校園能源管控
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校園能源管控范文第1篇
一、把圖書館作為輸入口。對校園環境起到凈化作用
從文化形態學的角度看，校園文化內容包括：“校園物態文化”（圖書文獻、教研設備、電腦、建筑物等）、“校園精神文化”（中學生特有的思想觀念、情感、價值取向等）、“校園方式文化”（生活方式、行為方式等），其中，校園物態文化是表層的，它要受到另兩種校園文化的影響；而校同精神文化和方式文化的形成與擴張是最難的，需要時間和過程。在對校園文化的質量及其進程起重大作用的諸多因素中，傳播媒介是一個因素，報刊書籍和連續出版物也是一個重要的因素，在這種情況下，學校圖書館作為知識聚集的寶庫，通過搜集、整理、保藏和提供書刊資料，讓學生作為主要吸收文化信息的集聚場所，便很自然地成為校園文化的“原料”供應地、加工地，乃至儲存地、傳播地。根據青島二中學生閱讀情況的調查分析顯示，對中學生影響最大的渠道是社會思潮、影視作品、報刊雜志和文藝作品。如文學、科普、文體、歷史、哲學、政治、軍事等在學生閱讀中占到72%的比例，可見，圖書館在整個校園文化控制系統中的重要地位和作用。
二、發揮圖書館導控功能，引領校園文化趨向
學校圖書館作為全校最主要的文化信息集聚場所，始終引領著校園文化的趨向，此外，學校圖書館本身亦是校園文化不可缺少的部分。也正是如此，才決定了它在校園文化控制中的地位和作用。因為這種特征，使學校圖書館在控制的方法模式上不可能雷同于團委、德育處等職能部門，就學校圖書館控制的方法模式上。一般有三種不同認識：
1、硬控性。學校圖書館往往對一些“有問題”的書刊雜志采取封閉的處理方法，不購人，不外借，對發現的“問題”書刊加以封存、銷毀，而對“好書”則多進，或干脆只借這些書。我們先略去圖書館不是校園文化的唯一信息源這一點，就假設學生只能從圖書館得到外界的影響，那也會使學生們產生逆反和抵觸，起負效應。更何況學校并不是封閉的，學生們可以通過其它渠道得到他們所需要的東西，我們從口袋書和不健康作品進入校園這點就可以看到，學生在學校圖書館借不到這些書，也可到外面租著看或買著看，可見，硬控不是明智之舉。
2、軟控性。不分優劣什么書刊都進，統統流通，并對由此產生的情況聽之任之，使學生讀者兼容百家，這種軟控性可能對一部分學生起到好的作用（這只能由學生自身素質修養決定）。然而，由于學生本身的思想淺薄性，沒有任何導控下的圖書流通，只能造成學生思想的多元化和盲從心理，而這些對易沖動的中學生來講只會引起思想和行為的動蕩。
3、有限控制。（1）堅持以人為本，掌握中學生自身的特點，全面了解與重點導向相結合，注重藏書的計劃性、系統性。注意由淺入深的層次配置，在此基礎上不斷分析學生的閱讀心理，矯正他們的各種心理偏差，使他們不斷地汲取知識營養，提高自身的綜合素質。（2）引導與灌輸相結合，以引導為主。中學生由于年齡、閱歷、興趣所限，識別能力不強，缺乏選擇，讀書往往只是從興趣出發，如：盲目閱讀、逆反閱讀、獵奇閱讀等，所以中學圖書館要有目的、有計劃地制定出導讀書目，為學生提供健康、優秀的書刊資料，有限地控制和積極引導學生讀一些健康和有益的書籍。
校園能源管控范文第2篇
關鍵詞： LED照明； 節能控制系統； GPRS無線通信； RT8482芯片
中圖分類號： TN710?34； TM910.2 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0156?04
0 引 言
相關統計表明，校園照明用電占學校總用電量的比重較大，且照明效果直接影響到學生及教職工的日常生活。目前，雖然各大學校園的照明系統基本上都滿足照明需求，但大多存在不同程度的能源浪費問題。因此，在如今提倡節能環保的氛圍下，對校園照明實施節能改造，采用智能新型照明控制系統將能源浪費控制到最低，是對學校發展提出的迫切要求。
針對目前高校教室照明燈具大多采用手動開關控制，經常出現的教室無人但燈具常亮現象，以及大多使用的熒光燈所造成的弊端：亮度單一不可調節，一定程度上造成了黑板和投影儀幕布反光，影響教學效果；熒光燈具會產生很強的直接眩光，容易引起用眼疲勞等問題，設計了一套適用于高校校園的LED照明節能控制系統。
1 系統設計基本原則
系統設計時，主要從以下五個方面考慮并采取合理的節能減排措施[1]：
（1） 高效電光源是照明節能的重要基礎。目前，LED應用主要集中在信號指示、汽車燈具、景觀照明和特殊照明等領域。隨著對半導體發光材料研究的不斷深入、LED制造工藝的不斷進步、新材料的開發應用，制約LED發展的光效偏低和光通量成本偏高兩大瓶頸問題得以解決，LED燈將憑借其節能、環保、安全、壽命長、色溫彈性大、可控性強等特點及易于制作成點、線、面各種形式光源體的優勢，大規模地應用于各種照明及其他領域。
（2） 選擇合理的照度和照明方式。照度太低，起不到照明的作用；照度太高，既浪費電力資源，又造成光污染。在照明系統設計中，結合各個場所的具體視覺要求，確定照度標準值，同時照度設計留有一定裕量以補償光源老化以及照明燈具積累灰塵后的光通量衰減。在滿足照度標準的前提下，恰當地選用一般照明、局部照明及混合照明等照明方式來節約電力。
（3） 優化布設照明供電線路。照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右，供電距離相等、導線截面積相同的情況下，三相四線制線路供電與單相二線供電方式相比可減少線路損失85%，比兩相三線供電方式的線路損耗也小得多，因此照明系統應盡可能地采用三相四線制供電。同時，盡量采用銅質導線，以降低損耗；盡量避免銅、鋁導線直接連接，以免連接處形成較大的接觸電阻而浪費電能。
（4） 合理布設控制開關并充分利用自然光。設計照明線路時應盡量細化，合理布設照明燈具的控制開關：一個開關控制的燈具數不宜太多，且開關位置安排要恰當，以便于隨手開關燈。根據具體的應用需要，控制開關可以是一般通斷開關、變電阻式調光開關，也可以是時控、光控或聲控開關等。同時，在教室照明設計中最大限度地利用自然光。
（5） 采用智能照明控制系統。實現照明系統智能化控制既可以提高照明系統的控制和管理水平，減少照明系統的維護成本，同時節約電量以減少照明系統的運營成本。
2 設計實例
本文以蘇州大學本部校區的教學樓（主要包括博遠樓、怡遠樓、鴻遠樓、逸夫樓、衛校樓等）和主干校園道路（文星東路、文星西路、東吳路、晴嵐路、清蔭路、鐘樓路、鐘樓西路、鐘樓東路等）照明系統的改造為例。
該校區主要教室照明燈具統計情況，見表1。
階梯教室采用柵格燈具，單個燈具含2支T8熒光燈管，普通教室和活動室則采用單管T8熒光燈。此外，主干道路寬度約為5 m，現有燈具為單側安裝，燈桿高度4.2 m，間隔18 m。經統計，以上路段共有80 W緊湊型熒光燈142盞。
2.1 教學樓照明系統改造設計
以蘇州大學本部普通教室為例，教室面積（長×寬）為8 m×7.5 m，地面與燈具之間的距離約為3.2 m。現以12盞18 W LED燈管代替原有12盞40 W單管T8熒光燈。根據平均照度的估算公式，改造前的平均照度為604 lx，改造后的平均照度為735 lx。在用電量減少約50%的情況下，照度提高了約20%。
教室照明控制系統以微處理器為核心，在手動調節LED燈具亮度的基礎功能上，結合紅外熱釋電模塊、光照度檢測模塊、計數模塊，實現根據輸入的紅外信號、光照信號和人數信號綜合控制教室中日光燈的亮暗，以達到節能減排的目的。同時，微處理器通過GPRS模塊與監控室交換數據，接收指令并上傳相關參數。教室照明控制系統的原理框圖，如圖1所示。
手動調光單元，可根據照明亮度的實際需求，實現10%～100%范圍內連續調光。紅外熱釋電傳感器安裝于教室吊頂中央區域，計數模塊安裝于門的內外墻壁，為控制系統判斷教室是否有人提供信號。光照度檢測模塊對于充分利用自然光至關重要，入射到教室的自然光較強時通過控制系統調節可適當降低照明亮度或者關斷燈具電源，自然光較弱的陰雨天或傍晚，系統自動調節增加照明亮度。
2.2 校園主干道路照明改造設計
系統采用50 W面板型LED燈具替換校區主干道路上的原用80 W緊湊型節能光源，同時引入時控、光控和GPRS無線通信控制相結合的控制方式。時控方式簡單易實現，通過微處理器定時控制路燈開關，但開啟和熄滅時間相對固定，對校園節能不利并且不能根據季節自動調整；光控方式控制準確性較差，在天氣條件不好的情況下容易誤動作。本系統設計中，采用時控、光控和GPRS無線通信控制相結合的方式，利用光控法根據環境明暗情況自動調節路燈亮度，通過時控法實現深夜的隔盞換相照明方式，同時GPRS無線通信控制便于工作人員在監控室臨時調整，既充分節約電能，又增加了系統的靈活性[2]。
2.3 各節點聯網控制方案
當系統需要遠程控制或集中控制時，可利用RS 485、CAN、LIN、DALI、EIB等網絡通信技術，實現控制信號的遠距離和無線傳輸。
GPRS是在現有GSM網絡上開通的一種新型分組數據傳輸技術，具有“永久在線”、“快速登錄”、“按量計費”、“自如切換”、“高速傳送”和“安全可靠”等特點。本系統中，采用GPRS無線通信技術，實現教學樓中的LED照明節能控制系統和校園主干道路上LED路燈控制系統的組網控制，并與監控室建立無線網絡連接，接收監控中心的指令，并且將檢測到的數據或異常信息上傳至監控室。系統節點聯網控制示意圖，如圖2所示。
3 系統相關電路設計
3.1 LED驅動電路
在一定程度上，驅動電路的性能決定著系統的整體性能和壽命。目前，LED驅動一般采用兩種方式：恒壓驅動方式或恒流驅動方式。恒壓驅動電路相對簡單，以前LED光源大多采用此種驅動方式，但不利于保持LED光輸出的穩定性。對于LED而言，其通過的電壓和電流近似成指數關系，而電流和光通量近似成正比關系[3]。采用恒壓驅動方式時，驅動電壓輕微的擾動都會造成光通量大幅度的改變，LED電壓即使只有幾毫伏的升高，其正向電流會有較大的變化。因而，根據LED的V?I特性，要求驅動電路的輸出具有恒流的特性，輸出電壓可自動調整以適應負載的變化，同時驅動電路需要具有較高的效率，并且具備過壓保護、過流保護等措施。基于上述要求，本系統設計了一款基于RT8482芯片的大功率LED恒流驅動電路，具體電路如圖3所示。該電路最大輸出功率可達150 W，且其輸出電壓自適應，同時還具有過壓保護、過流保護等功能，可滿足大部分大功率LED應用領域需求[4?5]。
圖3中，[U1]為升壓恒流輸出芯片RT8482，電容[C3]用作輸入電源濾波，電阻[R8]與電容[C2]實現環路補償，[C4]為軟起動電容，[C5]為偏壓電容，電感[L1]與肖特基二極管[D1]實現能量存儲及升壓輸出，電容[C6]與[C7]用于輸出電壓的穩定濾波，功率電阻[R13～R16]與芯片電流檢測端相結合實現負載電流測量，電阻[R9]與[R10]采取串聯分壓方式檢測輸出電壓大小。[U1]中，EN引腳接入5～20 V電壓時芯片工作使能，ACTL和DCTL端分別連接模擬調光和PWM數字調光信號。
3.3 紅外熱釋電模塊
紅外熱釋電傳感器在控制系統中用于判斷教室人員活動情況：當紅外熱釋電模塊探測到教室內無人但照明燈具依然工作時，控制系統開始倒計時，在設置的延遲時間內未探測到有人進入教室，則自動切斷教室內所有燈具的電源。該系統中，紅外熱釋電模塊采用BISS0001紅外傳感信號處理器，該芯片具有良好的傳感信號集成處理能力，配以少量元器件即可構成被動式的紅外熱釋電檢測模塊，加上菲涅爾透鏡后，能夠探測150°的圓錐范圍，直線探測距離為5 m左右。
3.4 計數單元設計
系統設計中，采用兩套計數單元用于實現人員進出教室判別。其中，一套安裝于教室門外墻壁上，另一套安裝在門內墻壁上，安裝方向和墻面平行。通過監測兩套計數傳感電路的依次輸出信號，實現計數并判斷出入情況。
計數單元電路如圖5所示。該模塊采用一個激光頭和一套光強檢測電路，激光頭發出的光直射在光強檢測電路的光敏電阻上。當有人進出教室遮擋激光時，光敏電阻上的光強變化使其電阻值發生較大變化，電路的輸出隨之發生跳變。
3.5 GPRS模塊
系統設計中，GPRS模塊設計選用Cellon公司的CMS91，它是一種雙頻段GSM/GPRS 10級模塊，具有低功耗、接口接單、AT指令集功能完善等特點。借助于GPRS模塊，實現各個節點的靈活控制與狀態信息的及時反饋。
4 節能經濟數據分析
經統計，蘇州大學校本部現有各類教學教室124間，總計約使用1 830支1 200 mm長T8熒光燈管。下面對使用T8 LED日光燈替換熒光燈后的節能經濟數據進行對比分析，具體數據見表2。
5 結 語
基于LED的節能照明控制系統具有高效、節能、低碳、環保等特點，雖然LED照明改造前期投資較大，但從長遠發展角度來看，其后期節電回報較高，維護成本大大減少。該套系統同樣適用于博物館、大型酒店、地下停車場等照明需求量大的應用場合。
參考文獻
[1] 史光憲，趙旭東.能源與節能管理基礎[M].北京：中國標準出版社，2010.
[2] 陳美謙，劉暾東，周文博，等.基于GPRS的公共照明智能化監控系統設計與實現[J].電力自動化設備，2010，30（9）：114?117.
[3] 羅靜華.大功率LED智能化照明控制系統設計[J].單片機與嵌入式系統應用，2010（1）：50?52.
[4] 朱佳，許宜申，陳太軍，等.基于RT8482的大功率LED驅動電路設計[J].現代電子技術，2012，35（18）：152?154.
校園能源管控范文第3篇
1場地規劃校園選址布局盡可能在城市規劃的文化教育區內，新、老校區應盡量相接或靠近；選址時要考量有無洪澇災害、泥石流及含氡土壤、電磁輻射危害，以及火、爆、有毒物質等危險源威脅。注重土地資源的高效利用，在滿足使用功能的前提下，建設具有適宜尺度的校園空間，規劃合理的建筑密度、容積率、綠化率，為以后的發展留有充足的余地。
2環境規劃校園交通應充分考慮人車分流，合理規劃停車場設施和自行車停放場所；積極實施透水性道路及場地鋪裝，合理設置遮陽避雨設施，營造與自然和諧的校園環境；注重校園自然風貌的構建，也不忽視規劃尺度適宜、親切的小環境；針對校園生活垃圾的性質，進行垃圾分類，實行分區收集處理；對廢棄物進行回收和再利用，對無法回收和再利用的廢棄物集中處理，嚴格處置實驗室、校醫院的有毒有害污染物，減少環境污染；合理布置校園公用衛生間，方便使用并保持環境衛生。
3景觀規劃景觀規劃要統籌考慮集中綠化地塊、道路和建筑物周邊綠化，保證適度的綠化率；樹木種植應注重生態平衡，合理選用適合當地氣候的樹種，合理搭配喬木、灌木、草坪、花卉；注重合理保留原有植被、動物棲息地；校園應結合地域、地形及氣候特征，積極營造具有校園人文氣息，符合師生心理特點和學習、交流、休息、運動等需要的功能性小品、小建筑、校園景觀，校園水系規劃、人造水景應結合自然條件和經濟條件，不可豪華奢侈建設造成資源浪費。
4節能、節水規劃科學計算并預測校園建筑的能源負荷，應充分考慮地域氣候因素與校園建筑使用的特點，合理確定用能需求量；結合當地城市供能狀況，合理優化校園能源系統的結構；因地制宜地利用自然能源，特別是可再生能源。合理地制定節水規劃方案，按“高質高用、低質低用”的原則，生活用水、景觀用水和綠化用水等按用水水質要求分別提供、梯級處理回用。采用雨水、污水分流系統，充分考慮雨水收集儲存和污水的再生回用措施，有條件的校區考慮實施污水的能源化和肥分利用；合理規劃雨水徑流途徑，最大程度地降低地表徑流，采用多種滲透措施增加雨水的滲透量；合理確定節水指標，努力實現澆灌用水避免使用市政自來水和地下水等清潔水源。
5新建建筑規劃高校校園里人流密集，建筑物樓內交通同時率高，從規劃便捷與通達性來考慮，校內“多層建筑”比“高層建筑”有更多優勢；由于“多層建筑”占地相對較多，隨著用地緊張和校園規劃的生長性，采取“低密高容”策略，在不提高建筑密度的前提下適當提高容積率，有選擇地適度規劃“高層建筑”，以節約土地資源和優化校園環境。考慮人流量與電梯使用問題，對行政辦公、科研機構、學術團體、校內接待賓館、專業性強而學生較少的實驗室等功能性用房可規劃安排校園高層建筑，并結合校園主景觀適度布局。建筑布局和平面規劃應根據當地氣候特點和地形特征，注重與校園人文環境及自然環境的協調。
6既有建筑改造規劃既有建筑改造規劃是根據實際需要對原規劃進行微調，必須以不破壞原規劃的科學性、合理性為前提，根據功能性、生長性規劃要求適度地調整；注重對歷史建筑的保護改造，結合校園建設合理定位；應基于學校發展的合理需求和提高建筑物的資源、能源利用效率的原則，充分考慮建筑物的壽命周期、可行性和投入收益比。既有建筑的改造應注重與周圍人文環境及自然環境的協調。一般遵循“三變三不變”的原則，即：校園主體骨架道路不能變，校園主要功能片區定位不能變，校區主景觀軸線和重要景觀節點不能變；同一功能區內的建筑布局可做調整，建筑單體體量可做調整，同一功能區內單體的功能可作調整。
校園設計
1環境設計通過利用自然風貌和人工造景，營造出舒適、和美、適宜的校園環境。采用綠色生態理念，應用現代計算機環境模擬等先進設計技術，優化校園的聲、光、熱、風及水環境設計；總平面規劃設計注意噪音及噪音敏感建筑的合理布局，必要時采取隔離及降噪措施；合理設計建筑布局、朝向，避免建筑間互相遮擋，確保日照及采光需求，建筑設計中積極采用自然光；采用室外綠化、水景、透水性路面鋪裝等措施，緩解熱島效應；利用自然通風改善環境，避免建筑風害；設計與自然和諧的水環境，確保校園的用水安全措施，進行水資源有效利用和雨水、中水、污水的循環利用設計。
2建筑設計參照相關建筑節能設計規范及綠色建筑評價標準，結合校園特點合理進行設計；項目設計應提交節能設計專篇；嚴格執行國家節能規范的窗地比，優化建筑窗墻比，對有保溫隔熱要求的房間外窗優先采用雙層中空玻璃窗，有條件時外窗玻璃材料可采用Low-E玻璃；控制建筑物體型系數（建筑物外表面積與建筑物體積之比），不追求建筑物的奇異、復雜的造型，降低體型系數是降低建筑護結構能耗的關鍵因素之一；北方寒冷地區加強對建筑物圍護結構的冷熱橋節能處理，確保墻面、屋面保溫隔熱性能。宜利用冬季日照并避開冬季主導風向；充分利用夏季自然通風；按照校園建筑的不同功能，進行日照分析，盡量滿足不同建筑的采光需求；教室照明應考慮校園特點，采取合理的控制措施，校園照明應采用節能燈具和光伏板照明燈具。校園暖通空調設備系統要根據建筑物的功能、特性與壽命進行技術經濟分析，合理設計，根據經驗，盡量考慮集中供熱、分控式制冷；電梯系統設計要考慮對應平時運行與寒暑假期運行的模式切換設計。
3建筑能耗分項計量系統按照“量化管理、定額用能”的原則，對冷熱源設備、照明、空調輸配系統、生活熱水等用能設備系統分項計量，并預留數據傳輸接口；根據建筑用能規模和特點建立能耗數據的實時監控系統。
4節水與水資源利用合理設計供水管網水壓，避免超壓出流和爆管；淘汰非節水型器具，采用高效節水型衛生器具。雨水的收集與處理應充分考慮當地氣候條件并結合景觀進行設計，合理確定雨水的積蓄、處理及利用方式；污水、廢水處理可以依據本校條件做專門設計處理。校園內采用分質供水系統，比如市政飲用水供水系統僅供師生飲用、洗浴、洗手等直接影響健康的用水；而沖廁、綠化、道路沖洗等用水宜采用回用水。樹木、花草澆灌改軟管噴灌為綠地微灌，浴室淋浴設備采用射頻卡計費系統。
5可再生能源利用在建筑設計中充分利用各種主動式和被動式太陽能利用技術，并實現與建筑的一體化設計；結合條件采用地熱、地表水源、污水源熱泵及地熱技術。如：學生浴室是校園設施中耗水耗能大戶，應根據條件合理采用太陽能、地熱能等可再生能源。學生食堂洗碗用水利用太陽能加熱，即節約能源又方便使用。
6材料資源利用與節材建筑工程材料要安全、無害；建筑造型要素盡可能簡約，避免大量裝飾性構建；土建、裝修應與新技術材料一體化設計，統一內裝修，避免粗裝修交工后二次改造裝修；采用符合當地地質、氣候特點的新型優質地方材料，盡量選用規格化、半成品化、裝配化的建筑材料。
7室內環境質量校園建筑設計應重視改善室內環境，確保室內的舒適性和人員的健康，體現以人為本的宗旨。為確保室內空氣品質，應盡可能利用自然通風或自然通風與機械通風復合方式；寒冷地區采暖要考慮房間溫度調節措施，場館、食堂、會堂等高大空間建筑宜采用低溫輻射采暖系統、分層空調方式。合理利用天窗、反光板、反光鏡、光導集光等自然采光強化和調控措施；室內采光系數或窗墻比滿足當地光氣候區的要求；室內公共空間照明采用分區照明和自動控制措施，積極利用LED、無極燈、三基色熒光燈等綠色節能燈具；教室照明應結合校園特點設計節能控制方式，避免教室“白天開燈、無人開燈、人少大面積開燈”等電力空耗現象，在教室、辦公樓、學生公寓等樓道盡可能安裝聲控開關等。對建筑設備、機房等應采取消聲、隔震及減震措施，減少相鄰空間的噪聲及震動干擾；沿交通干道的建筑外墻、外窗應有有效的隔聲降噪措施。
結語
校園能源管控范文第4篇
[關鍵詞] 校園教室 智能控制 單片機 節能 人性化管理
0 引言
隨著工業化高速發展，能源問題已成為人們關注的焦點。能源浪費除經濟損失外，還破壞了環境。在校園里，燈光、風扇數量多，工作時間長，用電浪費現象顯著，且人力及管理成本高。調查資料顯示，針對燈光或者風扇節能控制的設計已普遍存在，如蘇州市美術館新館采用智能照明控制系統。還有一些地方，采用風扇智能控制系統，實現“溫度高，風力大，溫度低，風力弱”的性能。這些方案雖然在一定程度上實現了節能控制，仍不能實時控制節能；照明控制采用的是整體狀態控制，風扇控制系統只注重轉速和溫度高低的關系，不能根據人流量進行智能操作。綜上所述，這些系統若應用在校園節能上，并不能起到良好的效果。
本項目將兩者進行創新整合，設計一組可以自動控制燈光和風扇的節能系統。該系統通過室內溫度、光強、人數以及是否在正常工作時間段，通過光、熱傳感器等傳入單片機進行系統處理。自動控制電燈和風扇在規定自然條件下的啟動和關閉、在確定溫度及人員多少的情況下控制風扇的轉速、在規定時間以外電器全部關閉，最終達到節能減排和實現人性化管理的目的。
1 系統設計思路
綜合教室電氣設備開關狀態的若干因素，本項目給出四個參數值：時間、溫度、光線、人數；兩個受控設施：電燈和風扇，其關系原理如圖1所示。
由圖1可知，當系統處于工作時間段、有人存在、光線較暗等情況下，燈光會自動打開。溫度達到預設值，風扇自動開啟。
考慮到實時控制的需要，本項目的系統必須做到實時對信號的采集進行分析及處理。為此，簡單的數字電路已無法滿足需要。經過分析，我們采用單片機作為控制中心模塊，將采集到的參數信息進行判斷并運算，輸出兩個控制信號。系統需要三級結構，初步的架構如圖2所示。
圖2中，外界參數通過傳感器轉換為電信號，經數字電路判別后以高低電平的形式輸入到單片機，單片機根據輸入的各個參量綜合時間等因素進行分析輸出控制信號對受控設施進行控制。傳感器實時對信號進行檢測并送入單片機分析處理，可以保證對受控設施的實時控制。
2 分模塊設計
2.1 信號采集模塊
為實現教室不同區域的電燈和風扇獨立控制，需在教室不同區域進行信號采集。因此，每一個信號采集點均需要裝配傳感器。如在類似矩形的教室中可以考慮在教室四個角落附近各裝配傳感器。若教室偏長，則兩頭和中間區域也需要裝配。為此，我們也需要考慮到采集范圍重疊和采集死角等問題。
針對信號采集，門限值的判定是關鍵。首先，溫度和光照可以設定為到達或超過一個特定值時，判定為“真”，系統進行工作。但是熱釋電紅外傳感器可以改變比較電路的電壓值來改變輸出信號的高低。例如，某一特定的風扇和電燈，與之相匹配的熱釋電紅外傳感器只要檢測到有人存在，則在滿足其他參數的條件下可以開始工作，而其他風扇則需要調高比較電壓數值，使得只有在較多人存在時才會輸出高電平使得該區域內風扇工作。這樣做的好處是：①滿足了有人在且其他條件滿足的情況下就開啟一些電器設備；②當另一區域人不多時，電氣設備不會開啟，使得這部分人自動轉移到已開啟電器設備下；③當人數較多時，會開啟其他區域電氣設備。
2.2 數據分析處理模塊
由于要對多個教室或一個教室的多個區域電器設施進行控制，而單片機引腳有限，我們不是將所有收集到的信息直接交給單片機處理，而是在外部就用數字電路將一些參數信息進行簡單的邏輯運算。例如，將光敏采集到的信號與熱釋電紅外傳感器采集到的信號進行“邏輯與”運算，將輸出值送入單片機，這樣可以節約一半的管腳數量。另外，單片機作為定時系統起到決定工作時間段的作用，這一作用大大節約了教室晚自習后熄燈所耗費的人力物力，使得系統更趨向于人性化。
單片機作為數據分析模塊，需綜合數字電路傳輸來的參數信號及內部時鐘信號，當且僅當輸入參數滿足條件且在工作時間段時輸出開啟控制信號，當條件不成立時則輸出關閉控制信號。
2.3 電路控制模塊
單片機輸出的高低電平不足以驅動電燈、風扇等電機，為了克服這一問題，我們提出采用繼電器的辦法。繼電器能夠很好地被單片機驅動，并可以在高電壓和高電流情況下工作，且輸出端的高電壓電流不會對控制端產生影響。基于以上構想，我們將控制信號輸入繼電器控制信號輸入端，輸出端直接與電機相連。當控制端不滿足條件時，電機不會工作，單片機判斷外部信號及時間等參數均滿足條件時，輸出控制信號將繼電器開啟，實現對電機的控制。
為簡化電路，我們提出將一個區域內的電機并聯后由一個繼電器進行驅動，這樣既不會很大程度上影響系統的智能化，也能節約相應成本。同理，考慮到多教室的控制且教室與教室間的環境參數大體相同時，我們可把控制信號擴展到另一間教室使用。
3 結論
采用單片機為控制器，用紅外、光敏和溫度傳感系統來檢測室內有無人員及室內溫度，設計了一個智能風扇及照明控制系統。該系統可以根據室內的溫度來實時自動控制風扇的開關及風扇的檔位；根據室內的光線來控制燈管的照明；根據是否有人和人員分布來控制是否打開某一區域燈光及風扇的開關，能夠達到智能控制和節能的目的，尤其適用于學校教室、圖書館、樓道照明燈場所。
該系統仍有需要改進的部分：首先，各信號采集模塊穩定性不夠高，較難在惡劣的環境下運行。為了達到更理想的效果，建議在信號采集模塊上增加反饋機制，利用負反饋提高穩定性；其次，單片機接口較少，只能滿足受控電器較少的情況，建議可以改用ARM芯片來設計；最后，如果要用于實際中，需要用PCB印刷電路板，更好地保證不會出現虛焊或電路不穩定等問題。
參考文獻：
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校園能源管控范文第5篇
【關鍵詞】計算機；物聯網；應用
1計算機物聯網相關概念以及關鍵技術分析
計算機物聯網技術是互聯網技術的延伸，指的是通過一定的通信協議，將特定設備接入互聯網中，通過數據通信，實現設備智能化的控制管理。從物聯網相關概念可以看出，物聯網技術主要依托于三大技術的發展，第一，傳感器技術的發展；第二，互聯網技術的發展；第三，嵌入式設備（主要是指操作系統方面）的發展。傳感器可以將物理設備的運行狀態以電子脈沖信號的形式通過各類通信協議（IP協議簇、紅外傳輸協議等）傳輸給嵌入式操作系統（或單片機類型的處理器），進而對相應的數據進行識別，判斷出物理設備的運行狀態，并以此做出適當調整，實現智能控制的目的。當下流行的智能手環設備就是一個典型的物聯網應用，無人飛機、無人汽車以及智能家居設備都是未來物聯網技術的縮影，總之，隨之信息技術和傳感技術的發展，物聯網將煥發出更加蓬勃的生機。需要提及的是，目前物聯網的發展受到網絡方面以及傳感器等方面的制約。在網絡方面，要實現萬物聯網，主流的IPV4協議受到地址空間的限制，顯然已經不能很好的滿足容量需求，另外當前的網絡數據傳輸速度以及數據容量都有待提升，同時網絡安全問題也是亟待解決的重大隱患；在傳感器方面，提升傳感器種類、豐富程度以及將其小型化、微型化處理都是未來物聯網技術需要面臨的挑戰。
2物聯網應用分析
2.1工業方面的應用
物聯網在工業方面的應用，更多的是指在工業控制方面的應用。工業生產往往需要具備一定的工業環境，如高溫、高壓、酸堿度、溫濕度以及必要的機械震動等環境，傳統的人工檢測控制工作耗時耗力，還容易引起較大誤差性，給工業生產帶來諸多的不便。一旦引入物聯網技術，信息處理系統通過終端傳感器獲得的實時數據，能夠對生產過程進行實時控制，同時為了避免傳感器的損壞引起的誤差，可以采取多傳感器并發處理技術，以保障獲取數據的準確度。除此之外，生產企業可以對傳感器采集的數據進行匯總、分析，進而獲得更為精確的第一手數據，并以此為依據進行生產過程的調整。可見，融入物聯網技術的工業成產能夠獲得更為有效的生產控制，同時也為自動化生產奠定了堅實的技術基礎。
2.2農業方面的應用
農業涉及農業資源的管理、農業生產管理、農產品以及農業設備等諸多內容的管控。傳統農業更多的依賴農業生產管理者的農耕經驗，科技在農業方面的應用更多的表現為一些費時費力的工作，如播種、施肥、收割等工作。要對農業方面進行精細化的管控，物聯網技術就顯得格外的重要，通過豐富的傳感器數據能夠科學的反映出農用土地土壤酸堿度、水質、氣象等方面的準確數據，根據這些數據進行農業生產的指導往往比農耕經驗更為科學有效；另一方面，隨著食品安全問題的日益突出，運用物聯網技術能夠實時的對農產品加工儲藏、運輸、供應等情況進行有效追蹤，以快速、透明的信息處理過程進行農業管理是未來物聯網技術在農業方面的應用。
2.3醫療衛生方面的應用
物聯網技術的發展也為醫療衛生方面提供更加豐富的應用。一方面，能夠對藥品生產過程進行實時監控，從科研實驗、到藥物制備到最后的流通銷售環境能夠進行有效的追蹤管理，保障藥用產品的有效管控；另一方面，利用一些微型的傳感器設備能夠實現對人體健康狀況的實時監控，這對于醫療方面有著重要的作用，同時通過實時數據的傳輸也會使得遠程治療更為有效；除此之外，物聯網對于醫療器械的管控、血液信息管理等諸多醫療衛生都有著巨大的幫助。可見，物聯網技術能夠將現代技術更好融入醫學衛生工作，使其更好的造福于人類。
2.4電力方面的應用
相當于傳統電網技術，由傳感器、通信、控制系統構建起來的構建起來的智能物聯電網，可以方便的獲取電網中各基礎節點以及電力設備的運行狀態，使得電力調配、業務信息、流量信息數據匯總和管控得到高度統一，電力系統中資源能夠得到統籌性規劃，實現電力應用的經濟效益與能源效益達到最大化的發揮。因此，物聯網技術對于提升我國電網發展也有著重要的意義。
2.5日常生活方面的應用
在人們的日常生活方面，物聯網技術也顯示出了巨大的潛力。首先，隨著智能家具的逐漸普及，運用物聯網技術能夠使得將各種生活子系統進行有效的整合，人們僅需要簡單的操作便可實現家居生活的統籌性管理；其次，隨著人們生活水平的提升，類似于智能手表、智能手環類的產品會越來越豐富，人們能夠通過簡單的物聯設備獲取自身以及所生活環境的各類可感數據，以此來獲得更為舒適、健康、安全的生活體驗。另外，在日常家居安全方面，物聯網技術也會發揮重要的作用，家居環境自動監控、報警、自然災害檢測、預防也必然有重要的進步。總之，物聯網技術在智能家居方面也有著廣泛的應用。
2.6其他方面的應用
當然，物聯網技術的應用遠遠不止上述內容，在交通、安防、建設、水利、國防等人類生產生活的方方面面都滲透有著物聯網的影子，世界上許多國家甚至已將物聯網發展上升為國家發展戰略，一些著名信息技術公司如IBM的智慧地球發展戰略也相繼被提出，可見物聯網的重要性。總之，運用先進的信息技術、通信技術、傳感器技術構建起來的物聯網技術，再融合日趨成熟的云計算、大數據處理等先進技術，物聯網技術必將引領未來科技潮流，將人類的生活生產方式推向新的高度。
參考文獻
[1]羅永升.物聯網與智慧校園的融合研究[J].信息化建設,2015(10).
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