開題報告-教學(xué)樓照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計

PAGE4華北電力大學(xué)課題名稱：教學(xué)樓照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：xxxxx學(xué)號：xxxxxxxx學(xué)院：xxxxxxxxxxxxxxxx專業(yè)、年級：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx指導(dǎo)教師：xxxxxxxxxx______職稱：講師____畢業(yè)論文(設(shè)計)起止時間：2008年3月—6月一．課題名稱及來源名稱：教學(xué)樓照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計來源：華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院二．本課題的研究目的及意義目前，國內(nèi)各大高校中，同學(xué)們的自覺節(jié)能意識薄弱，在教室光線足夠亮?xí)r也開燈，離開教室后燈還亮著的現(xiàn)象普遍存在；而且教室極多，管理人員也管不過來，這樣就造成了不必要的電能浪費和經(jīng)濟損失。據(jù)人民日報（2009.3.31）的報道，我國照明用電量已占總用量的12%，而對照明時間長，照明場所多的學(xué)校，照明用電量將遠遠超過這個數(shù)字。因此，把節(jié)約能源的觀念引入教學(xué)樓的設(shè)計中具有十分重要的意義。對我校教學(xué)樓的用電情況做了下調(diào)查，情況如下：我校2011年總用電量為15046794.24度，我校僅博學(xué)樓（兩臺變壓器）12月份用電量分別為63206.2度和62526.7度；11月份用電量分別為48476.2度和49116.2度；10月份用電量分別為30681.7度和31103.2度；9月份為25283.2和25610.2度；8月份為14375.2度和14454.7度；7月份為19377.7和19581.7度；6月份為24675.7和24974.2度；5月份分別為23145.7和23412.7度；4月份分別為30186.7和30486.7度；3月份分別為29627.2和30033.7度；2月份分別為19761.7和19689.7度；1月份分別為58149.7和58253.2度。通過運算可以發(fā)現(xiàn)，僅博學(xué)樓去年一年用電量占總用電量的5.1585%，而且這個用電量還不包括綠二、綠三、會一、會二、會三、會四、南區(qū)、東區(qū)和五家渠等教學(xué)樓用電。另外，還對我校部分教學(xué)樓浪費電的現(xiàn)象進行了隨機的調(diào)查。綠二和綠三都是4*4組燈，一組兩個日光燈，一個開關(guān)控制8個日光燈(綠二控制一列，綠三控制一行)。綠二201只有一個學(xué)生在自習(xí)，但是一開就是4組8個日光燈，有6個直接就是在浪費電。綠三301有兩個學(xué)生也在上早自習(xí)，他們沒坐在一行，開了兩組燈，這樣有12個日光燈是在白白浪費電能。會二一樓有30左右的人在答辯，而他們都做在前面教室的燈卻全開著，該教室有30組60個日光燈，直接多開了30個日光燈。會四一教室上課，最后兩排沒有人，燈去開著，最后兩排分別是5組和3組燈，白白開了8組16個日光燈。新教的開關(guān)多，一個開關(guān)控制2-3組燈（4-6個燈），但是，也有下午上完課或自習(xí)，人走教室燈全亮的現(xiàn)象。由于教學(xué)樓浪費電能的現(xiàn)象很嚴(yán)重，因此把節(jié)約能源的觀念引入教學(xué)樓的設(shè)計中具有十分重要的意義。要實現(xiàn)照明節(jié)能主要有兩種方法，一種是選用高效照明光源或燈具，如節(jié)能燈。在保證照明質(zhì)量的前提下，降低照明用電量的根本措施就在于提高照明設(shè)備的效率，即提高光源與燈具的效率；另一種是在現(xiàn)有照明燈具的基礎(chǔ)上照明節(jié)能控制策略，即在充分研究照明對象的需求上，通過優(yōu)化照明系統(tǒng)的運行來達到節(jié)能的效果。在照明燈具方面，大學(xué)教室多采用熒光燈，采用直接照明的方式，比較滿足現(xiàn)有的需求，所以本課題著重論述后面一種方法，改進照明控制策略和運行方式。本設(shè)計主要是針對目前高校教學(xué)樓教室的電能資源浪費嚴(yán)重，教室資源利用不合理，用電設(shè)備控制和教學(xué)管理不足的現(xiàn)狀，設(shè)計了教學(xué)樓節(jié)能控制系統(tǒng)，以達到高校教室用電設(shè)備的合理使用，節(jié)約電能以及改善教學(xué)管理的目的。三．本課題所涉及的問題在國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析提到照明節(jié)能，最容易讓人聯(lián)想到的就是節(jié)能燈具，將普通燈具更換為節(jié)能燈具無疑是最簡單的節(jié)能方案，但是長明燈仍然是我們不想看到的浪費現(xiàn)象，另外，節(jié)能燈價格是普通燈具的幾倍，讓學(xué)校大規(guī)模的進行更換代價太大，而且換下的普通燈具也將造成另一種浪費，這種方案對于我國大多數(shù)高校來說不夠現(xiàn)實。考慮到高校教室具有人員流動性大，長時間開放，無固定作息時間，座位不固定，教室用途多等特點，所以我們的控制必須以人體為信號、光強作為控制開關(guān)燈的依據(jù)。兩者缺一不可。如果，單純依靠光強作為開關(guān)燈控制依據(jù)，就會出現(xiàn)教室無人而光照強度弱時開燈的情況；若單純依靠人體存在信號作為控制依據(jù)，則會出現(xiàn)教室有人而光強足夠時開燈的現(xiàn)象；那么控制的效果就不好，這樣的控制系統(tǒng)就沒有什么意義了。對于光強的檢測的現(xiàn)行方案中，大都采用光敏二極管或者光敏三極管將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，通過光電流的大小來衡量光照強度的大小。這種測量方法只是模糊的給出光強是大是小的概念，完全建立在個人經(jīng)驗或者說個人習(xí)慣上，而國家最新頒布的《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50034-2004》規(guī)定教室、閱覽室等大面積公共照明場所內(nèi)照度不得低于300/x。依靠光敏二極管或者光敏三極管想要給出一個量化的照度值是相當(dāng)苦難的。因此，光的強度依靠個人經(jīng)驗來定強弱，并作為開關(guān)燈的依據(jù)是不夠合理科學(xué)的。對于人體信號的檢測方式主要有兩種方案：第一種方案是將教室作為一個整體，通過安裝在教室門口紅外熱釋放傳感器統(tǒng)計進出教室的人數(shù)，通過室內(nèi)安裝的光敏傳感器檢測光強，只要教室內(nèi)光強不足，就根據(jù)進入教室的人數(shù)打開相應(yīng)數(shù)量的燈。這種方案成本低，設(shè)計方便，但檢測精度低，當(dāng)教室口出現(xiàn)人群擁擠或人流不斷的情況是就難以正常計數(shù)。因此，這種方法控制過于簡單，節(jié)能效果也不太好。第二種方案是將教室分為幾個區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)裝一個人體存在探測器，探測區(qū)域內(nèi)是否有人當(dāng)光強不足時，探測到那個區(qū)域有人就打開哪個區(qū)域的燈，同時其它區(qū)不受以影響。這種方案效果較好，但設(shè)計中方法不夠完善，只要區(qū)域光線不足且有人就開燈，造成人員分布較為分散時打開過多的燈，引起了不必要的浪費，未能達到理想的節(jié)能效果。在人體探測器的選擇上，各方案各不相同：采用旋轉(zhuǎn)云臺、雷達技術(shù)和圖像識別技術(shù)等等，這些設(shè)計所用到器材本身價格較高，而且能耗也較大，雖然其性能較好，但是從節(jié)能經(jīng)濟效益來說是不可取的。因為節(jié)能需要從總體上來把握，總費用上的節(jié)省才是節(jié)能的主旨所在。若是節(jié)能而不節(jié)省，節(jié)能就失去了意義，失去了動力，節(jié)能必然受到抵制。沒有經(jīng)濟的價值的節(jié)能，只是表面的節(jié)能，并非真正的節(jié)能。三、課題的研究內(nèi)容、目標(biāo)及可行性分析3.1課題的研究內(nèi)容1.研究采用光頻轉(zhuǎn)換器代替光敏二極管對光照強度進行量化的可行性；2.采用紅外熱釋電傳感器來探測區(qū)域內(nèi)人數(shù)的可行性，其靈敏度、精度是否能達到要求；3.研究教室的區(qū)域劃分及人體探測器在區(qū)域內(nèi)的安裝問題；4.如何優(yōu)化控制方法，減少教室人員過于分散時開燈較多帶來的電能浪費；5自動控制與人工控制相結(jié)合，完善系統(tǒng)的控制模式；6合理布局整體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化。3.2課題的目標(biāo)1.測量出光強的大小，不再以單純的強弱作為對光強的衡量，使開關(guān)燈的光強控制標(biāo)準(zhǔn)符合國家要求；2.實時并較為準(zhǔn)確的檢測出人數(shù)信號，采取適當(dāng)?shù)目刂品椒?，對采集到的信號做出?zhǔn)確和恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，并由處理系統(tǒng)分析技術(shù)設(shè)置各燈的開關(guān)狀態(tài)；3.加入時間控制，進一步加強了對節(jié)能的監(jiān)管，具體了控制的工作時間與非工作時間的界限；4.通過液晶屏與按鍵配合，完成人工參數(shù)的輸入，實現(xiàn)模式參數(shù)的設(shè)定。5.系統(tǒng)設(shè)有自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便必要時對各燈組的開、關(guān)進行手動操作，使得系統(tǒng)控制更加人性化；6.探討并采用適當(dāng)?shù)目刂品椒?，實現(xiàn)節(jié)能控制。3.3可行性分析：通過對本課題的研究，使我對設(shè)計有了一定的理解，并且通過查閱相關(guān)資料結(jié)合自己所學(xué)的知識，相信在老師的細心指導(dǎo)下，通過個人的努力，可以在規(guī)定時間內(nèi)達到預(yù)期目標(biāo)。四．完成本課題所必須的工作條件(如工具書、實驗設(shè)備或?qū)嶒灜h(huán)境條件、某類市場調(diào)研、計算機輔助設(shè)計條件等等)及解決的辦法硬件條件：1.使用實驗室個人計算機一臺、上位機、下位機；2.實驗室的單片機及仿真軟件；3.圖書館的資料和網(wǎng)絡(luò)資料；4.實驗室的應(yīng)有充足的開放時間。軟件條件：1.我們學(xué)過的相關(guān)基礎(chǔ)課，如電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等課程，這些課程具有研究本課題所需的理論知識基礎(chǔ)；2.自己學(xué)習(xí)的單片機及仿真軟件方面的知識;3.遇到問題可以及時和老師交流。五．程序的主流程圖六．完成本課題的工作方案及進度計劃擬定的工作進度（以周為單位）：第1—2周：熟悉畢業(yè)設(shè)計題目，檢索、查閱相關(guān)資料和文獻，撰寫文獻綜述及開題報告。第3—4周：熟悉及熟練使用相關(guān)軟件。第5—7周，在實驗室進行操作，完成實驗指導(dǎo)書上所要求的實驗。第8—9周，構(gòu)建自己的思路，創(chuàng)新性的研究一些課題，并在試驗臺上驗證它們的可行性。第10周，根據(jù)前面所掌握的知識和做的實驗，編寫實驗指導(dǎo)書。第11周，編寫設(shè)計說明書。第12周：根據(jù)設(shè)計說明書內(nèi)容制作幻燈片，整理相關(guān)畢業(yè)設(shè)計資料，準(zhǔn)備參加畢業(yè)答辯。七．主要參考文獻[1]謝靜,胡耀斌,何霖.教學(xué)樓照明系統(tǒng)的智能控制研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文獻綜述要求介紹與主題有關(guān)的詳細資料、動態(tài)、進展、展望以及對以上方面的評述。因此文獻綜述的格式相對多樣，但總的來說，一般都包含以下四部分：即前言、主題、總結(jié)和參考文獻。撰寫文獻綜述時可按這四部分擬寫提綱，再根據(jù)提綱進行撰寫工作。

前言部分，主要是說明寫作的目的，介紹有關(guān)的概念及定義以及綜述的范圍，扼要說明有關(guān)主題的現(xiàn)狀或爭論焦點，使讀者對全文要敘述的問題有一個初步的輪廓。

主題部分，是綜述的主體，其寫法多樣，沒有固定的格式?？砂茨甏樞蚓C述，也可以按不同的問題進行綜述，還可以按不同的觀點進行比較綜述，不管用哪一種格式綜述，都要將所搜集到的文獻資料歸納、整理及分析比較，闡明有關(guān)主題的歷史背景、現(xiàn)狀和發(fā)展方向，以及對這些問題的評述，主題部分應(yīng)特別注意代表性強、具有科學(xué)性和創(chuàng)造性的文獻引用和評述。

總結(jié)部分，與研究性論文的小結(jié)有些類似，將全文主題進行扼要總結(jié)，對所綜述的主題有研究的作者，最好能提出自己的見解。

參考文獻雖然放在文末，但卻是文獻綜述的重要組成部分。因為它不僅表示對被引用文獻作者的尊重及引用文獻的依據(jù)，而且為讀者深入探討有關(guān)問題提供了文獻查找線索。因此，應(yīng)認真對待。參考文獻的編排應(yīng)條目清楚，查找方便，內(nèi)容準(zhǔn)確無誤。

文獻綜述是對某一方面的專題搜集大量情報資料后經(jīng)綜合分析而寫成的一種學(xué)術(shù)論文，它是科學(xué)文獻的一種。

文獻綜述是反映當(dāng)前某一領(lǐng)域中某分支學(xué)科或重要專題的最新進展、學(xué)術(shù)見解和建議的它往往能反映出有關(guān)問題的新動態(tài)、新趨勢、新水平、新原理和新技術(shù)等等。

要求同學(xué)們學(xué)寫綜述，至少有以下好處：①通過搜集文獻資料過程，可進一步熟悉醫(yī)學(xué)文獻的查找方法和資料的積累方法；在查找的過程中同時也擴大了知識面；②查找文獻資料、寫文獻綜述是臨床科研選題及進行臨床科研的第一步，因此學(xué)習(xí)文獻綜述的撰寫也是為今后科研活動打基礎(chǔ)的過程；③通過綜述的寫作過程，能提高歸納、分析、綜合能力，有利于獨立工作能力和科研能力的提高；④文獻綜述選題范圍廣，題目可大可小，可難可易，可根據(jù)自己的能力和興趣自由選題。

文獻綜述與"讀書報告"、"文獻復(fù)習(xí)"、"研究進展"等有相似的地方，它們都是從某一方面的專題研究論文或報告中歸納出來的。但是，文獻綜述既不象"讀書報告"、"文獻復(fù)習(xí)"那樣，單純把一級文獻客觀地歸納報告，也不象"研究進展"那樣只講科學(xué)進程，其特點是"綜"，"綜"是要求對文獻資料進行綜合分析、歸納整理，使材料更精練明確、更有邏輯層次；"述"就是要求對綜合整理后的文獻進行比較專門的、全面的、深入的、系統(tǒng)的論述。總之，文獻綜述是作者對某一方面問題的歷史背景、前人工作、爭論焦點、研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景等內(nèi)容進行評論的科學(xué)性論文。

寫文獻綜述一般經(jīng)過以下幾個階段：即選題，搜集閱讀文獻資料、擬定提綱（包括歸納、整理、分析）和成文。

一、選題和搜集閱讀文獻

撰寫文獻綜述通常出于某種需要，如為某學(xué)術(shù)會議的專題、從事某項科研、為某方面積累文獻資料等等，所以，文獻綜述的選題，作者一般是明確的，不象科研課題選題那么困難。文獻綜述選題范圍廣，題目可大可小，大到一個領(lǐng)域、一個學(xué)科，小到一種疾病、一個方法、一個理論，可根據(jù)自己的需要而定，初次撰寫文獻綜述，特別是實習(xí)同學(xué)所選題目宜小些，這樣查閱文獻的數(shù)量相對較小，撰寫時易于歸納整理，否則，題目選得過大，查閱文獻花費的時間太多，影響實習(xí)，而且歸納整理困難，最后寫出的綜述大題小作或是文不對題。

選定題目后，則要圍繞題目進行搜集與文題有關(guān)的文獻。關(guān)于搜集文獻的有關(guān)方法，前面的有關(guān)章節(jié)已經(jīng)介紹，如看專著、年鑒法、瀏覽法、滾雪球法、檢索法等等，在此不再重復(fù)。搜集文獻要求越全越好，因而最常用的方法是用檢索法。搜集好與文題有關(guān)的參考文獻后，就要對這些參考文獻進行閱讀、歸納、整理，如何從這些文獻中選出具有代表性、科學(xué)性和可靠性大的單篇研究文獻十分重要，從某種意義上講，所閱讀和選擇的文獻的質(zhì)量高低，直接影響文獻綜述的水平。因此在閱讀文獻時，要寫好"讀書筆記"、"讀書心得"和做好"文獻摘錄卡片"。有自己的語言寫下閱讀時得到的啟示、體會和想法，將文獻的精髓摘錄下來，不僅為撰寫綜述時提供有用的資料，而且對于訓(xùn)練自己的表達能力，閱讀水平都有好處，特別是將文獻整理成文獻摘錄卡片，對撰寫綜述極為有利。

二、格式與寫法

文獻綜述的格式與一般研究性論文的格式有所不同。這是因為研究性的論文注重研究的方法和結(jié)果，特別是陽性結(jié)果，而文獻綜述要求向讀者介紹與主題有關(guān)的詳細資料、動態(tài)、進展、展望以及對以上方面的評述。因此文獻綜述的格式相對多樣，但總的來說，一般都包含以下四部分：即前言、主題、總結(jié)和參考文獻。撰寫文獻綜述時可按這四部分擬寫提綱，在根據(jù)提綱進行撰寫工。

前言部分，主要是說明寫作的目的，介紹有關(guān)