時(shí)間：2023-02-27 11:11:48
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇照明工程論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
強(qiáng)電部分主要內(nèi)容包括：本論文由應(yīng)屆畢業(yè)生網(wǎng)yjbys.com/整理提供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括負(fù)荷計(jì)算等。
弱電部分主要內(nèi)容包括：有線電視、公共廣播系統(tǒng)及綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
消防部分主要報(bào)警系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。
本次設(shè)計(jì)完成圖紙共18幅，繪圖采用AUTOCAD軟件繪制。
本電氣設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的是通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉獨(dú)立分析和解決建筑電氣設(shè)計(jì)問題的能力，為未來的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
Abstract ：This thesis mainly explains the electrical design basis ,principle, methods and the conclusion of the design choice in each system in the design of certain office building. The thesis includes six Chapters. previous four Chapters are mostly about the design of the forceful electric power Part ；Chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current and fire-fighting.
The part of the forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and rounding for lightening systematical compose ，among others include load calculation, illumination calculation .
The part of the light current mainly including: CATV, Public Broadcasting System, Closed Circuit Monitoring TV and Premises Distribution System and so on.
The part of the fire-fighting mainly including:the design of the warning system and linked system etc.
The design adds up to 34 electric charts. Including 17 graphics for the forceful electric power parts ,9 graphics for the light current parts and 7 graphics for the fire-fighting parts. All drawn by AUTOCAD.
This electrical design of the office building is a graduation design，The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.
目 錄
一．緒論 6
1.1．建筑電氣概況 6 1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 6
二．配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9
2.1負(fù)荷分級 9
2.1.1一級負(fù)荷 9 2.1.3三級負(fù)荷 9
2.2負(fù)荷的供電要求 9
2.2.1一級負(fù)荷的供電要求 9
2.2.2二級負(fù)荷的供電要求 9
2.2.3三級負(fù)荷的供電要求 10
2.3本工程的負(fù)荷分級及供電要求 10
2.3.1本工程的負(fù)荷分級 10
2.3.2本工程負(fù)荷的供電要求 10
2.4負(fù)荷計(jì)算 10
2.4.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容 10
2.4.2負(fù)荷計(jì)算的方法 10
2.4.3負(fù)荷計(jì)算的公式 11
2.4.4負(fù)荷計(jì)算表 11
2.5變（配）電所所址選擇,結(jié)構(gòu)型式 11
2.5.1變（配）電所所址選擇 11
2.5.2變（配）電所結(jié)構(gòu)型式 12
2.6變壓器類型,臺數(shù),容量選擇 12 2.6.2變壓器臺數(shù)選擇 12
2.6.3變壓器容量選擇 12
2.7配電方式 12 2.7.2低壓配電方式 12
2.8電纜選擇及敷設(shè) 13
2.8.1電纜選擇的原則 13
2.8.2電纜選擇的結(jié)果 13
三．照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14
3.1總則 14
3.2照明光源選擇 14
3.3照明燈具選擇 14
3.4照度和照明方式選擇 15
3.5一般照明 15
3.6應(yīng)急照明 16
3.7照度計(jì)算 17
四．建筑物防雷，接地系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18
4.1建筑物的防雷分類 19
4.2建筑物的防雷措施 20
4.3本建筑的防雷系統(tǒng) 22
英文名稱：China Illuminating Engineering Journal
主管單位：中國科協(xié)
主辦單位：中國照明學(xué)會
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1004-440X
國內(nèi)刊號：11-3029/TM
郵發(fā)代號：
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1988
期刊收錄：
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽(yù)：
聯(lián)系方式
中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·電光源中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·電關(guān)健詞：高桿燈照度高壓鈉燈
中圖分類號： J914 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
一、本設(shè)計(jì)依據(jù)：
1、《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）
2、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ-10）
3、《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》。GB 50169-2006
4、《電氣裝置安裝工程電纜線路施工驗(yàn)收規(guī)范》GB 50168-92。
5、《城市中低壓配電電網(wǎng)改造技術(shù)原則》DL/T599-2005
二、工程概況：
1、海星廣場：該廣場位于2013錦州世界園藝博覽會主入口。設(shè)計(jì)其平均照度不小于35LX，高桿燈桿高為16米，光源采用4*600W高效節(jié)能高壓鈉燈，采用截光型燈具。根據(jù)廣場實(shí)際情況，高桿燈配置方式為雙側(cè)對稱布燈，共8基，外觸發(fā)配燈。
2、電源：海韻大道電源引自園區(qū)內(nèi)配電室，位置詳見平面圖，路燈專用控制箱為新建。海星廣場電源分別引自D-AL5、E-AL2，高桿燈控制箱為新建。
3、控制方式：選用路燈專用控制箱對路燈的開啟進(jìn)行控制。路燈控制采用手動(dòng)與自動(dòng)（微電腦時(shí)控開關(guān)）兩種方式。
二、施工要求：
1、電纜溝、路燈基礎(chǔ)電纜敷設(shè)及有關(guān)施工工藝應(yīng)符合圖紙中的技術(shù)要求。電纜在路面下PE管保護(hù)。
2、基礎(chǔ)混凝土為C25#，在基礎(chǔ)制作時(shí)先將基礎(chǔ)坑邊的余土清凈，并用敷蓋將坑的四壁支設(shè)模板，澆注時(shí)用震搗棒進(jìn)行震搗，確保混凝土的密實(shí)。
3、電纜敷設(shè)先清理溝底，回填時(shí)應(yīng)每回填30cm夯實(shí)一次，保證回填的密實(shí)度。
4、電纜在路燈基處做接頭，在接頭時(shí)應(yīng)有適當(dāng)?shù)念A(yù)留。
5、引上線處應(yīng)加保險(xiǎn)，做單燈保護(hù)。燈具應(yīng)設(shè)置電容補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，補(bǔ)償后單燈功率因數(shù)將不小于0.85。
6、地腳尺寸以燈具廠家提供的為準(zhǔn)。
7、燈桿中心距邊石外側(cè)1000mm，基礎(chǔ)上表面抹面后與邊石上沿平齊。
8、電纜與其它地下管線相交、和部分平行時(shí)，應(yīng)按規(guī)范要求加套管保護(hù)，并保證規(guī)范要求的安全距離。其工程量的調(diào)整應(yīng)以現(xiàn)場實(shí)際情況為準(zhǔn)。
9、燈桿內(nèi)引上穿線為BVVB-2*2.5護(hù)套線。
三、接地：
1、接地系統(tǒng)為TN-S系統(tǒng)，該工程的接地體均為接地模塊。
2、在沿線每180-200m處做一個(gè)接地極，用鍍鋅扁鋼與相近的兩個(gè)燈桿相聯(lián)，形成一個(gè)接地網(wǎng)，確保箱變處接地電阻不大于4歐姆，每回路中接地電阻不大于10歐姆。
3、接地模塊的上表面距地不小于0.9m，接地模塊四周應(yīng)有導(dǎo)電良好的土并做夯實(shí)處理，接地模塊在與接地線聯(lián)結(jié)后應(yīng)用中性凡士油進(jìn)行封閉。
四、其它：
1、燈具擺布時(shí)遇有高壓電塔，路口，大門口等特殊情況時(shí)，應(yīng)視現(xiàn)場情況適當(dāng)調(diào)整，實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置變動(dòng)較大時(shí)需與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系。
2、本說明未盡事宜，見有關(guān)規(guī)范、規(guī)程。
附圖一：照度計(jì)算表
附圖二：照明平面圖
參考文獻(xiàn)
1、《照明工程設(shè)計(jì)手冊》趙振民 航空工業(yè)出版社
關(guān)鍵詞：選煤廠；電氣工程設(shè)計(jì)；有關(guān)問題
Abstract: there are many factors of electrical engineering design for coal preparation plant design, not only including also includes the design, distribution room of the low-voltage distribution system design, the voltage transformer connection group design and lighting earthing design, scientific design for the safe use of electricity coal preparation plant, below according to design, voltage transformer connection group design and lighting design of grounding of electrical engineering design of coal preparation plant.
Keywords: coal preparation plant; electrical engineering design problems
[中圖分類號] TV52 1 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]
一、引言
選煤廠中電氣工程的設(shè)計(jì)是選煤廠設(shè)計(jì)的重要組成部分，其科學(xué)性關(guān)乎著選煤廠日后的使用安全性，選煤廠電氣工程的設(shè)計(jì)要求相對較高，關(guān)于其具體的設(shè)計(jì)要求國家相關(guān)部門有著明確的規(guī)定，在選煤廠電氣工程的設(shè)計(jì)過程中，不僅要嚴(yán)格的遵循國家相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程，也要考慮到選煤廠的實(shí)際情況，根據(jù)選煤廠的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及后續(xù)使用的安全。
二、選煤廠電氣工程設(shè)計(jì)的有關(guān)問題
（一）選煤廠配電室的設(shè)計(jì)
選煤廠配電室的設(shè)計(jì)是電氣工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分，對于配電室的設(shè)計(jì)以及電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格的遵循《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定要求來進(jìn)行，此外，對于選煤廠配電室的設(shè)計(jì)不僅要按照規(guī)定要求來進(jìn)行，還要考慮到選煤廠的實(shí)際環(huán)境，對于選煤廠內(nèi)部的原煤準(zhǔn)備車間、易發(fā)生火災(zāi)和爆炸的場所、原煤倉等煤塵聚集的區(qū)域，要嚴(yán)格的按照《特殊環(huán)境電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》來進(jìn)行，對于安裝電氣設(shè)備的房間，其出口應(yīng)該通向無火災(zāi)以及無爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中，如果安裝電氣設(shè)備的房間必須要與有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境相通時(shí)，那么在設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要注意，電氣設(shè)備安裝的房建必須要保證相對正壓，以避免安全事故的發(fā)生。此外，對于配電室房間位置的設(shè)置，盡量將其安排在一層，并將門朝向車間外，在配電室與車間之中設(shè)置實(shí)體墻相隔，如果一層沒有位置設(shè)置配電室，必須要設(shè)置到車將的上層時(shí)，那么就需要優(yōu)先將配電室設(shè)計(jì)在廠房的旁邊，保證配電室可以與車間分開設(shè)置，并在室外設(shè)置好出入配電室的門，如果由于客觀環(huán)境的限制必須將配電室設(shè)置在車間中部時(shí)，且配電室的出口必須與危險(xiǎn)環(huán)境相連時(shí)，就要根據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)的要求，在配電室中安裝好強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施，保證工作環(huán)境的安全。
（二）低壓配電系統(tǒng)之中關(guān)于電壓等級的設(shè)計(jì)
一般情況下，我國選煤廠低壓配電系統(tǒng)電壓等級包括380V以及660V兩種，大中型的洗煤廠一般都是使用660V的低壓配電系統(tǒng)，在選用660V的低壓配電系統(tǒng)時(shí)，變壓器是通過中性點(diǎn)電阻接地，并設(shè)置了相關(guān)的漏電保護(hù)裝置，在660V的低電壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要注意，對于塑殼斷路器的選擇一定要滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，在選擇時(shí)，要核對廠家的設(shè)計(jì)數(shù)值，看其參數(shù)能否滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求；同時(shí)，做好漏電保護(hù)的選擇，對于漏電保護(hù)的設(shè)計(jì)可以分為三級，第一級就是在回路中加裝漏電保護(hù)裝置，也就是在供電系統(tǒng)末端增加漏電保護(hù)裝置，第二級就是在配電出口處增加漏電保護(hù)裝置，第三級就是在變壓器中性點(diǎn)中增加漏電保護(hù)裝置，在實(shí)際的設(shè)置過程中，要根據(jù)動(dòng)作電流的差別進(jìn)行選擇性設(shè)計(jì)，保證漏電保護(hù)工作一定要做到位。
（三）關(guān)于變壓器結(jié)線組別的設(shè)計(jì)
對于變壓器結(jié)線組別的設(shè)計(jì)，國家《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有著明確的規(guī)定，一般宜選擇D，yn11結(jié)線變壓器，這種變壓器與一般的變壓器相比，具有一些優(yōu)點(diǎn)，不僅有利于高次諧波電流的抑制，單相接地短路故障的切除，也可以充分的利用出變壓器的設(shè)備能力，普通變壓器要求中心線的電流不能超過低壓繞組額定電流量的25%，這就在很大程度上限制了單相負(fù)荷的容量，變壓器的能力也能以得到充分利用，而D，yn11結(jié)線變壓器與普通的變壓器相比而言，其中性線的電流可以達(dá)到相電流75%以上，在這種情況下，變壓器的容量就可以得到充足的使用，因此，在變壓器結(jié)線組別的設(shè)計(jì)中，宜選擇D，yn11結(jié)線變壓器。此外，在選煤廠的電氣工程設(shè)計(jì)中，干式變壓器的應(yīng)用也十分的廣泛，將干式變壓器安裝在配電室內(nèi)，可以在一定程度上減少土建投資，節(jié)約使用空間，但是，干式變壓器也有著一些不足之處，突出表現(xiàn)就是變壓器繞組絕緣對于其使用壽命的影響較大，散熱條件也不夠好，因此，在安裝干式變壓器的過程中一定要考慮到柜體的散熱，并使用溫度監(jiān)測設(shè)備對變壓器運(yùn)行的溫度進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)測。
（四）關(guān)于照明的接地設(shè)計(jì)
選煤廠中照明燈具的觸電保護(hù)方式等級分為四種，0類；I類；II類；III類，安全性能從低到高排列，0類燈具如果其絕緣失效，那么只能依靠外部條件絕緣；I類燈具接觸部分有保護(hù)裝置，如果絕緣失效，一般不會產(chǎn)生危險(xiǎn)；II類燈具除了具有基本絕緣裝置以外，還有補(bǔ)充絕緣裝置，安全性能和絕緣性能均較好；III類燈具使用特級安全電壓，燈具內(nèi)部也不會產(chǎn)生高于特級安全電壓的電壓，這類燈具的安全程度也是最高的，0類燈具的使用很少，I類、II類、III類的燈具使用最多，在使用I類燈具的時(shí)候，要嚴(yán)格的遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，將燈具外露可導(dǎo)電部分進(jìn)行可靠接地設(shè)計(jì)，照明回路則使用三芯出線的方式，以保證照明燈具的接地安全。
三、結(jié)語
選煤廠電氣工程的設(shè)計(jì)要求相對較高，在具體的設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格的按照國家相關(guān)部門有著明確的規(guī)定，并根據(jù)洗煤廠的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證整個(gè)電氣工程的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
【1】徐曉祚：淺議選煤廠電氣設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題[期刊論文]，煤炭工程，2011，01（20）
【2】黃明霞、高宇：對選煤廠設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能的探討[期刊論文]，煤炭加工與綜合利用，2007，08（25）
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化商場自動(dòng)化控制，應(yīng)用價(jià)值
目前，智能化管理已成為時(shí)尚，推動(dòng)著商業(yè)與整個(gè)流通業(yè)產(chǎn)生全方位、多層次的巨大變革，特別是電子技術(shù)向商業(yè)領(lǐng)域的全面滲透已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)最活躍的時(shí)期，“商場自動(dòng)化”、“商業(yè)信息化”等一些新的技術(shù)概念已深入人心。商場現(xiàn)代化的范圍不僅涵蓋了管理現(xiàn)代化、電子商務(wù)、物流管理，同時(shí)也包含了建筑智能化等內(nèi)容。免費(fèi)論文，應(yīng)用價(jià)值。樓宇自控系統(tǒng)(BAS:Building Management Automationg System)是建筑智能化的一部分，它是傳統(tǒng)建筑工程和新興信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它主要功能是調(diào)節(jié)、控制建筑內(nèi)的各種設(shè)施，包括變。配電、照明、通風(fēng)、空調(diào)、電梯、給排水、消防、安保、能源管理等；自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對電力、供熱、供水等能源的使用、調(diào)節(jié)與管理，從而保障工作或居住環(huán)境即安全可靠，又節(jié)約能源。
商場電力系統(tǒng)由于技術(shù)和設(shè)備原因，在國內(nèi)一直未受到廣泛關(guān)注，絕大多數(shù)商場然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式；部分商場雖然采用自控系統(tǒng)來監(jiān)視照明，但也只能實(shí)現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時(shí)開關(guān)功能，無法實(shí)現(xiàn)調(diào)光、場景控制等功能來靈活自如地管理照明設(shè)備；大量的發(fā)熱光源的使用，不僅效率低下，也為商場安全帶隱患；空調(diào)系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)主要采用人工控制的方法，無法根據(jù)天氣變化或空氣狀況為客戶提供舒適的購物環(huán)境；從大多數(shù)商場火災(zāi)的原因分析來看，主要是由電路負(fù)荷過重或電氣設(shè)備故障而引起的，而由于缺少相應(yīng)的監(jiān)控及自動(dòng)保護(hù)措施，一些火災(zāi)最終造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡；在電力的分配方面，主要通過估算的方式在建設(shè)初期進(jìn)行電力系統(tǒng)平衡，無法在經(jīng)營中對電力能源的供給進(jìn)行平衡，使得系統(tǒng)運(yùn)行在不對稱的環(huán)境，浪費(fèi)寶貴的電力資源。
因此，在商場中采用樓宇自控系統(tǒng)，主要的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
創(chuàng)造有效率的商場照明環(huán)境、實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的功能：樓宇自控系統(tǒng)中的智能照明控制系統(tǒng)使用時(shí)序控制器、感知器等元件來做聯(lián)動(dòng)控制時(shí)，照明燈具的開關(guān)成為自動(dòng)控制方式，可創(chuàng)造出一個(gè)有效率的工作環(huán)境，節(jié)省了能源。另外，整個(gè)商場的照明狀態(tài)可以在監(jiān)控室、管理室集中控制與監(jiān)視，可以有效的做到集中監(jiān)控管理，以節(jié)省更多的能源。采用分布式智能照明控制系統(tǒng)，可以使照明系統(tǒng)工作在全自動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)將按預(yù)先設(shè)定的若干基本狀態(tài)進(jìn)行工作，這些狀態(tài)會按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間相互自動(dòng)地切換。免費(fèi)論文，應(yīng)用價(jià)值。此外，還可以通過編程隨意改變各區(qū)域的光照度，以適應(yīng)各種場合的不同場景要求。例如，在靠近窗戶等自然采光較好的場所，系統(tǒng)會很好地利用自然光照，調(diào)節(jié)到最合適的水平。當(dāng)天氣發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)仍能自動(dòng)將照度調(diào)節(jié)到最合適的水平?？傊?，無論在什么場所或天氣如何變化，系統(tǒng)均能保證商場內(nèi)照度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。
適應(yīng)商場布局變化，合理調(diào)整負(fù)載平衡。免費(fèi)論文，應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)商場的格局發(fā)生變化時(shí)，往往需要對電力資源進(jìn)行重新調(diào)整，采用樓宇自控系統(tǒng)后，可以通過變換開關(guān)的設(shè)置達(dá)到調(diào)整的目的，采用分布式電力控制系統(tǒng)將控制功能分散給系統(tǒng)中每一個(gè)模塊，各功能模塊之間可通過網(wǎng)絡(luò)總線直接相互通信，預(yù)置參數(shù)獨(dú)立存儲在每個(gè)模塊中，當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，只是與該模塊相關(guān)的功能失效，若模塊所在回路出現(xiàn)故障，也不會影響其他回路的正常工作，從而大大提高了系統(tǒng)調(diào)配的效率。
樓宇自控系統(tǒng)還可將普通照明人為的開與關(guān)轉(zhuǎn)換成了智能化管理，實(shí)現(xiàn)不同營業(yè)環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，配合不同的營業(yè)場景，對亮度和燈光效果進(jìn)行設(shè)置，通過記憶功能，讓電腦自動(dòng)記憶設(shè)置的燈光效果，可根據(jù)需要隨時(shí)改變設(shè)置，從而大大減少商場的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，并帶來較大的投資回報(bào)。免費(fèi)論文，應(yīng)用價(jià)值。照明控制采用軟件啟動(dòng)的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免受熱沖擊，使燈具壽命延長2倍～4倍，不僅節(jié)省大量燈具，而且大大減少更換燈具的工作量，有效地降低了照明系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，還能對大多數(shù)燈具(包括白熾燈、日光燈，配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等)進(jìn)行智能調(diào)光，容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的互換性，減小設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。免費(fèi)論文，應(yīng)用價(jià)值。
樓宇自控系統(tǒng)可根據(jù)氣候、溫度的變化和測量空氣中CO2等的含量對商場內(nèi)的空氣環(huán)境進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，從而使得商場保持較好的環(huán)境。免費(fèi)論文，應(yīng)用價(jià)值。通過采用變頻方式調(diào)節(jié)空調(diào)的送風(fēng)量，使之與室內(nèi)負(fù)荷相匹配，能夠在滿足空調(diào)要求同時(shí)，大幅節(jié)約電耗。
樓宇自控系統(tǒng)中的防火及保安系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控及自動(dòng)保護(hù)，可以有效地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中上的故障和隱患，從而及時(shí)排除事故，保證商場的安全等。
總之，樓宇自控系統(tǒng)在我國尚處于發(fā)展階段，還有許多新的技術(shù)和先進(jìn)的管理技術(shù)正在探索中，從現(xiàn)在所具有的功能上來看，非常適合于在商場這種大型、人員集中、電能消耗較大的企業(yè)實(shí)施，從而達(dá)到減小商場運(yùn)行成本，改善商場購物環(huán)境的目的，實(shí)現(xiàn)商場自動(dòng)化管理。因此，樓宇自控系統(tǒng)在商場現(xiàn)代化中具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
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關(guān)鍵詞：道路照明;風(fēng)光互補(bǔ);ZigBee;智能控制
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）12-00-03
0 引 言
城市照明的迅速發(fā)展在改善城市環(huán)境、完善城市功能、提高市民的生活素質(zhì)發(fā)揮重要作用的同時(shí)也加大了對能源的需求和消耗，加劇了城市供用電緊張。據(jù)中國照明學(xué)會統(tǒng)計(jì)，由于線路損耗、夜間超負(fù)荷運(yùn)行等原因，城市道路照明的電能利用率不到65%，耗電總量占中國發(fā)電總量的2%左右，節(jié)能潛力巨大[1]。除此之外普通城市照明還存在監(jiān)控管理方式落后，安全性能較低等問題。
我國提出的建設(shè)資源節(jié)約型社會的目標(biāo)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的任務(wù)為上述問題的解決提供了很多思路。其中風(fēng)力與太陽能互補(bǔ)路燈采用風(fēng)能與太陽能為能源，無需開溝埋線，具有不受供電影響，不消耗常規(guī)電網(wǎng)能源，安裝簡便，綠色環(huán)保，無安全隱患等優(yōu)點(diǎn)，是解決上述問題的一種重要解決方案，具有極高的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
為了保證路燈的正常使用，使路燈始終工作在最優(yōu)狀態(tài)，管理機(jī)構(gòu)需要對路燈的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理。但是在目前通常風(fēng)光互補(bǔ)路燈的設(shè)計(jì)中，為了簡化布線，每個(gè)路燈均為一個(gè)獨(dú)立的光伏系統(tǒng)[2]。圖1所示，每套路燈均由太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、路燈控制器、蓄電池組、路燈燈頭以及架桿組成，各燈之間相互獨(dú)立，沒有線路連接，無法以傳統(tǒng)布線的方式對風(fēng)光互補(bǔ)路燈的進(jìn)行監(jiān)控和管理。
針對上述問題，論文引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了一種基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明智能控制系統(tǒng)，通過在每一盞路燈的控制器安裝ZigBee節(jié)點(diǎn)構(gòu)建ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，并在管理機(jī)構(gòu)搭建路燈智能監(jiān)控管理平臺，將管理機(jī)構(gòu)與每一桿路燈連接起來，最終實(shí)現(xiàn)管理機(jī)構(gòu)（監(jiān)管平臺）對每一盞路燈的工作狀況全方位的分布式自動(dòng)/人工監(jiān)視和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明工作狀態(tài)的最優(yōu)化管理。
圖1 傳統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
基于ZigBee的道路照明智能控制系統(tǒng)主要由道路照明設(shè)施、ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、輔助決策系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心等幾部分組成，其總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中道路照明設(shè)施與ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)為一體化裝置，其ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由眾多接入相應(yīng)風(fēng)光互補(bǔ)路燈智能控制器的無線傳感節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)形成，因此ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)可以完成對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有風(fēng)光互補(bǔ)道路照明設(shè)施工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，完成對路燈的無線遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)視;無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)也可以向道路照明設(shè)施控制器發(fā)送從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)接收到的監(jiān)控中心相關(guān)控制命令，從而完成對路燈的無線遠(yuǎn)程控制。
圖2 道路照明智能控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
輔助決策系統(tǒng)主要由光照度采集傳感器、GPS模塊、溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、雨雪傳感器和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)組成，主要用作對相應(yīng)區(qū)域內(nèi)道路照明設(shè)施控制的決策依據(jù)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)將輔助決策數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心根據(jù)當(dāng)前的氣象狀態(tài)數(shù)據(jù)向相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制命令，從而完成對路燈工作狀態(tài)的控制。
2 智能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 智能路燈控制器
智能路燈控制器作完成了照明系統(tǒng)的發(fā)電控制、蓄電池供放電控制、路燈照明開閉及亮度控制等，是道路照明智能控制系統(tǒng)的核心部件，對道路照明系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定性起到?jīng)Q定性作用?？紤]到論文設(shè)計(jì)的道路照明智能控制系統(tǒng)的光伏及風(fēng)力發(fā)電的原理、蓄電池充放電工作原理、ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)工作方式和道路照明的實(shí)際需求，論文設(shè)計(jì)了如圖3所示的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制系統(tǒng)，包括了微處理器模塊、發(fā)電設(shè)備發(fā)電/充電控制管理模塊、蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊、電源控制管理模塊、負(fù)載狀態(tài)采集模塊和負(fù)載輸出驅(qū)動(dòng)控制模塊等，除此之外風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池板、蓄電池組、LED路燈燈頭和無線通信模塊與控制器相連，最終與燈桿、燈架等設(shè)備組裝后安裝于道路兩側(cè)實(shí)現(xiàn)道路照明功能。
智能路燈控制器能夠完成的具體功能包括：外界氣象條件達(dá)到設(shè)備發(fā)電需求時(shí)，控制發(fā)電設(shè)備發(fā)電，在經(jīng)過整流、恒壓或升壓后控制向蓄電池組充電或向LED燈頭負(fù)載供電;對電池板和風(fēng)機(jī)的電壓、電流進(jìn)行檢測，通過MPPT算法追蹤其最大輸出功率點(diǎn)，使發(fā)電設(shè)備以最大輸出功率為蓄電池充電;對蓄電池組進(jìn)行監(jiān)測控制，并控制完成過放電保護(hù)、過充電保護(hù)、短路保護(hù)、反接保護(hù)、極性保護(hù)和風(fēng)機(jī)失速剎車等;控制節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接入路燈ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的路燈系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的控制命令，完成LED 燈頭的開燈、關(guān)燈及亮度調(diào)節(jié)控制，太陽能電池板的朝向角度控制;對蓄電池剩余電量智能檢測，并根據(jù)風(fēng)機(jī)與太陽能板的預(yù)期發(fā)電效率調(diào)整放電時(shí)間及光源亮度，盡可能延長照明時(shí)間;在發(fā)電設(shè)備發(fā)電量無法滿足LED 負(fù)載照明時(shí)，控制蓄電池放電，驅(qū)動(dòng)照明。
圖3 道路照明智能控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
其中控制器微處理器采用德州儀器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530，支持 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的應(yīng)用，芯片內(nèi)集成了ZigBee無線模塊，結(jié)合了一個(gè)完全集成的，高性能的RF收發(fā)器與一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型8051MCU，8 KB的RAM， 32/64/128/256 KB閃存[3]。主要控制完成各個(gè)檢測數(shù)據(jù)的采集、太陽跟蹤算法的實(shí)現(xiàn)、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)以及相應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的發(fā)送和控制命令的接收等路燈控制器功能。
電力拖動(dòng)模塊采用的步進(jìn)電機(jī)控制電池板在高度角和方位角上進(jìn)行變化，并通過限位傳感器判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)停止位置。并配置合適的蝸輪蝸桿減速機(jī)，由于蝸桿軸向力較大，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿，防止電池板在大風(fēng)天氣下反向拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
2.2 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)
ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)集成了ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)與GPRS網(wǎng)關(guān)模塊（或直接接入有線Internet網(wǎng)絡(luò)），主要作為ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的通信樞紐完成監(jiān)控中心控制命令的下傳和各路燈狀態(tài)數(shù)據(jù)的上傳等工作，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖
ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)主要是通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)接收太陽能板的旋轉(zhuǎn)角度、發(fā)電電壓和蓄電池充放電狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控功能;或者通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)廣播到各路燈控制器節(jié)點(diǎn)，以完成相應(yīng)的控制功能。
其中MCU+ZigBee模塊同樣采用新一代SOC芯片CC2530，E2PROM采用EEPROM24C系列存儲芯片，按鍵與顯示模塊完成人機(jī)交互。GPRS模塊采用HC-GPRS/232/T，該模塊是GPRS透明傳輸終端，內(nèi)置工業(yè)級GPRS模塊，具有RS 232接口的工業(yè)設(shè)備無需更改任何軟件即可通過GPRS無線聯(lián)網(wǎng)，支持點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多通信。
3 智能控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
3.1 太陽自動(dòng)追蹤策略
由于地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的影響，太陽的高度角和方位角會在一年四季內(nèi)按照固定的規(guī)律發(fā)生變化，而太陽光在與太陽能電池板成垂直角度照射時(shí)，電池板接收光照強(qiáng)度最高，發(fā)電效率最好，因此論文以路燈套件中的電力拖動(dòng)模塊為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了電池板的太陽追蹤策略，構(gòu)建太陽追蹤系統(tǒng)，保證太陽能板工作時(shí)始終處于較高的發(fā)電效率狀態(tài)[4]?？紤]到實(shí)際應(yīng)用需求，論文將太陽追蹤策略分為如流程圖3種工作狀態(tài)：
（1）自動(dòng)回位
在日落時(shí)，風(fēng)光互補(bǔ)路燈主要依靠風(fēng)機(jī)發(fā)電，若風(fēng)機(jī)發(fā)電不足則依靠蓄電池組供電照明。此時(shí)需要太陽能電池板以限位傳感器為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)到初始垂直位置，等待次日的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
（2）自動(dòng)控制模式
當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過布置于某區(qū)域的輔助決策系統(tǒng)監(jiān)測到該區(qū)域當(dāng)前的氣象條件適合電池板正常發(fā)電時(shí)，通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)向該區(qū)域各路燈控制器控制器發(fā)送控制命令，使其切換至自動(dòng)控制模式。
在自動(dòng)控制模式下，各路燈控制器定時(shí)通過固化于其存儲器中的自動(dòng)控制策略根據(jù)當(dāng)?shù)氐木暥?、?dāng)前的日期時(shí)間和太陽運(yùn)行規(guī)律公式計(jì)算出任意時(shí)刻的太陽高度方位角，然后通過二維極軸電力拖動(dòng)模塊，控制電池板旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的角度，實(shí)現(xiàn)高度角-方位角的全稱追蹤。
（3）遠(yuǎn)程控制模式
當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過某區(qū)域的輔助決策系統(tǒng)監(jiān)測到該區(qū)域當(dāng)前的氣象條件（如陰雨天氣等）無需電池板進(jìn)行視日追蹤時(shí)，通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)向該區(qū)域各路燈控制器控制器發(fā)送控制命令，使其切換至遠(yuǎn)程控制模式。
此時(shí)路燈控制器根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心管理系統(tǒng)或管理人員發(fā)出的控制命令，使電池板旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的位置，并在氣象條件無法滿足電池板發(fā)電條件時(shí)使其開路停止發(fā)電。
3.2 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)
ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)主要完成路燈ZigBee無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與公共網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在采用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸路燈狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，為了減少GPRS數(shù)據(jù)流量，在路燈狀態(tài)數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)則不再實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)，而改為查詢方式，即只需要在上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心需要查看當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，上傳相關(guān)數(shù)據(jù)[5]。其軟件流程如圖5所示。
圖5 ZigBee/GPRS網(wǎng)關(guān)的軟件流程圖
4 結(jié) 語
論文設(shè)計(jì)的基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明智能控制系統(tǒng)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的管理平臺使城市照明管理機(jī)構(gòu)對傳統(tǒng)獨(dú)立式安裝的每一盞路燈的工作狀況實(shí)現(xiàn)全方位的分布式自動(dòng)/人工監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明工作狀態(tài)的最優(yōu)化管理，提高了道路照明的智能化程度。
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論文關(guān)鍵詞：水塔，拆除方法
1.工程概況
1.1工程概況
本工程位于市區(qū)某大院內(nèi),拆除水塔總高為30m，結(jié)構(gòu)為鋼筋砼構(gòu)筑物。拆除的周邊環(huán)境狹小，居民較多，因此安全、快速、高效為本次施工的中心。
2.施工前準(zhǔn)備及主要施工設(shè)備
2.1技術(shù)準(zhǔn)備工作
2.1.1首先熟悉被拆建筑物的周邊環(huán)境，弄清建筑物的結(jié)構(gòu)情況、建筑情況、水電及設(shè)備管道情況。
2.1.2對施工員進(jìn)行安全技術(shù)交底,加強(qiáng)安全意識。
2.1.3踏看施工現(xiàn)場,熟悉周圍環(huán)境、場地、道路、水電設(shè)備管路、建筑物情況等。
2.2現(xiàn)場準(zhǔn)備
2.2.1需拆除周邊影響工程施工的建筑物、構(gòu)筑物（包括塔內(nèi)的管子和鐵梯）并清理施工場地，保證運(yùn)輸?shù)缆窌惩ā?/p>
2.2.2搭設(shè)臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，避免拆除時(shí)的砂、石、灰塵飛揚(yáng)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
2.2.3在拆除危險(xiǎn)區(qū)設(shè)置警戒區(qū)標(biāo)志。
2.2.4接引好施工用臨時(shí)電源、水源，現(xiàn)場照明不能使用被拆建筑物內(nèi)的配電設(shè)施，應(yīng)另外敷設(shè)。保證施工時(shí)水電暢通。
2.3機(jī)械材料設(shè)備的準(zhǔn)備
項(xiàng)目
序號
設(shè)備名稱
數(shù)量（臺）
備注（型號）
1
拖拉機(jī)
2
2
空壓機(jī)
2
3
風(fēng)鎬
關(guān)鍵字：理工科;開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）21-0160-02
普通高等學(xué)校理科生面臨嚴(yán)重的課業(yè)負(fù)擔(dān)，特別是理論知識的深?yuàn)W，實(shí)驗(yàn)配套理論教學(xué)可以解釋理論知識，但工程應(yīng)用性有所不足，為了探索如何針對理工科特別是電子等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生有效開展教學(xué)工作，南京大學(xué)金陵學(xué)院申請了《基于可再生清潔能源的LED路燈照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)》一般項(xiàng)目課題，以對風(fēng)光互補(bǔ)的LED照明系統(tǒng)研究和應(yīng)用為載體，依托電子電工實(shí)驗(yàn)室平臺，開展對二年級在校生進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究工作，探索出一套適合的開放式教學(xué)方法，旨在提高在校生的理論水平和實(shí)踐動(dòng)手能力，增加其社會競爭力。整個(gè)項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間為兩年，通過觀察對比項(xiàng)目參與學(xué)生和普通學(xué)生，參加項(xiàng)目的學(xué)生在知識獲取、論文撰寫、工程計(jì)劃和實(shí)踐動(dòng)手四個(gè)方面有了顯著的提高。
一、開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
所謂開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是區(qū)別于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證性教學(xué)的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)相對確定，實(shí)驗(yàn)方法及方案需要學(xué)生自主設(shè)計(jì)解決方案，教師從旁引導(dǎo)，最終由學(xué)生自主設(shè)計(jì)方案、自主解決問題完成項(xiàng)目的一種實(shí)驗(yàn)形式[1]。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式區(qū)別于傳統(tǒng)的“指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，需要投入精力去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出修正意見，可以提高學(xué)生對專業(yè)應(yīng)用的興趣和解決問題的主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成功也可以提高學(xué)生的自我認(rèn)可度。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，由于教師不承擔(dān)設(shè)計(jì)、演示工作，學(xué)生在教學(xué)過程中完全自己做主，充分體現(xiàn)了自身主動(dòng)性在項(xiàng)目中的作用，避免了“指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)”中的被動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、實(shí)際動(dòng)手、主動(dòng)完成任務(wù)的能力，為畢業(yè)后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。由于開放性實(shí)驗(yàn)不同于傳統(tǒng)的教學(xué)，無法通過教學(xué)計(jì)劃有效地規(guī)劃教學(xué)進(jìn)程和既定目標(biāo)，因此還存在一些需要改進(jìn)的地方。首先，開放性實(shí)驗(yàn)的課題選取，要區(qū)別于“指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)”，需要具有一定的業(yè)界前瞻性，能代表當(dāng)下技術(shù)的發(fā)展方向，這就對指導(dǎo)教師提出了高層次實(shí)時(shí)性的要求。其次，開放性實(shí)驗(yàn)不同于“指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)”，教學(xué)所承載的學(xué)生數(shù)量不會很多，這就造成了開放性實(shí)驗(yàn)單次受眾較少的問題。同時(shí)開放性實(shí)驗(yàn)需要額外的場地和設(shè)備，而高校實(shí)驗(yàn)室往往設(shè)備數(shù)量一定，可以用于支持開放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)備就比較匱乏，而且對設(shè)備、場地的管理也需要投入額外的人力，增加有關(guān)教師的工作量。最后，如何鑒定開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果和工作量，也缺乏一個(gè)明確的指標(biāo)體系，特別是參與工作的教師工作量考核、學(xué)生學(xué)分成果計(jì)算、開放性實(shí)驗(yàn)成果的確定方式等，要從政策等方面鼓勵(lì)師生參與到開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中來。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校教育中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以與“指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)”互為補(bǔ)充，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，同時(shí)也可以通過開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，改革探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)要有序開展，需要充分認(rèn)識到開放性實(shí)驗(yàn)對教學(xué)工作的意義，要從政策、資金、場地、人員等方面為開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供保障，從制度上保障開放性實(shí)驗(yàn)的有序進(jìn)行，同時(shí)也要加強(qiáng)對師資力量的培養(yǎng)，鼓勵(lì)教師多接觸專業(yè)前沿的研究和應(yīng)用，鼓勵(lì)教師將前沿和理論結(jié)合，提出符合教學(xué)要求的開放性實(shí)驗(yàn)課題，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作[2]。最后也可以將開放性實(shí)驗(yàn)成果應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)，提高實(shí)際教學(xué)的水平，使得理論教學(xué)和開放性實(shí)驗(yàn)互相促進(jìn)，共同發(fā)展。
二、開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究過程及體會
項(xiàng)目自2012年開始實(shí)施，先后選取了2010和2012兩屆學(xué)生參與，其中2012的學(xué)生是在2013年初參與到項(xiàng)目中來，前期主要承擔(dān)了資料收集的工作，在2013年下半年開始全面接手項(xiàng)目工作，因此對2012級學(xué)生的培養(yǎng)更具有參考價(jià)值。整個(gè)開放性教學(xué)研究期間，主要采取“需求問題學(xué)習(xí)解決創(chuàng)新”的思路開展，學(xué)生作為主體，教師從旁引導(dǎo)，從需求入手，分析需求所需要解決的問題，然后通過查閱文獻(xiàn)等方法學(xué)習(xí)此類問題的解決方法，綜合對比，結(jié)合需求的具體情況，將多種方法融合，提出一種新的復(fù)合型的解決方法，滿足項(xiàng)目需求。整個(gè)過程學(xué)生運(yùn)用自己現(xiàn)有理論提出問題，查閱資料，最后解決問題，有效地鍛煉了學(xué)生的系統(tǒng)分析能力和自學(xué)能力，對學(xué)生自身素質(zhì)的提高起到了很大的幫助。有四個(gè)具體的事例可以與大家分享：
1.自主學(xué)習(xí)依據(jù)負(fù)載功率來匹配電源使負(fù)載達(dá)到最低工作時(shí)間。傳統(tǒng)的路燈照明多采用鹵素?zé)舻葻艟撸浒l(fā)熱量大，功耗大，使用壽命短，項(xiàng)目最初的目的是采用LED路燈低功耗長壽命的特點(diǎn)，替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)鹵素路燈，同時(shí)遵循國家的“十二五”規(guī)劃的有關(guān)精神，采用風(fēng)能、太陽能等新型清潔能源替代傳統(tǒng)能源，起到節(jié)能減排效果。此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生就傳統(tǒng)照明與LED照明比較，要使得LED照明替代傳統(tǒng)照明，就要明確照明亮度，根據(jù)一定的亮度和高度決定了LED的功率，然后考慮LED路燈的工作時(shí)間，確定配套的電池的容量，根據(jù)電池的容量和充電電流等相關(guān)參數(shù)，匹配發(fā)電裝置。同時(shí)根據(jù)工作的具體環(huán)境，從工程的角度對配置參數(shù)進(jìn)行分享，最終確定了LED照明系統(tǒng)的具體配置參數(shù)，即路燈高度8米、LED路燈功率56W、照明12小時(shí)，配套采用200W的太陽能發(fā)電裝置和300W的風(fēng)電機(jī)，儲能采用12V120AH聚合物鋰電池。這套配置可以基本滿足初期設(shè)計(jì)要求。
2.根據(jù)路燈照明，結(jié)合生活，提出在樓宇等公共場合采用LED照明，節(jié)省成本。作為一種產(chǎn)品，其能帶來的經(jīng)濟(jì)效益決定了其生存周期。風(fēng)光互補(bǔ)LED照明路燈單體成本要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的路燈，但LED路燈安裝簡單，不依賴于市電、后期運(yùn)營成本低等特點(diǎn)是傳統(tǒng)路燈所無法比擬的，學(xué)生提出了一種時(shí)間均攤成本的比較方法，將前期的安裝成本+生命周期內(nèi)運(yùn)營成本累加計(jì)算，最后得出年平均運(yùn)營成本，比較科學(xué)合理地分析對比了兩者的經(jīng)濟(jì)效益，撰寫了相關(guān)的論文《風(fēng)光互補(bǔ)LED照明與傳統(tǒng)路燈的經(jīng)濟(jì)效率比較》。采用在設(shè)計(jì)風(fēng)光互補(bǔ)LED照明的同時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)低功率的LED可以提供很好的照明效果，隨著LED功率的降低，所配套的蓄電池體積重量也會降低，將LED與電池組合成照明組，將這種低功率的照明組應(yīng)用到樓宇等公共場合照明中來，達(dá)到節(jié)能減排、降低成本的效果。具體的設(shè)想是在樓宇頂層天臺等采光好的地方利用太陽能集中發(fā)電，集中控制，利用控制器對分布在樓宇中的照明組進(jìn)行充電，從而形成了“集中發(fā)電、分布照明”的大型太陽能照明系統(tǒng)。
3.依據(jù)充電方法，提出新型的電源管理方式來滿足分布式照明的充電需求。隨著學(xué)生提出了“集中發(fā)電、分布照明”的設(shè)計(jì)思路，如何均衡地對系統(tǒng)內(nèi)照明組充電又成了下一步研究的課題，目前常用的均衡充電法可以分為能耗型和非能耗型，非能耗型又可以分為多繞組變壓器法、基于電容電感的相鄰電源平衡型和DC/DC隔離轉(zhuǎn)換型。考慮到項(xiàng)目具體實(shí)際情況，學(xué)生采用了DC/DC隔離轉(zhuǎn)換型，并引入了單片機(jī)技術(shù)和開關(guān)矩陣，實(shí)時(shí)對系統(tǒng)監(jiān)測，自動(dòng)控制開關(guān)矩陣對系統(tǒng)內(nèi)照明組均衡充電，并將該思路整理，撰寫了《一種基于單片機(jī)控制分布式的DC/DC分布照明系統(tǒng)技術(shù)研究》一文。
4.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)文字化和知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識增強(qiáng)。學(xué)生為了解決具體的問題，需要查閱相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)方法，通過總結(jié)他人的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的知識及項(xiàng)目需求，提出具有針對性的解決方案。為了提高學(xué)生的理論寫作水平，指導(dǎo)學(xué)生就自己的想法成文，采用“闡述問題背景和現(xiàn)狀分析已有理論實(shí)踐方法提出自己獨(dú)特的解決方法實(shí)踐結(jié)果佐證自己的想法”模式構(gòu)思撰寫相關(guān)的論文。通過這種方法，學(xué)生對學(xué)術(shù)型文章的撰寫有了一定的了解，同時(shí)也通過這種方法，學(xué)生學(xué)會了如果進(jìn)行學(xué)術(shù)工作，即“發(fā)現(xiàn)問題、借鑒理論、尋找方法、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”。在撰寫學(xué)術(shù)文章的同時(shí)，對于有一定創(chuàng)新性的方案，也鼓勵(lì)學(xué)生去申請實(shí)用新型發(fā)明專利，來使得自己的知識產(chǎn)權(quán)成果化，同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生的自身價(jià)值。
三、開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目總結(jié)
作為理工科的開放性教學(xué)實(shí)踐，首先要立足于專業(yè)本身，特別是專業(yè)知識的運(yùn)用，例如本次項(xiàng)目中，由于是電子等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，僅就系統(tǒng)中的充電電路和控制電路做了更新和改良，而沒有涉及到發(fā)電、儲能等方面的，使得學(xué)生雖然有部分知識的不足，但不至于完全摸不到頭緒。其次要立足于實(shí)際，通過解決實(shí)際問題，來綜合運(yùn)用已有知識，查閱領(lǐng)域前沿，逐步逐級解決問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。最后要貼合實(shí)際，除了項(xiàng)目要有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值，開放性實(shí)驗(yàn)本身也要具有一定的工程背景，要接地氣，要讓學(xué)生明白自己要做什么，能做什么，該怎么做，做完有什么樣的效果?？偟膩碚f，項(xiàng)目要切合實(shí)際，對于項(xiàng)目中存在的問題和難點(diǎn)，要分步逐級解決，大問題分為小問題，每個(gè)小問題有難度但不會超出學(xué)生的能量，使得學(xué)生有奔頭，學(xué)生在逐步的解決問題過程中，學(xué)會獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的方法，使之可以自主成長。不足的是，開放性教學(xué)實(shí)驗(yàn)不同于傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開放性實(shí)驗(yàn)參與學(xué)生少，設(shè)備、教師投入量大，教學(xué)過程中學(xué)生成長迅速，但是否可以應(yīng)用于大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要進(jìn)一步討論研究。
參考文獻(xiàn)：
