滑動(dòng)變阻器和電壓比較器組成。通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)改變?cè)撃K對(duì)光強(qiáng)的敏感程度，電壓比較器采用電平比較方式將信號(hào)直接輸入給單片機(jī)可有效防止邊沿跳變，保證信號(hào)有效性。電路圖如下圖5：圖5光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊2.5顯示模塊該模塊由4位一體共陰極數(shù)碼管和MAX7219專用數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片組成，芯片與單片機(jī)僅有3根信號(hào)線相連，通信十分方便。芯片包含一個(gè)150μA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式時(shí)，該模塊也可進(jìn)入低功耗狀態(tài)，可大大減小控制器的功耗。電路圖如下圖6：圖6.1顯示模塊1圖6.2顯示模塊22.6人數(shù)檢測(cè)模塊人數(shù)檢測(cè)模塊由兩對(duì)激光發(fā)射管和接收管組成，安裝在教室門框的適當(dāng)高度上，前后安裝。由于接收管只能接收調(diào)制光且調(diào)制光在180KHZ占空比20%-30%時(shí)接收效果最好，這樣便有效避免了外界光源對(duì)傳感器的干擾，且激光的聚光性好直線傳播距離遠(yuǎn)，可以減少相鄰傳感器之間的相互干擾并能大大減小傳感器的體積，便于傳感器的安裝。電路圖如下：圖7人數(shù)檢測(cè)模塊3．系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)圖9系統(tǒng)軟件流程圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的基本思想是：盡可能多地利用軟件來(lái)代替硬件，使成本降低，修改方便。因此采用了模塊設(shè)計(jì)的方法，整個(gè)系統(tǒng)是通過(guò)不斷調(diào)用子程序和接受中斷服務(wù)來(lái)完成工作的。由于白天太陽(yáng)光亮度較強(qiáng)，除光敏檢測(cè)部分外，其他部分都處在空閑狀態(tài),而在晚上10點(diǎn)半后幾乎沒(méi)有同學(xué)在上自習(xí)，一直到第二天早上為止系統(tǒng)都處在空閑狀態(tài)，所以降低功耗也是軟件設(shè)計(jì)的一大任務(wù)，因而在通過(guò)軟件控制硬件工作時(shí)，在空閑時(shí)間盡量使整個(gè)電路處在低功耗狀態(tài)。系統(tǒng)啟動(dòng)后，先初始化各個(gè)硬件模塊。由軟件實(shí)現(xiàn)從時(shí)鐘和光敏檢測(cè)模塊讀取時(shí)間和亮度情況，并判斷其值是否滿足預(yù)設(shè)值，若滿足則打開(kāi)相應(yīng)的照明燈，不滿足則進(jìn)入低功耗模式。正常模式時(shí)先檢測(cè)是否光照度來(lái)滿足學(xué)習(xí)的條件，白天當(dāng)光照度低于學(xué)習(xí)條件是開(kāi)啟照明燈，到晚上時(shí)利用門口的激光管來(lái)檢測(cè)進(jìn)入教室的人數(shù)，來(lái)判斷需要開(kāi)的照明燈的盞數(shù)。低功耗模式時(shí)，則需要通過(guò)外部中斷來(lái)進(jìn)行喚醒微控制器，從而使PIC16F877啟動(dòng)并開(kāi)始工作，進(jìn)入讀取檢測(cè)循環(huán)。4．高校用電背景調(diào)查建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。建設(shè)節(jié)約型高校是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與服務(wù)育人雙重效益的根本要求。高等學(xué)校集教學(xué)、科研和生活于一體，現(xiàn)已成為重要的用電大戶，其照明用電量已占總用電量的30%-40%以上。加強(qiáng)高校節(jié)電管理，特別是照明節(jié)電不僅可以有效地節(jié)約用電、降低學(xué)校的經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，更重要的是通過(guò)學(xué)校的示范表率作用，提高學(xué)生乃至全社會(huì)的節(jié)電意識(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。高校作為培養(yǎng)高素質(zhì)人才的搖籃，建設(shè)節(jié)約型校園提倡節(jié)約的意義也就顯得更加重大而深遠(yuǎn)。4.1高校教室照明用電管理的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題教室作為高校教學(xué)的重要場(chǎng)所，一般采用開(kāi)放式管理模式，學(xué)生基本上無(wú)固定的班級(jí)教室，無(wú)固定的座位，因此就造成了只有學(xué)生開(kāi)燈而沒(méi)有學(xué)生關(guān)燈的現(xiàn)象；而樓宇管理人員僅負(fù)責(zé)環(huán)境衛(wèi)生或安全保衛(wèi)工作，沒(méi)有關(guān)燈的責(zé)任和意識(shí)。因此，造成了白天長(zhǎng)明燈，晚上無(wú)人也開(kāi)燈，人少燈全開(kāi)的浪費(fèi)現(xiàn)象。從早晨開(kāi)放到晚上清場(chǎng)，教室照明燈具一直開(kāi)啟的現(xiàn)象在高校中是普遍存在的。由于高校內(nèi)教室、實(shí)驗(yàn)室照明燈具數(shù)量眾多，使用時(shí)間最長(zhǎng)，使得教室的照明負(fù)荷在整個(gè)學(xué)校的用電負(fù)荷中所占的比重一直居高不下。而隨著我國(guó)對(duì)高等教育發(fā)展的重視，高校數(shù)量以及教學(xué)樓的數(shù)量逐年增多，而高科技的輔助節(jié)能設(shè)備卻未及時(shí)投入，使得教室照明的用電量逐年增高。在我國(guó)，由于本科生連年擴(kuò)招，使得很多高校為了降低建設(shè)成本和師資投入在建設(shè)教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓時(shí)更是喜歡“大教室”、“大禮堂”，這就更使得原本就無(wú)人管理的教室照明系統(tǒng)更加無(wú)人問(wèn)津。再者，不少高校教職員工和學(xué)生對(duì)水電節(jié)能的重要性缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，節(jié)約觀念淡薄，認(rèn)為水電供應(yīng)保障理所應(yīng)當(dāng)由學(xué)校統(tǒng)包統(tǒng)付，辦得起學(xué)校就用得起水電；再就是部分部門福利觀念根深蒂固，靠山吃山，靠水吃水，多收電費(fèi)多提成多福利；不容忽視的是還存在節(jié)約能源與己無(wú)關(guān)的思想，對(duì)浪費(fèi)現(xiàn)象視而不見(jiàn)，充耳不聞。高校在教職員工和學(xué)生中對(duì)水電節(jié)約的宣傳工作未能達(dá)到廣度、深度、力度。教職員工沒(méi)能把培養(yǎng)節(jié)能意識(shí)和行為落實(shí)在教書(shū)育人、管理育人、服務(wù)育人的全過(guò)程之中。大學(xué)生也沒(méi)能真正懂得節(jié)約水電資源的重要意義，更談不上節(jié)約水電“從我做起，從點(diǎn)滴做起”。4.2節(jié)約用電的重要性不少高校教職員工和學(xué)生對(duì)水電節(jié)能的重要性缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，節(jié)約觀念淡薄，認(rèn)為水電供應(yīng)保障理所應(yīng)當(dāng)由學(xué)校統(tǒng)包統(tǒng)付，辦得起學(xué)校就用得起水電；再就是部分部門福利觀念根深蒂固，靠山吃山，靠水吃水，多收電費(fèi)多提成多福利；還存在節(jié)約能源與己無(wú)關(guān)的思想，對(duì)浪費(fèi)現(xiàn)象視而不見(jiàn)，充耳不聞。高校在教職員工和學(xué)生中對(duì)水電節(jié)約的宣傳工作未能達(dá)到廣度、深度、力度。教職員工沒(méi)能把培養(yǎng)節(jié)能意識(shí)和行為落實(shí)在教書(shū)育人、管理育人、服務(wù)育人的全過(guò)程之中。大學(xué)生也沒(méi)能真正懂得節(jié)約水電資源的重要意義，更談不上節(jié)約水電“從我做起，從點(diǎn)滴做起”。4.3高校用電規(guī)章制度不少高校為了減少水電支出的巨大壓力制定了許多規(guī)章制度和辦法，但都難以因地制宜制定出系統(tǒng)的切實(shí)可行的節(jié)約方案。水電管理涉及方方面面，很難完全達(dá)成共識(shí)，規(guī)章制度在執(zhí)行中往往因?yàn)橐恍﹤€(gè)人利益和小單位利益而擱淺。制度的不完善和過(guò)多的人情干擾導(dǎo)致執(zhí)行不力，這是許多高校水電管理的一個(gè)通病。另外，有些高校水電節(jié)能規(guī)章制度建設(shè)的不完善，缺乏有效的節(jié)能激勵(lì)政策，嚴(yán)重挫傷了一線員工的工作積極性。4.4用電管理隊(duì)伍建設(shè)大多數(shù)高校基本上都有專職的水電節(jié)能管理人員，但大多數(shù)管理人員只是日復(fù)一日，年復(fù)一年地從事計(jì)量抄表和水電收費(fèi)工作，未能開(kāi)展更深層次與水電節(jié)能更貼近的、更專業(yè)的能效分析、節(jié)能挖潛、節(jié)能監(jiān)管和督查等全方位的節(jié)能管理工作。4.5節(jié)能設(shè)備推廣許多高校只是在部分教學(xué)樓和重點(diǎn)教室安裝智能節(jié)電設(shè)備、采用節(jié)能新技術(shù)，未能在全校廣泛推廣應(yīng)用新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝，這也是造成教室照明用電較大浪費(fèi)因素之一，究其原因一是學(xué)校缺乏長(zhǎng)期投資效益的考慮；二是受到相關(guān)經(jīng)費(fèi)的制約。5.高校用電效益分析對(duì)高校教室進(jìn)行照明節(jié)電改造，實(shí)現(xiàn)教室照明終端智能化自動(dòng)控制管理，可以有效地杜絕教室照明用電浪費(fèi)現(xiàn)象，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，從而提高了資源的節(jié)約利用，響應(yīng)了我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召，貫徹了我國(guó)實(shí)行“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略方針。高校教室照明節(jié)電工作是一件功在當(dāng)代，利在千秋的事業(yè)。同時(shí)，通過(guò)高校節(jié)能工作，可以培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約意識(shí)和良好的節(jié)約習(xí)慣，成為社會(huì)所需要的有素質(zhì)懂節(jié)約的人才。這樣才能擔(dān)負(fù)起應(yīng)有的歷史使命，成為建設(shè)“節(jié)約型社會(huì)”的生力軍。5.1曲阜師范大學(xué)教室照明用電狀況分析我們對(duì)日照校區(qū)的教室燈具統(tǒng)計(jì)的情況：對(duì)曲阜師范大學(xué)A樓B樓C樓D樓E樓，分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中，A樓共有516盞燈，靠窗的有96盞，B樓共有222盞燈，靠窗的有66盞燈，C樓共有779盞燈，靠窗的有209盞燈，D樓共有243盞燈，靠窗的有81盞燈，E樓共有390盞燈，靠窗的有79盞燈。在我們統(tǒng)計(jì)的這幾棟樓中共有2150盞燈，靠窗的有531盞，占到了總燈數(shù)的1/4。這2150盞燈按80%有長(zhǎng)明燈的概率，就有2150*0.8=1720盞燈，按一天從早上8點(diǎn)到下午5點(diǎn)長(zhǎng)明，每盞燈兩支燈管共70瓦的話，每天浪費(fèi)的電能1720*70*8=963200（瓦時(shí)）=963.2度電，一學(xué)年中按200天正常的晴天（排除假期和陰天等情況），那么一學(xué)年浪費(fèi)的電能為：963.2*200=192640度電，每度電按0.5元錢計(jì)則需要96320元，若將教室燈通過(guò)細(xì)分控制亮燈的話，那么減少浪費(fèi)用電量更多。若將曲阜校區(qū)的教室照明也算上，每年至少需要20萬(wàn)元以上的無(wú)謂的電能開(kāi)銷。5.2河北科技大學(xué)教室照明用電狀況分析河北科技大學(xué)教室的用電情況:教室采用36W日光燈照明；每天大約使用8小時(shí)，總數(shù)量有10000盞，每年使用8.5個(gè)月。36W電感式日光燈每天的電費(fèi)=（單盞功率+電感鎮(zhèn)流器損耗）×盞數(shù)×電價(jià)×小時(shí)/天= 0.045KW/盞×10000盞×0.6元/度×8小時(shí)/天=2160元/天一個(gè)月的總電費(fèi)=2160元/天×30天/月=64800元/月一年按8.5個(gè)月計(jì)算電費(fèi)=64800元/月×8.5月/年=550800元/年。5.3武漢大學(xué)教室照明用電狀況分析武漢大學(xué)現(xiàn)有各類在校生4萬(wàn)余人，現(xiàn)有建筑面積525272.15平方米，其中教室面積234390.54平方米。按學(xué)生全年在校270天、教室每天照明12小時(shí)、單位面積照明功率10W/㎡計(jì)算，以每度電0.573元計(jì)算。我們可以計(jì)算出武漢大學(xué)每年用電量為：教室面積*每天照明時(shí)間*全年天數(shù)*單位面積照明功率=234390.54*12*270*10=760萬(wàn)度武漢大學(xué)每年用電花費(fèi)：每年用電量*每度電所用花費(fèi)=760萬(wàn)*0.573=450萬(wàn)元即全校教室全年教室照明約為760萬(wàn)度左右。即全校教室全年教室照明需花費(fèi)450萬(wàn)元。5.4青島理工大學(xué)四方校區(qū)我們對(duì)青島理工大學(xué)四方校區(qū)的教室燈具做了一下具體統(tǒng)計(jì)：對(duì)青島理工大學(xué)的一號(hào)樓二號(hào)樓三號(hào)樓，分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中一號(hào)樓一共有840盞燈，靠窗的有240盞燈，二號(hào)樓一共有784盞燈，靠窗的有180盞燈，三號(hào)樓一共有768盞燈，靠窗的有184盞燈。在統(tǒng)計(jì)的這幾棟樓中一共有2392盞燈，靠窗的有604盞燈，占到總燈數(shù)的3/10。這2392盞燈按80%有長(zhǎng)明燈的概率來(lái)算，就有2392*0.8=1914盞燈，按一天從早上8點(diǎn)到下午5點(diǎn)長(zhǎng)明，每盞燈兩支燈管共70瓦的話，每天浪費(fèi)的電能1914*70*8=1071840（瓦時(shí)）=1071.8度電，一學(xué)年中按200天正常的晴天（排除假期和陰天等情況），那么一學(xué)年浪費(fèi)的電能為：1071.8*200=214360度電，每度電按0.5元錢計(jì)則需要107180元，若將教室燈通過(guò)細(xì)分控制亮燈的話，那么減少浪費(fèi)用電量更多。若將黃島校區(qū)，費(fèi)縣校區(qū)的教室照明也算上，每年至少需要30萬(wàn)元以上的無(wú)謂的電能開(kāi)銷。如圖為青島理工大學(xué)四方校區(qū)燈具數(shù)概況。5.5泰山醫(yī)學(xué)院教室照明用電狀況分析我們對(duì)泰山醫(yī)學(xué)院的教室的燈具情況進(jìn)行了相關(guān)調(diào)查。泰山醫(yī)學(xué)院在校生達(dá)到12021人左右，校舍建筑面積75.17萬(wàn)平方米。普通教室為每個(gè)教室16盞日光燈（內(nèi)含2根燈管，每個(gè)燈管的功率為28瓦），全校教室、禮堂、圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室共有220間左右，均按每天多余開(kāi)燈時(shí)間為8小時(shí)計(jì)算，則可得出一天中整個(gè)泰山醫(yī)學(xué)院的浪費(fèi)的電能為：16×2×28×220×7≈1380kwh。而我們通過(guò)采訪泰山醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)實(shí)驗(yàn)中心管理實(shí)驗(yàn)設(shè)備老師得知，泰山醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)影像、核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)設(shè)備（包括CT系統(tǒng)、核磁共振成像系統(tǒng)等大功率實(shí)驗(yàn)儀器）一個(gè)學(xué)期的耗電量也不過(guò)12021kwh。不難算出，泰山醫(yī)學(xué)院一天內(nèi)教室中因?yàn)檎彰骼速M(fèi)的電能可以供實(shí)驗(yàn)中心兩個(gè)星期所有醫(yī)療實(shí)驗(yàn)設(shè)備的用電量。這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字是無(wú)疑是驚人的?？梢岳^續(xù)計(jì)算一下一年內(nèi)泰山醫(yī)學(xué)院因電能浪費(fèi)而造成的經(jīng)濟(jì)損失（按照每年學(xué)生在校時(shí)間為200天，每度電按照0.5元計(jì)算）得到直接經(jīng)濟(jì)損失大約為138000元。也就是說(shuō)如果將這些電能節(jié)約下來(lái)，幾年時(shí)間可以引進(jìn)最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；五年時(shí)間可以利用省下的資金修建水平較高室內(nèi)體育館……6.教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器的市場(chǎng)前景分析通過(guò)對(duì)以上各大高校的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，不難看出因?yàn)楦鞔蟾咝?duì)教室內(nèi)的照明系統(tǒng)管理的束手無(wú)策或置之不理而造成大量電能浪費(fèi)和資金流失。這無(wú)論是校方還是相關(guān)政府部門所不愿看到的。而對(duì)于有類似浪費(fèi)情況的企業(yè)更是迫切希望有可以解決此問(wèn)題的產(chǎn)品出現(xiàn)。我們?cè)O(shè)計(jì)發(fā)明的該教室照明系統(tǒng)節(jié)能控制器，使得室內(nèi)照明系統(tǒng)管理這一難題迎刃而解。6.1市場(chǎng)上相關(guān)產(chǎn)品情況的介紹目前市場(chǎng)上的照明系統(tǒng)節(jié)能控制器主要以“聲控”“光控”開(kāi)關(guān)為主。但顯然，“聲控”照明系統(tǒng)根本就不適合于教室、自習(xí)室。而目前，民用“光控”照明系統(tǒng)的技術(shù)不是特別過(guò)關(guān)，存在運(yùn)行不穩(wěn)定、抗干擾能力弱，使用壽命短等缺點(diǎn)。而且這種“光控”照明控制系統(tǒng)遇到室內(nèi)光線較暗但教室內(nèi)卻沒(méi)人的情況，就會(huì)產(chǎn)生所謂的“誤動(dòng)作”或“誤操作”，也無(wú)法很好的控制室內(nèi)的照明。6.2該項(xiàng)發(fā)明的市場(chǎng)前景分析在進(jìn)行調(diào)研的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不僅僅是各高校相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)此項(xiàng)發(fā)明產(chǎn)生了濃厚的興趣和期望，很多企業(yè)、娛樂(lè)場(chǎng)所等相關(guān)人員也對(duì)該項(xiàng)發(fā)明以及將來(lái)可能形成的產(chǎn)品都有濃厚的興趣。因?yàn)轭愃评速M(fèi)電能情況的不僅僅是高校，在很多大型企業(yè)、公共場(chǎng)館都有“只有人開(kāi)燈而無(wú)人關(guān)燈”的現(xiàn)象，這就直接增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，從而對(duì)其盈利有不利影響。此項(xiàng)發(fā)明的研發(fā)成本大約為500元左右，若可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，加上安裝費(fèi)用和更換工作更加穩(wěn)定的電子器件的費(fèi)用，單價(jià)銷售預(yù)計(jì)在200~400元左右。這個(gè)價(jià)錢是任何學(xué)校或單位所能接受的，若在此基礎(chǔ)加上配套的售后服務(wù)，相信該項(xiàng)發(fā)明所形成的產(chǎn)品將會(huì)有很不錯(cuò)的市場(chǎng)前景。7．結(jié)論本系統(tǒng)是利用激光對(duì)管來(lái)檢測(cè)進(jìn)入教室的人數(shù)，利用光敏電阻檢測(cè)教室內(nèi)光照度，與高性能的PIC單片機(jī)結(jié)合，組成性能穩(wěn)定、控制準(zhǔn)確、成本低、功耗低的系統(tǒng)，市場(chǎng)前景良好。本系統(tǒng)可擴(kuò)展加裝無(wú)線遠(yuǎn)傳控制模塊，使其具備報(bào)警等遠(yuǎn)程服務(wù)、還可以計(jì)算照明時(shí)間長(zhǎng)度及開(kāi)的燈的盞數(shù)，可以粗略計(jì)算用電量。本系統(tǒng)的功能通過(guò)PROTUES完全仿真通過(guò)并做出了模擬樣機(jī)。8.參考文獻(xiàn)[1]學(xué)校公共照明系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究李俊郭玉成華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)【J】，2021.07[2]PIC系列單片機(jī)C語(yǔ)言編程與應(yīng)用實(shí)例張皆喜王茂凌張瑜電子工業(yè)出版社2021.06[3]PIC單片機(jī)實(shí)用教程提高篇（第二版）李學(xué)海北京航空航天大學(xué)出版社2021.08[4]Protel99se電路設(shè)計(jì)技術(shù)（基礎(chǔ)·案例篇）周麗娜中國(guó)鐵道出版社2021.01[5]傳感器集成電路手冊(cè)趙負(fù)圖化學(xué)工業(yè)出版社2021.04

中國(guó)企業(yè)物流運(yùn)作現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略探討摘要：自從2001年中國(guó)加入WTO之后，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)就更加激烈。每個(gè)企業(yè)為了提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，努力提高物流水平，降低物流成本。本文將中國(guó)物流現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)的企業(yè)物流運(yùn)作模式進(jìn)行對(duì)比，提出了中國(guó)的企業(yè)物流發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)鍵詞：企業(yè)物流現(xiàn)狀；運(yùn)行模式；發(fā)展戰(zhàn)略一、中國(guó)企業(yè)物流的運(yùn)作現(xiàn)狀及弊端

物流戰(zhàn)略是很多企業(yè)總體戰(zhàn)略中必須考慮到的一個(gè)重要因素。為了在市場(chǎng)中提升自我競(jìng)爭(zhēng)了，企業(yè)不斷在降低物流成本和提高物流水平上下功夫。無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)際市場(chǎng)上，都能夠最大程度上的降低成本，同時(shí)又不減低服務(wù)水平，獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。企業(yè)物流的管理整體上來(lái)說(shuō)還是處于不完善的階段，大多停留在紙幣時(shí)代。比較先進(jìn)的企業(yè)已經(jīng)配備了電腦，但是依舊沒(méi)有形成系統(tǒng)的體系和網(wǎng)絡(luò)。EDL、個(gè)人電腦、人工智能、專家系統(tǒng)、通信和掃描等先進(jìn)的信息技術(shù)還未在物流運(yùn)作中廣泛地運(yùn)用。但是物流是一種新型的管理技術(shù)，涉及領(lǐng)域?qū)拸V。因此物流管理人員要熟悉掌握企業(yè)內(nèi)物流和因此延伸的整條供應(yīng)鏈的管理知識(shí)，掌握整個(gè)工藝流程，精通物流管理技術(shù)。而我國(guó)現(xiàn)在十分缺乏具備綜合物流知識(shí)的管理和技術(shù)人才，難以滿足企業(yè)物流現(xiàn)代化的需求。二、中國(guó)企業(yè)物流的發(fā)展戰(zhàn)略1990年以來(lái)，在國(guó)外，物流已經(jīng)成為了該國(guó)一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。但是在中國(guó)，物流才剛剛起步。企業(yè)之間生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，市場(chǎng)運(yùn)行的各個(gè)方面展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。具體體現(xiàn)在技術(shù)、人才上包括了物流和供應(yīng)鏈。在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的背景之下，企業(yè)進(jìn)入了一個(gè)微利時(shí)代，產(chǎn)品的成本和利潤(rùn)變得十分透明。而這用競(jìng)爭(zhēng)還會(huì)不斷加深，變得更加激烈，三、發(fā)展物流為當(dāng)務(wù)之急

社會(huì)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境在不斷地發(fā)展變化之中，這就要求中小企業(yè)從戰(zhàn)略發(fā)展的高度出發(fā)去思考物流的發(fā)展問(wèn)題。在大企業(yè)實(shí)時(shí)物流戰(zhàn)略的同時(shí)，作為靈活的反應(yīng)者，中小企業(yè)在市場(chǎng)中，也積極采取了行動(dòng)。希望通過(guò)積極的物流戰(zhàn)略提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力。信息技術(shù)的發(fā)展前景大好，經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的高速發(fā)展，物流業(yè)已經(jīng)顯示出了蓬勃的活力和蘊(yùn)藏的無(wú)限商機(jī)，物流服務(wù)正逐漸成為中國(guó)企業(yè)之中最為經(jīng)濟(jì)合理的綜合服務(wù)模式。中國(guó)進(jìn)入WTO的時(shí)間還不算長(zhǎng)，我國(guó)的中小企業(yè)應(yīng)該及時(shí)把握住這一機(jī)會(huì)，在物流市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較不激烈時(shí)加入物流領(lǐng)域，迅速地占領(lǐng)一定的市場(chǎng)份額。但是如果中小企業(yè)不作為，等時(shí)間再長(zhǎng)久一些，將會(huì)失去發(fā)展物流的優(yōu)勢(shì)。

四、從戰(zhàn)略角度做物流

現(xiàn)下，我國(guó)的許多中小企業(yè)還未意識(shí)到物流戰(zhàn)略以及控制物流成本的重要性。中小企業(yè)應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到物流戰(zhàn)略是提升競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，并且重視自身物流系統(tǒng)地建設(shè)，將物流系統(tǒng)的建設(shè)上升到戰(zhàn)略高度。事實(shí)上，企業(yè)物流成本是除了原材料成本之外的最大成本項(xiàng)目。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的物流成本一般控制在10％左右。而我國(guó)的現(xiàn)狀就不太樂(lè)觀。我國(guó)物流成本一般占總成本30％－40％，鮮活產(chǎn)品占60％左右甚至更多。我們應(yīng)該看到的是系統(tǒng)完善的物流管理可以節(jié)省15％－30％物流成本，很大程度上減少庫(kù)存和運(yùn)輸成本，對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，技術(shù)上和產(chǎn)品質(zhì)量都比不上大企業(yè)。但不得不承認(rèn)的是，中小企業(yè)產(chǎn)品價(jià)格更加受消費(fèi)者青睞，市場(chǎng)需求反應(yīng)更加靈活迅速。一旦中小企業(yè)將物流上升到戰(zhàn)略高度，利用先進(jìn)的物流管理模式，就可以大大的節(jié)省產(chǎn)品成本，進(jìn)一步發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。想要在變幻莫測(cè)的市場(chǎng)中屹立不倒。謀求更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，中小企業(yè)就要把物流放到企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的戰(zhàn)略高度上進(jìn)行思考。除了考慮要怎樣解決倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸和商品配送這些物流的基本問(wèn)題，還要思考怎樣把采購(gòu)、生產(chǎn)和銷售過(guò)程中的物流活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合。做到以業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，使得物流的一體化。最終達(dá)到加強(qiáng)企業(yè)的在瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)當(dāng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。

我國(guó)的中小企業(yè)只有突破地域限制、行業(yè)的局限，放眼于國(guó)內(nèi)外，才能說(shuō)真正意義上做好了戰(zhàn)略制定，最大限度地把握住了機(jī)遇，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。具體來(lái)的說(shuō)，就是首先著眼于當(dāng)前的地域市場(chǎng)的開(kāi)拓，在獲得了本地競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)之后，輻射全國(guó)，放眼于全球。

五、重視物流系統(tǒng)的全面改造

發(fā)展物流并不是一蹴而就的，它需要一步步地前進(jìn)。因此中小企業(yè)要注重制定詳細(xì)的物流重組的長(zhǎng)期實(shí)施計(jì)劃和發(fā)展策略。物流重組需要從物流業(yè)務(wù)流程、組織機(jī)構(gòu)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)等方面展開(kāi)，這樣一來(lái)才有可能慢慢實(shí)現(xiàn)企業(yè)物流向供應(yīng)鏈管理的“橫向一體化”。達(dá)到降低生產(chǎn)、庫(kù)存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的成本，最終給客戶帶來(lái)更大的效益，給消費(fèi)者帶去更大的實(shí)惠。與此同時(shí)，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)者應(yīng)該打破傳統(tǒng)的觀念，不再只是局限于投入產(chǎn)出管理問(wèn)題，如流程再造、壓縮成本、加強(qiáng)培訓(xùn)以及有限資源的合理配置問(wèn)題。企業(yè)的經(jīng)營(yíng)者應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到物流是企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷的基礎(chǔ)，從戰(zhàn)略高度去思考物流運(yùn)營(yíng)成本與市場(chǎng)拓展需要、物流顧客服務(wù)的特殊要求之間的動(dòng)態(tài)平衡，做到將物流系統(tǒng)與營(yíng)銷戰(zhàn)略有機(jī)結(jié)合?，F(xiàn)代化的物流在國(guó)際上又被稱為一體化物流、供應(yīng)鏈管理、銷售鏈管理等等。不同于傳統(tǒng)的物流，現(xiàn)代物流包括了運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸、搬運(yùn)、包裝、流通加工、配送、信息處理、回收等功能。對(duì)我國(guó)的中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)展物流必須重視物流系統(tǒng)的全面改造。以物流供應(yīng)鏈思想作為指導(dǎo)，注意對(duì)物流管理的強(qiáng)化，積極運(yùn)用有效策略，全新打造物流的運(yùn)作與管理體系。

六、從服務(wù)角度做物流

在國(guó)外，廣泛認(rèn)為物流業(yè)歸屬于服務(wù)業(yè)。但是現(xiàn)代物流在中國(guó)還是新興產(chǎn)業(yè)。它的發(fā)展也就緊密伴隨著企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理理念而在發(fā)展。當(dāng)代企業(yè)政府對(duì)物流管理的認(rèn)識(shí)也逐漸提高到了企業(yè)和地區(qū)的戰(zhàn)略理論的高度。當(dāng)代企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理理念的核心正在從產(chǎn)品制造轉(zhuǎn)向產(chǎn)品銷售再轉(zhuǎn)向現(xiàn)代營(yíng)銷和客戶服務(wù)。并且提出了“一切為客戶創(chuàng)造價(jià)值”的現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)理念。人們對(duì)于物流的認(rèn)識(shí)早已經(jīng)從企業(yè)自身的“功能性活動(dòng)”上升為“以滿足客戶需求為目的”、“努力為客戶創(chuàng)造價(jià)值，盡力增加顧客讓渡價(jià)值”的“從供應(yīng)到消費(fèi)的運(yùn)動(dòng)、儲(chǔ)存和配送的計(jì)劃、執(zhí)行和控制”的管理過(guò)程。消費(fèi)者的需求不僅僅是商品。以企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和發(fā)展的角度來(lái)看，物流就等同于服務(wù)。服務(wù)也是物流的物品之一。它是企業(yè)所提供的服務(wù)，“服務(wù)的實(shí)質(zhì)上也是一種商品”，但是這一點(diǎn)卻常常被人們所忽視。七、引進(jìn)專業(yè)物流管理咨詢公司中小企業(yè)自身的專業(yè)力量不足，因此要懂得借助相關(guān)的管理顧問(wèn)公司以及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)來(lái)科學(xué)規(guī)劃企業(yè)的物流戰(zhàn)略、實(shí)施戰(zhàn)略和管理體系。要去了解先進(jìn)物流企業(yè)的作以及這樣運(yùn)作的原因所在。在這一過(guò)程之中，它們的物流服務(wù)理念是如何變化的，怎樣做到滿足客戶需求和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略相銜接。這有這樣，我國(guó)的中小企業(yè)才有可能成功地進(jìn)入一個(gè)新的市場(chǎng)領(lǐng)域，在現(xiàn)有的市場(chǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步地替身自身的服務(wù)水平，拓展市場(chǎng)份額。許多的企業(yè)在管理咨詢方面下了許多的功夫，用以探索新管理方式和學(xué)習(xí)物流技術(shù)的運(yùn)用。中小企想要全面提升企業(yè)的物流運(yùn)作以及管理的水平，更加迅速地構(gòu)建起一個(gè)先進(jìn)的物流系統(tǒng)以及管理平臺(tái)，就應(yīng)當(dāng)充分利用專業(yè)管理顧問(wèn)公司的優(yōu)勢(shì)能力。結(jié)語(yǔ)：戰(zhàn)略性的規(guī)劃、投資以及技術(shù)開(kāi)發(fā)是最近幾年促進(jìn)物流現(xiàn)代化發(fā)展的重要因素。企業(yè)亟需解決的不僅僅是倉(cāng)促運(yùn)輸以及商品配送等最為基本的物流問(wèn)題，最重要是為了解決怎么樣才能在在變化莫測(cè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之中謀求生存與發(fā)展這一問(wèn)題。因此企業(yè)必須做到將物流放在企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理這一戰(zhàn)略高度上去考慮怎樣將采購(gòu)、生產(chǎn)和銷售則一系列過(guò)程與物流相結(jié)合。從而形成以業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，形成物流一體化，達(dá)到增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。物流已然是企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷的基礎(chǔ)。作業(yè)企業(yè)的經(jīng)理，在物流決策方面應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略高度去考慮物流運(yùn)營(yíng)成本和市場(chǎng)拓展需要、物流顧客服務(wù)的特殊要求之間的動(dòng)態(tài)平衡，仔細(xì)思考怎樣才能把物流系統(tǒng)與營(yíng)銷戰(zhàn)略以及企業(yè)的總體戰(zhàn)略靈活結(jié)合。不再像傳統(tǒng)上，只注重如何解決流程再造、壓縮成本等投入產(chǎn)出的管理問(wèn)題以及有限資源的合理配置問(wèn)題。參考文獻(xiàn)【1】孟祥茹

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2013【2】劉鐵鋼

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我國(guó)第三方物流的發(fā)展現(xiàn)狀與運(yùn)作模式探討\o"《湖南經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)》"《湖南經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)》

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2015【3】鄭金花，余洪明

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我國(guó)企業(yè)物流運(yùn)作現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略探討HYPERLINK"/s?wd=journaluri:(587952cbc57554a5)%20%E3%80%8A%E4%BA%A4%E9%80%9A%E4%BC%81%E4%B8%9A%E7%AE%A1%E7%90%86%E3%80%8B&tn=SE_baiduxueshu_c1gjeupa&ie=utf