文 献 综 述

随着能源的日益紧张，以及燃烧煤炭等资源带来的社会和环境问题的日渐突出，国家对节能工作的重视程度不断提高，已经将其列入”十一五”工作重点，提出了”建设节约型社会”的号召。教育部也积极响应，提出了”建设节约型高校”的口号，高校节能工作也在全国各地蓬勃开展起来。高校作为培养高素质人才的摇篮，提倡节约的意义也就显得更加重大而深远。

教室作为高校教学的重要场所，一般采用开放式管理模式为主，学生学习基本上无固定的班级教室，无固定的座位；而楼层管理人员仅负责卫生或保卫工作。因此，造成了白天长明灯,无人灯全开以及在夏天电风扇的无效运行的浪费现象在高校司空见惯。从早晨开放到晚上清场，教室照明灯具一直处于开启的现象在不少高校中是普遍存在的。虽然教室的用电设备负荷在整个学校用电负荷中所占的比重不算太大，但是由于它们的数量众多，使用时间最长，使得它们在整个学校用电量中所占的比重一直居高不下，从而带来电力资源的极大浪费。

然而，有相当一部分学校的有关部门，对此教室节能意义认识还是不到位，总认为教室就那么几盏40瓦的日光灯和风扇，不会造成多大浪费，节不节能无所谓。他们可能会为水龙头没有拧紧，滴答水而心疼，会主动地去关闭。但对用电设备浪费却熟视无睹，或者是视而不见。这主要是电能不像流水一样能看得见，是一种无形的、无法用肉眼感知的东西，浪费了也觉察不出来。但从整个学校来看的话，却是一个不小的数字，我们可以估算一下，以某校教学楼照明灯的使用为例:由于每个教学楼的教室大小不一，我们取中等教室为主，该教室总共有六盏日光灯，每个日光灯为40瓦，每层楼有30个教室，共有六层，则整个教学楼教室内照明灯具负荷共计约为60KW，再加上走廊照明，整个大学教学楼照明灯具负荷约为200KW，每天如果按长明灯2小时计算(这是保守的估计)，1天就浪费电能400千瓦时，以该地区电费0.55元/千瓦时计算，折合电费220元。再以学生一年在校270天计算，一年将浪费电能10万多度，折合电费六万元左右。以上估算还未包括线损和照明灯具长时间开启而损坏的部分。从以上计算可以看出，教室照明节能绝不是微不足道的，即使单从经济效益来看，完全也是大有可为的。

部分学校也意识到了教室照明中存在的巨大浪费，采取了各种各样的管理方式，企图来杜绝这种浪费。如:费用包干制、任课教师负责制、组织勤工俭学学生或聘用专职人员进行专门管理，拉闸限电等等。许多学校都采取过这些方法，但始终没能长久坚持下去，也就没有取得理想效果。我们分析有如下原因：一、是从生理上来看，当外界光照强度超过灯具光照度时，人眼就很难察觉有灯存在；二、是从心理上来看，教师和学生精力集中于教学和学习上，不可能分心来观察教室光照度的变化，也就不可能主动去关灯；三、教室管理人员很难了解各个楼层，各个朝向教室的实际情况，加上个人认知差异的影响，很难做出科学和准确的判断，由他们来负责开启和关闭灯具，不是关灯太早或开灯太晚造成学生看不清楚，就是关灯太晚或开灯太早而造成浪费。

其次，学生对教学楼教室的利用状况的未知往往造成有些教室人满为患，有些教室无人问津的状况。从而由于管理不当而影响教学资源分配等种种问题。

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。各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，这种的浪费与当今的节约能源理念相违背。再者，现代自动化程度不断提高，计算机技术的普及，灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。例如楼道灯光的自动控制等等。所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。于是，开发简便、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。

目前，世界各地发电的主要原料是煤炭、石油和天然气，而丹麦在能源利用方面的成功经验提供了很好的借鉴。从1974年以来，尽管丹麦国民收入增长了50%，丹麦总的能源消费量并没有增加。丹麦是OECD成员国中能源消耗量和国民收入比值最小的国家。他们不断地提供一些节能供热系统，例如丹麦热电同供热电厂(CHP)，而且，他们尽可能的有效利用资源。这样，他们的能源使用总效率达到了90%。丹麦政府很重视住房空间用电的节能，并设立了对新建房屋节能的诸多要求。数据显示，居民入住有节能装置的房子时，他们要支付比没有节能方案房屋高出8%的费用。其节能项目经验在欧盟国家中广为流传。还有，欧司朗一斯维尼亚公司不断的推出新型高输出的荧光灯，节约6%的总系统功率，并具有更高的光通和平均光通量。飞利浦照明公司推出的陶瓷金卤灯代替过去的卤钨灯，可节能60%的电能。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。

基于以上种种原因，提高教室用电效率就成为学校节能的重要且主要的措施之一，因此节能技术的重要手段之一就是教室灯关自动控制系统的设计无疑就成为其中一项重要课题。

本课题设计的控制器可有效的实现教室灯光的智能控制。其主要是受光的亮度，人是否存在等外界因素影响。环境光的强度达到一定值时关闭已开的灯，环境光强度在一定阀值以下且有人存在时保持灯开，实验证明这种方案可以实现对教室灯进行智能控制。 教室灯光控制器一般安装在教室内避开电灯直射的位置，且人体传感器安置时应使人体活动方向与人体传感器中热释电元连线方向垂直，这样可使人体存在信号采集更加灵敏、可靠。