灯具节能技术范文

灯具节能技术篇1

在绿色照明节能技术日新月异的发展中，企业进入了追新求快的竞争状态，普遍关注新光源技术和控制技术的创新，对照明灯具设计中的节能潜力却很少重视。而当我们在激烈、匆忙与躁动的竞争环境中静下心来，努力把灯具配光技术的细节做好，把光的利用与投射技术继续发挥到极致时，惊奇地发现，灯具配光技术同样存在着不容低估的巨大节能潜力。

一、灯具设计中的缺失

目前灯具制造厂商通常只追求和注重灯具外观与式样的新颖别致与光源的运用，却忽视了与光源合理配置的技术。这使得一些优质节能的光源与配套灯具不匹配而无法充分发挥出光源的节能特性。一些厂家即使引进技术或模仿，也只注重外形而忽略了最重要的配旋光性能。有专家指出：“与国外相比，我国灯具的科技含量低，性能落后。”造成这种状况的原因主要有：光学反射技术的研发成本高，企业不肯轻易投入；光学反射技术的研发过程长，难度大，企业缺乏耐心；采用光学反射技术生产的灯具成本高，工艺复杂；企业缺乏先进光学反射技术的专业人才与技术开发手段。

其实灯具的光学反射技术是灯具的重要核心技术，而我国在道路照明灯具方面，因灯具光效低、配光不合理而产生上射光、眩光的光污染，因地面照度不均匀形成过度照明造成浪费的现象到处可见。正因为存在着这些缺失和不足，使得我们在利用提高灯具科技含量来达到回收、消除光污染成分，充分提高光效方面蕴藏着很大的开发空间。

二、道路照明灯具节能的方案

通过道路照明灯具的技术创新来达到节能目标，须根据各种光源的光学特性和不同功率、不同灯管式样来分别制定。配光反射技术是一项十分精细缜密的光学技术，涉及因素很多。无法简单做出一个所谓高效节能的反光罩，来应用于各种不同的高压气体放电灯，而是必须对于特定光源做特定的分析，做一个系统的考虑。所以，实现道路照明灯具节能技术是一项综合技术，包括了对光源的选定和反射罩技术两个方面，只有选取了光效高、演色性佳的先进优质光源，才能搭配光学反射技术的研发，使灯具发挥出更佳的节能效果。

（一）光源的选取

目前城市照明普遍采用的主流光源是高压钠灯，它虽然有光效高、使用寿命长、穿透性强、光线柔和的优点，可在长期使用中发现，高压钠灯含有较多的红、黄成分的长波光谱。通过光源对于视觉的生理和心理研究表明，道路照明条件下的视觉水准属于中间视觉水准，而在中间视觉水准条件下，人眼的边缘视觉起了更大的作用，视觉向短波光谱方向偏移（浦耳金耶偏移），因为视觉对短波光比长波光更为敏感。所以在高压钠灯的黄色光源下，低显色性的长波光谱会使视觉有效值降低，无法辨清人和物的特征，由此使人变得缺乏安全感，产生紧张情绪。

石英金卤属灯泡虽然显色性好，但光效不高。LED新光源虽然有很大的发展前景，但光源特性属“高辉度低照度”光源，所以很多照明专家常笑称“LED 1米以下是英雄，1米以上是狗雄”，加上因散热产生光衰的技术问题尚无法有效解决，所以用于道路照明还不成熟。

而陶瓷复金属灯正逐渐成为主流光源。这是因为陶瓷复金属灯有3000K暖光和与4200K暖白光的两种选择，属于最理想的中性色表，不会使人产生视觉疲劳。优良的演色性可有效地提高能见度和清晰度，带来舒适、明亮和安全的视觉效果。同时，它的光效也更接近于钠灯，因此，陶瓷金卤灯的整体评价高于钠灯。正如，TYC节能路灯突破传统使用“E40”类光源，采用“G12”POWREBALL陶瓷复金属灯作为光源，其优点有:高光通量15500-14500 lm；最佳光线分布；最佳演色性:90-95；最长的色彩稳定性；整个生命周期中，光通量的衰减损失小；在点灯后迅速达到全输出；陶瓷有锈蚀问题，点灯失败率极低。著名照明专家任元会先生指出：陶瓷金卤灯的Ra均大于80，光效也比荧光灯、石英金卤灯高，应推广应用（四种灯具的综合指标见表1）。

另外，城市的安全要求市区道路照明必须保证对人面部的确认，城市安全闭路电视监控系统也需要演色性好的光源才能清晰记录监视画面。为减少交通事故和犯罪活动，在道路照明光源的选择时，要考虑经济效益和社会公共安全的最大效益。在经过了实验与综合了各方面的因素之后，陶瓷金卤灯将是今后一个时期道路照明中的理想光源(高压钠灯与陶瓷金卤灯照明对比效果见图1)。

（二）配光设计

在精心选取了光源的基础上，我们利用光学特性和二次光学投射原理，按照道路照明设计的要求建立起数学模型，开发出专用计算机模拟软件来进行精密的光学设计，再经过一系列实验校正，逐渐形成了一套有独立自主知识产权的道路照明灯具配光解决方案。其主要特点是：

（1）把反射面切割成无数个小方块反射镜，每个小反射镜都有着经过精密光学设计后所选取的不同曲率与角度，能有效控制光线和收聚上射光与眩光，通过反射和调整来重新合理分布光线。

（2）利用反射来分散减弱强光、也可以利用堆栈方式来增强光弱区域的照度，通过多重反射技术对光源进行科学合理的分配，就能在地面形成均匀理想的整体性光域，获得最佳的光分布效果。

（3）选用性能稳定可靠的优质纯铝高压浇铸成反射镜壳体，反射面采用真空电镀镜面镀复技术，使反射率高达0.8以上，可提高光能效益约60％，最大限度将光能反射发散出去。

（三）经济效益

以台湾省台南市为例，在不降低照度、提高照明品质的前提下，用道路照明常用的250W钠灯和150W高效路灯作一个经济性对比：

台南市约有40,000盏200-250W路灯，每月电费133元×40,000=5,320,000元。若改成150W高效路灯，每月电费93元×40,000=3,720,000元，每月共可节省1,600,000元,一年共省19,200,000元（注:一般路灯电费计算:101-200W:93元/月·盏 ； 201-300W:133元/月·盏）。

灯具节能技术篇2

【关键词】物联网;道路照明;单灯控制;

一、物联网技术概况

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网依托三项关键技术即传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术实现大数据云计算。物联网应用于现代化城市照明工程领域的实现方法是依托传感器技术，射频标签技术及嵌入式系统技术实现对路灯的智能管理。

二、物联网照明控制系统的组成

物联网单灯控制技术实现对路灯照明的智能控制，精细控制。该控制系统需要四部分组成：前端传感器、每盏灯杆内的单灯执行终端、各箱变内分布的智能控制器及监控中心的物联网单灯监控软件系统。

（一）前端传感器

道路现场设置天气传感器采集天气数据，设置车辆检测器采集车流量数据，通过照度检测器采集照度数据，通过经纬度检测器监测当地经纬度数据，可将数据上传至前置服务器和数据中心。

（二）单灯执行终端

位于每座灯杆接线室内，由CPU 主板、通讯接口板和信息采集部件等部分组成，执行每座路灯的开停、调光及电气参数的监测。

（三）智能控制器

包含控制芯片、通讯接口板、功率变换控制器等部件，通过电力载波技术、ZigBee无线通信技术、 470/868无线通讯技术实现对全网每一个路灯的开停控制调光控制运行状况监测，智能控制器是物联网智能照明系统的底层设备，也是关键的网关类设备，它主要功能是实现路灯节点的自动组网，接收并存储来自远程计算机系统的照明控制与管理策略，并按策略对所有组网的路灯进行开灯、关灯、调光、电能采集、故障上报等。

（四）物联网单灯监控软件系统

包含计算机系统、无线数传电台和辅助设备等，监控中心与智能控制器之间采用无线通讯的方式连接， 而执行终端与路灯前端控制器之间可以采用有线通讯或扩频电力载波通讯方式连接。运营管理部门可根据实际情况制定路灯控制策略，可综合前端传感器采集的数据，如车流量信息、天气信息、照度信息制定最优化的路灯控制策略，并通过大数据及云计算技术科学分析不同日期不同时间段的交通状况，对所有路段的路灯进行针对性的控制。

智能控制器通过电力载波技术、ZigBee无线通信技术、 470/868无线通讯技术实现对每座路灯的检测及控制。借助强大GPRS/CDMA移动通讯网络，监控中心可根据将车流量、自然光照度等信息，可自动或手动向单灯控制器发送询问或控制指令，完成对任一区域、任一线路、任一灯位的监测和控制，可对每一个终端实现远程控制、远程调光、远程监视、远程实时动态管理四大方面的功能。

物联网智能照明系统可实现自定义各种控制、管理、维护照明策略，以实现节能效益最大化，控制等级安全化，维护工作简单化等动作目标，即可根据天气、车流量、时序、现场环境等数据实现单灯控制、物理回路控制、虚拟回路控制，无极调光，灯故障诊断，灯具寿命管理，节能管理，实现照明管理和节能控制的精细化智能化网络化。

三、物联网智能照明控制技术优势

物联网智能照明控制技术优势体现在三个方面：

（一）采用物联网技术，把每一盏灯纳入监控和管理平台实现全局监管，形成最佳运营维护模式;

（二）通过智能决策，实现基于单灯控制的自动控制、自动节能，使管理精细化、节能数字化，并实现故障预警，实现可视化的定位维护;

（三）通过远程管理和移动管理降低路灯设施的维护难度和成本，达到高效节能的效果，实现“四遥”管理，即：

（1）遥测

在每条照明配出回路上设置电力仪表， 采集相电压、线电压、电流、功率因数等运行参数， 各回路电力仪表通过串口通讯方式与本地PLC 连接， 将各回路运行参数传送至本地PLC。在每个箱式变电站内设置HMI （人机界面） 用以显示本地各照明回路的状态、运行参数及更改本地PLC 的程序和有关照明控制的参数， 从而实现本地控制。在自动运行方式下，由PLC 根据预先设定的照明控制程序控制本箱式变电站内各照明配出回路的合、断。

（2）遥信

通过控制网络可将箱式变电站各照明配出回路开关状态， 电路过电压、过电流故障信息， 通讯网络故障信息发送至园区路灯监控室。

（3）遥视

部分路段设监控摄像头，值班人员在监控室内通过监视器可以了解园区功能性路灯的照明情况， 景观灯具的亮灯效果， 同时可以第一时间发现故障或损坏的灯具， 及时检修，保证道路照明的正常运行。

（4）遥调

在监控室， 值班人员可根据对各路段不同时段车流量和园区整体道路情况的分析， 随时调整各箱式变电站内设备的节电运行参数。

物联网智能控制器引入天文钟控制器及光照度控制器信号，采用光控时控及手控相结合的控制方式，时控根据室外日光照度并通过智能经纬时控仪，根据坐在地区经纬度或不同季节，设定开关灯时间，后半夜时，关闭非机动车道灯具，同时间隔关闭不超过半数的机动车道侧灯具，路灯进入节能运行状态。科学安排时段分时段控制开关灯、调光等任务，实现按需照明，最大限度节省电能。

四、物联网单灯控制技术实现的效益

（一）经济效益：采用本系统后能确保节能率不低于30%，既节约能耗有不影响灯具的正常寿命，节电又省钱。

（二）社会效益：改善城市现代化形象，保证道路交通安全等级，增强城市治安管理的外部环境，是大数据时代市政设施的发展方向。

（三）管理效益：提高了整个城市的路灯管理水平，是工作人员从繁复的巡检工作中解放出来，降低了工作强度和经营管理成本。

（四）环保效益：对城市电网无高频干扰，对市区环境无电磁波污染，符合当今社会环保的发展趋势。

五、结论

物联网单灯控制技术实现了从“面”控制到“点”控制的转变，符合国际上路灯照明节能的最新技术发展趋势，使市政道路照明、城市亮化实现智能管理和节能并举，达到长效管理和节能增效的目的。鉴于当前智慧城市建设日臻成熟，城市建设者及设计人员把握当前道路照明的发展趋势，勇于采用新技术，使我国城市建设水平更上一层楼。

参考文献：

[1] 高杰，张泳.基于流量分析的道路照明节能控制方法研究.自动化博览.2014（01）

[2]刘跃群 王强. 现代道路照明的发展趋势.照明工程学报.2003（03）

灯具节能技术篇3

关键词：Zigbee；智能路灯；控制系统；研究分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.132

1 引言

近年来，城市建设规模不断扩大，城镇照明系统得到空前发展。然而受人力、经济、技术等方面的影响，针对路灯照明的管理控制以及维修养护等方面存在很多不足之处。在科技高速发展的背景下，在路灯系统的设备配置、环境监测等环节实施先进的技术手段，使系统功能大大增强，建设成本有效降低，进而提高路灯系统的智能性、实用性、经济性和安全性。目前zigbee通讯技术在路灯的控制方面应用较广，使路灯施工安装更加便捷，使用更加安全可靠，所以致力于探索基于zigbee智能路灯控制系统的构建的具有较高的应用价值和研究意义。

2 Zigbee技术定义

从学术意义上来讲，zigbee技术就是一种无线局域网络。该技术具有结构简单、功耗低、传输数据速率低、成本低、适合近距离传输的新型无线传输技术。该技术是以IEEE802.15.4为基础标准的链路层、物理层和MAC层，以及zigbee协定的网络层、应用层和加密业务等。Zigbee拥有教学的网络宽带，较小延时性和较低的功耗，工作所需电源通常依靠干蓄电池供给。此外该项技术可结合传感器，应用较为简单，有较高的通信效率和安全性。

3 智能路灯系统的主要功能

智能路灯应当能够进行“单灯单控”式操作，可以监控每盏灯的功率、电流、电压等数据；根据实际需求，设计可以控制不同的照明模式的系统软件；可跟随季节变化以及日出日落的不同时间，对路灯的开关时间能够自动调节，并且能够自行完成电源的通断；实施有效控制策略，完成夜间别个时段路灯自动断开；在回路中，用无线传输或者有线网络的方式来实现采集器与终端至今啊的信息传输；系统中的每个回路部分应当具备数据计量能力，利用无线网络及通讯技术对电表数据进行远传，同时将用电量传到监管平台，并且能够自动形成报表，与监管平台进行有效对接。

4 系统中关键技术的应用

在智能路灯控制系统中，主要运用到的技术有zigbee、FreeRTOS以及多普勒微波雷达的应用等。系统通过zigbee技术完成各路灯的信息传输，而使用FreeRTOS系统处理各节点的信息，并对各节点实施有效控制，而每个节点则通过多普勒雷达的微波技术及多普勒效应来检测人流车辆。

4.1 zigbee技术应用

zigbee技术具有低耗能、短距离无线传输的性能，不仅能够自动组织，简单、数据传输速率较低，网络容量大 ，可按需求对网络所覆盖的范围进行适当调节，而且成本不高，安全可靠，适合各种设备的嵌入，zigbee的技术特点非常满足远程及自动控制领域的需求。

4.2 FreeRTOS系统应用

FreeRTOS技术作为一种嵌入领域应用比较广泛的操作系统，在智能路灯控制系统中有利于提高CPU资源的高效合理利用，促使设计应用软件的程序简化、降低开发系统时耗，使系统的可靠性以及时效性得到提高。该操作系统源码公开，并且可以裁减、移植、调度策略较多等，可以进行任务、时间、内存以及消息队列、信号数量等方面的管理，并对数据信息进行记录。

4.3 多普勒微波雷达的应用

微波属于直线传播，具有较强的抗干扰能力，并且频带较宽，主要用在目标的探测、无线通讯等领域，其中专门应用于雷达系统的是1-25cm波长的微波，其余则适合于传输电讯方面。由于气流、尘埃、温度对微波雷达的传感系统产生的影响较小。zigbee智能路灯系统可运用多普勒效应的雷达系统来实现对移动物体的定位和速度距离的测量，继而自行控制路灯的启闭状态或者调节路灯亮度，起到很好的节能效果。

5 zigbee网络结构形式

Zigbee技术在系统应用中多为自组网络，这种网络拓扑型式具有很大的随意性，完全能够确保智能路灯控制系统的安全可靠、高智能低成本等性能的实现。Zigbee智能路灯控制系统多采用可使网络可靠性能提高的树状型结构 ，通过路由功能进行传输，系统主要组成内容为协调器一个、控制器若干、路灯终端若干。充分利用zigbee技术特点，在传统路灯控制的基础上，根据不同时间、不同路段采用不同控制检测方法对协调器进行设置，实现对路灯的及时控制，准确掌控路灯的运行状况，并能确定损坏路灯的情况以及准确位置，便于对路灯隐患及故障及时发现及时处理，实现路灯的使用节能化、管理智能化。

6 基于Zigbee的智能路灯控制系统 构建

构建基于Zigbee的智能路灯控制系统需要完整的设计方案，多个节点与一个主控节点相互连接组合，成为系统的主要组成内容，其中主控节点的主要功能是实现各节点于主控节点之间信息的相互传送。

7 结束语

种种迹象表明，Zigbee智能路灯控制系统很好解决了路灯的低能耗问题，使系统的经济效益大幅提升。该系统不仅安全可靠，而且还使线路结构得到简化，实现无线远程智能化，为路灯照明的发展指明了新方向。我们不难相信，随着社会经济的快速发展下，前景广阔的新型路灯控制系统将会大大推进人们生活的舒适化、智能化进程。

参考文献：

[1]蒋肖肖.路灯照明智能控制系统[D].郑州大学，2014.

[2]张烨君，李刚健，邓为东.基于无线通讯的智能路灯控制系统[J].电子科技，2013，26（28102）：100-102.

[3]郑洁，秦会斌.基于ZigBee的路灯控制器设计与实现[J].照明工程学报，2012（2306）：127-131.

灯具节能技术篇4

关键词：高速公路；机电；节能；新能源

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)17-4216-02

随着高速公路的建设不断向山区延伸，桥隧比例越来越高，一些路段桥隧里程达到总里程的40％以上，投资巨大。但由于地方经济相对落后，建成后的高速公路相当时期内交通量又少，大量隧道机电系统运行成本较高，部分路段的通行费甚至不能满足隧道的照明电费；安徽高速在建设过程中，在运用多种新技术节能方面做出了有益的尝试。

1 技术节能实践

1.1 风能与太阳能互补电源在安徽高速公路的首次应用

高速公路情报板、各种检测器、摄像机等外场设备一般距离配电机房较远，采用传统供电方式，线路上损耗高，供电电缆成本高；加之电缆经常被盗，将会造成失去信号，数据无法正常传输、设备无法正常运转的现象，给高速公路行车安全带来了较大隐患。使维护费大大增加。采用风光互补独立电源系统则不需要输电线路，不消耗电能，具有明显优势。采用风光互补发电离网供电系统，既节约了电能，又减少了配电设备建设成本。

风能、光能的风光互补独立电源系统是一种新型的绿色环保电源，能量来源是自然界的太阳能和风能。单独的太阳能或风能系统，由于受时间和地域的约束，很难全天候利用太阳能或风能资源。而太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性，白天光照强时风小，夜间光照弱时，风能由于地表温差变化大而增强，太阳能和风能在时间上的互补性是风光互补发电系统在资源利用上的最佳匹配。整合节能控制与信号传输，一体化设计、专业化生产、成套设备提供；与传统的集成方案相比，能大幅度地提高蓄能、节能效率，有效地降低成本，提高系统稳定性；外场设备全部采用高杆安装（包括蓄电池箱），施工维护方便，防盗性能好，远程软件控制蓄电池充放电和设备耗能，监控中心随时检测各监控点设备情况，包括信号传输、太阳能蓄能、蓄电池电压等，出现故障自动报警。同时记录设备运行状况；采用太阳能最大功率点跟踪（Mppt）技术，大幅度提升太阳能组件的蓄能效率。

1.2 LED灯具在隧道照明工程中全面使用

公路隧道照明对安全运营的重要性以及因此产生的高额电能消耗，促使安徽高速在2008年8月开始了LED隧道灯的应用尝试。安徽高速在安景高速公路前家山隧道和马坑隧道进行实验应用，前家山隧道全长141米，全部使用LED灯具，通过洞外检测器、洞内外亮度检测器、本地控制器及智能调控软件来进行亮度调控；根据车流量及洞内洞外亮度，计算灯所需提供的照明亮度, 通过照明控制系统控制灯的照明功率, 达到控制的照明亮度。在车辆到达洞口前, 控制灯按指定功率亮度工作。在洞内无车辆行驶或存在, 并且无来车时, 及时降低灯照明亮度, 采用连续多次检测洞内无车才按无车处理。当设备故障、网络故障或故障时照明转为亮度控制预案处理。以达到节能的目的；马坑隧道全长700米，左洞基本照明采用LED灯具，加强段仍采用高压钠灯。通过实验挂表观察及技术测量，各项照度、均匀度均达到规范要求。试验证明该技术方案成熟可靠，比使传统的高压钠灯可节约电能30%，节能效果显著。

2009年12月已通车的六潜高速公路，所有隧道单洞全长45.5公里，全部使用LED灯具，合计18084盏，这在国内尚属首次。采用隧道LE D照明亮度智能无级控制系统后，不论是一年中的哪一天，它都会按照实际的功率需求去照明，而无须多付出照明能耗。通过计算可得，其年平均白天照明能耗比钠灯光源的隧道照明和恒定亮度的LED隧道照明要低得多，实现了真正意义上的按需照明。不论是何种天气，其相对节能百分比并无太大差异。用它替代高压钠灯的加强照明，可实现83.5%的节能目标，比亮度不可控的LED隧道灯节能一半以上。因此，这一系统的节能效果相当显著，将是当今乃至今后相当长一段时间内隧道照明节能的理想方案。带有亮度控制功能的LED灯具的工作电流取决于控制信号，它可根据实际应用场所的照明需求实时调整照明强度，以达到理想的节能效果。在基本照明方面，采用LED光源，通过先进的调光技术，可以使下半夜照明能耗同步一半，这样可在原有节能的基础上再在减少25%的能耗，由于功率同步减半，工作温度降低，使得LED光源的寿命进一步延长，可谓一举多得。

LED光源隧道照明，虽然在前期投资中较高压钠灯大，但由于其低耗能、免维护，LED光源隧道照明在寿命周期内使用比高压钠灯会节约很大的运营费用。

1.3 隧道供配电系统采用中压电能传输技术

所谓中压电能传输系统，就是采用配电网电压10kv，将电能输送到负荷点，在负荷点处设置与负荷相匹配的埋地式变压器，将电源电压转换为用电设备所需电压，就近供配给用电设备。使0.4kv低压的传输距离缩小到200M以内，改变了传统的0.4kv低压长距离传输方案。电压上升到10kv，输送相同的负荷功率时，10kv线路中的电流仅为0.4kv电路中电流的4%，同样，相同线路的电缆线，10kv线路中的电压损失也只有0.4kv线路的4%，因此，10kv输电线路的路径可以延伸，针对高速公路隧道供配电距离长、负荷小、负荷较恒定以线状分布这一供配电特点，是最佳的供配电方案。中压系统具有很高的可靠性和很好的扩展性，并具备较长的免维护周期，中压系统的设备故障率也小于低压设备的故障率，且便于今后的运行、维护、管理。虽增加了中压电缆和埋地式变压器的投资，但节约了低压电缆及变电所土建和相关的设备投资，并减少系统损耗，可降低部分工程造价节省工程投资约在10%～30%，同时可大大减少变电所和值班人员数量，降低运营管理费用。配合电力监控系统的使用，整体的自动化水平高，便于控制管理和维护。

1.4 节电器的运用

在电力供应部门的电能输送过程中，为避免电压损耗和用电高峰时造成电压过低，一般都采用提高电压输送，用户实际承受的电压往往会高于设备的额定电压，这些超额的电压不仅不能让负载更有效率的运作，反而导致电能过量浪费，增加设备损坏率，增大成本费用等负面影响。对于感性的气体放电照明灯具，在启动时需要一个高电压将灯管中的气体激活，当管中气体激活导通后，仍维持原有功率供电，灯具就会以发热的形式将电能消耗掉，如果这时将供电系统的输入电压予以降低优化，使馈送给灯光负载的电压为最适宜值，达到既实现节电又保证照明要求双重目的。合理照明原则不仅能提高照明光源能效比实现经济用电，最大限度的延长灯具的使用寿命，还能为人们创造一个合理舒适的照度环境。中电科技CETC-ZNLD系列节电器是一种以微电脑控制技术为基础、基于控压限流技术的灯光控制节电器。控压限流技术是通过其内置的节电优化软件对灯光的供电进行实时监控与相位跟踪，自动平滑的调节灯光电路的电压和电流幅度，提高灯光电路系统的功率因素，降低灯具和线路的工作温度，在确保灯光能够正常工作的条件下，给灯光输出一个最佳的照明功率，既可减少由于过压所造成的照明眩光，使灯光所发出的光线更加柔和，照明分布更加均匀，又可大幅度节省电能。通过驱动节能线圈自动调节电能输出，将微电脑控制与高效电磁换流技术有机的结合在一起。微电脑的动态智能分析、判断与控制，使用电系统始终处于最优工作状态，消除电能的浪费，从而有效实现对带电感式整流器的日光灯、高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯等气体光源的节电控制，达到高效、大量节约电能的目的（节电20%-40%），并可延长灯具的寿命1.5-2倍，减少更换灯具的费用60％以上。

节电器是一种以微电脑控制技术为基础的灯光控制节电器。它的主回路由两个开关回路并联组合，一个是以微电脑控制的变流器作为主回路，另一个是交流接触器作为旁路开关回路，与主回路并联。当主回路出故障时，主回路自动退出，旁路开关自动投入运行，以确保灯光正常运行，其主回路工作模式为：首先通过高精度的时控仪自动对每天开、关时间的控制。通过微电脑智能控制主回路投入对灯光照明系统送电，其前10分钟全压投入，以确保灯泡充分预热启动，达到正常工作状态。当预热时间段完成后，自动进入一级节电状态，并保持平稳节电运行。根据照明的实际特点，可以按时段设置一级节电状态和二级节电状态，得到更佳的节电效果。

1.5 节电器的功能特性

使用自适应供电技术，摈弃可控硅相控组合所产生的高次谐波及一系列的电网污染。极大的提高供电品质和各类用电设备的效率及使用寿命。通过电压整形及高效电压换流技术以最大限度的节省电能，吸收无效能耗。做到真正意义上的环保型产品。具有自诊断、自保护的全面功能可让用户高枕无忧。独特的微电子控制技术，先进可靠硬件与独特的控制软件整合，双回路自动切换。保护功能全面完善，确保运行稳定、安全可靠。柔性调节输出无突变，平衡稳定三相电压输出。全模块化设计，可根据负荷大小，自由组合，方便灵活，适用性强。

2 结束语

本文主要阐述了近年来新能源、新技术在安徽高速公路应用和发展情况。技术节能作为一个系统工程，将来会有更多的技术难题需要我们去解决，只要我们运用先进的理论和技术，不断前进，就能最大限度的解决节能的难题，为国内的高速公路提供最好的技术和设备，使我国的高速公路得以安全、经济地建设、运营和管理。

参考文献：

[1] 陈彦华,谭光友.公路隧道照明光源的选择[J].灯与照明,2006(3).

[2] 朱发国,周斌.基于分层分布式的网络式高速公路电力监控系统[J].中国交通信息产业,2007(11).

[3] 张建军.集中供电和中压电能传输技术在高速公路供配电系统的应用[J].科学情报开发与经济,2005(9).

[4] 尤三伟.高速公路监控外场设备太阳能供电方案[J].中国交通信息产业,2009(1).

[5] 罗小荣,梁创计.浅谈高速公路“中压电能传输技术”[J].中国交通信息产业,2007(8):80-81.

灯具节能技术篇5

【关键词】城市道路照明;节能;可行性;管理措施;技术措施

随着我国城市化水平的不断提高，城市照明系统也在不断扩大。只有提高路灯系统管理水平，并采取措施使能源得到有效节约，才能在保证道路所需照明效果的条件下，最大限度地节省道路照明的能源消耗，推动城市道路照明设施向着更合理、更舒适，也更节能的方向发展。

1．城市道路照明节能的可行性分析

1．1 城市道路对照明的需求

城市道路照明属于功能性照明，应具备三大功能要求：第一是要满足城市道路交通的安全发展要求；第二是要满足社会治安安全的要求；第三是要满足居民的日常生活需要，给居民的夜间生活提供最大的便利。

1．2 城市道路路灯照明并非越亮越好

道路照明设计工作首先要做的，就是合理选定照明标准值。这里需要关注两方面的问题。一方面，节能不等于降低照明的标准或者不开灯。去年，国内几大城市的商业中心曾搞过景观照明熄灯半小时体验，游客、顾客的心情显然大受影响。合理的城市照明可以对经济起积极的拉动作用，经济发展与节约能源之间的矛盾并非不可调和。另一方面，很多人认为道路照明亮越好。实际上，道路照明不需要么亮。道路照明的主要目的是为机车驾驶员提供良好的视觉条件，使们能及时发现前方60~160米范围内障碍物，一般最高照度需30勒克司（沥青硅路面)。大量的试验研究表，驾驶员评价为“好”的道路照明对应的平均照度约为15勒克司，并越亮越好！过亮不但浪费，还会导光干扰和光污染。

1．3 加强某些环节的控制是可以实现在保证照明效果的基础上节约能源

在城市道路照明领域，为了以上三大功能的要求，通常根据路段的最大人流量和车流量对路面的照明亮度的标准来进行设计、选择和安装照明设备。然而，人流量和车流量往往具有较大的流动性，不同的时间、地点和应用场合，即便是在相同的地点，随着时间和应用场合的变化，道路上的车流和人流量也在发生变化。因而，道路路面照明的亮度需求也要适应这种变化，能及时地做出调整。在同一地点，通常上班也的车流、人流量较为密集，控制照明的光源应按照设计的满功率进行，而在下半夜，人们的出行明显降低，人流量和车流都较为稀疏，这时道路照明的亮度标准便可进行适度的降低，来降低对能源的损耗。

2.加强管理是城市照明节能的前提与基础

2．1 安全管理

在保证规范要求的照度前提下，选择IP防护等级高的绿色环保、安全节能的灯具和电器设备。施工中，保证路灯基础、灯杆、变压器、控制箱等接地达标，及时处理线路突发性故障，确保路灯正常运行。加强巡逻防范，保障用电质量和用电秩序。

2．2 组织管理

建立一套完整的组织管理体系，认真贯彻落实节约资源和保护环境的要求，加快制订详尽的节能计划和实施方案，明确责任到人。强化、完善城市照明法规、绿色照明标准体系，有效地推进城市绿色照明工程。

2．3 技术管理

坚持科技创新，大力推进技术进步。按照城市道路照明标准规范科学设计、科学施工，逐步把现有无线智能监控管理系统的软硬件升级完善，使其始终趋于智能监控前沿。做好与智能型节能设备的有机结合，优化配套方案，最大地发挥社会效益和经济效益。

2．4 经济管理

根据道路使用等级、功能、路形和路幅宽度，通过科学计算，合理选择线路线径截面、灯具灯型、光源和电功率，特别要注重限制使用大功率耗能的灯泡及多头灯具。加强节能成本核算、成本考核，要用最少的投入达到最大的经济效益。

2．5 信息管理

充分利用先进的网络技术、多媒体技术、自控技术和无线通讯技术的集成，促进信息管理。实时掌握照明系统的运行状况，迅速发现运行故障，有效解决人工巡检的不足，提高节能信息管理水平。

3.提升城市道路照明节能效果的具体措施

城市路灯照明节能的技术方法有很多，通过对道路照明节能各种技术方法的比较和实践来看，节电效果较好的技术方法主要有以下几项：

3．1 光源的选择

选用节约电能的光源和灯具，是节电的重要内容，所以要选择经济性好，消耗电能和投资、维护费用低、发光效率高、寿命长、光色和显色性好、光通量高、气体放电等配套的镇流器，启动设备等性能要好的光源。根据相关资料和实践应用的总结可以发现，光源和灯具的合理选择，对节约电能影响极大，如选择不当，电能损失可能会高达30～40%，反之，则可以大大地节约资金。目前来看，高压钠灯的发光效率和寿命最高，效率是高压汞灯的2～2.3倍，寿命是4～4.8倍，效率是白炽灯5.6～11倍，寿命是16～24倍。用高压的钠灯取代白炽灯，可节约电能80%以上，代替高压汞灯可节电60%。同时高压钠灯还具有结构牢固、抗绣蚀能力强，技术性能稳定、光通维持性好，维护系数高、透光性强等优点。所以高压钠灯已成为道路照明中广泛采用的主体光源。

3．2 控制照明设备运行时间

运行时间的控制是节能的一个重要措施，现在城市的主干道路幅较宽，较多地考虑使用了双臂灯或单臂灯，而下半夜，车辆稀少，对照明质量的要求可以适当降低。此外，现在很多三块板式的道路结构，在照明设计时通常考虑了快、慢车道及人行道的照明，所以可以根据情况采用下列方式节能：第一，全、半夜运行方式。常用的是间隔亮灯、熄灯的方法。这种方法的优点是控制方便，时间可以灵活调节，运行故障率低，缺点是照度不均匀，可采用双光源照明器，在后半夜关闭一盏；第二，降低光通量。目前有两大类：一是采用整体降低电压、电流的节电装置，另一是采用变功率镇流器；第三，利用时间和光照相结合控制。许多城市根据本市的天黑时间来采用时间控制，根据光敏控制器的特点，建议采用时间控制和光照相结合的控制方式；第四，采用智能化集中控制。城市照明的智能化控制，特别是路灯“三遥”监控系统的发展，对路灯节能起到了巨大的推进作用，动态的对路灯远距离实施监控和管理，能够准确地报出故障，合理地开关灯，有效地达到路灯的节能。

3．3 对照明设备加强定期养护与管理

由于光源和照明灯具的污染，使光通量降低，这也是造成能源浪费的原因。制定合理的养护管理制度，及时修复故障灯，定期更换寿命到期、光通量降低的光源，及时维护供电线路也是重要的。定时对照明灯具的进行清洗，去除灯具表面的灰尘和污垢，就能使路面的平均照度上升，也可取得不错的照明效果。

4.结语

随着国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，我国电力负荷呈现急剧增加的态势，导致大中城市普遍出现了电力短缺现象，拉闸限电时有发生。道路照明做为城市电能消耗的组成部分之一，采取有效的节能措施，最大限度地减少能源消耗，这对我国节能工作的有效开展无疑具有重要的现实意义。

【参考文献】

［1］高雪.浅谈道路照明的节能[J].安徽建筑,2011,(5).

灯具节能技术篇6

关键词：无线网络；Zigbee技术；路灯控制系统；设计

一、引言

进入新常态下的社会，人们的生活水平不断提高，并对更高层次的生活质量有了新的要求，体现在对城市路灯控制的要求上，不仅要求更加节能环保，还要进一步提升其安全性、美观性和便利性。在本文设计的路灯控制系统中，可以基本上满足上述要求。

二、路灯控制系统的硬件配备

该路灯控制系统所用到的基础硬件包括路灯节点、无线通信模块，其中无线通信模块主要是内嵌于路灯节点和监控中心，以实现无线连接与控制。

（1）无线网络。该无线网络在实际设计过程中使用了Zigbee技术，这样，就可以使得路灯工作现场的相关数据信息可以及时地传递到系统监控中心，进而提高路灯的控制效率。一般来讲，Zigbee技术应用的主要领域是，那些对传输速率要求不高，并且传输距离非常短的电子设备之间，如在一些工业厂区内的控制、局部地区环境监测等领域，Zigbee技术的功耗相对较低。因此，可以有效降低系统的运营成本，同时其设计简单，易于维护，对于路灯控制系统来说，非常合适。该系统Zigbee模块，其控制电路的核心，使用了采用CC2530片上系统，具有256KBFLASH，在接收模式下，一般的电流损耗低于25mA；在发射模式下，一般的电流损耗低于34mA。系统模块的外部稳压电源为其提供5V电压，这样就可以保证各节点能够长时间稳定的工作。在实际设计过程中，技术人员根据路灯系统的相关特点，使用树形连接的方式连接网络，这样的连接方式可以更加灵活地扩展节点和自组网络。与PC机串口RS232连接的Zigbee模块，是网络协调器，主要发挥着组织、管理网络和发号施令的作用；如果出现网络有新的节点加入时，网络协调器就会自动分配地址给新节点，这样就保证了不会出现掉电和低功耗的情况。该系统的路由器，是与路灯单元串口连接的Zigbee模块，主要发挥着中继器的作用，这个中继器在实际工作过程中，能够对进来的相关信息数据进行收发和转发，通过中继器还可以实现上位机和相邻节点的相互通信。

（2）路灯节点。路灯节点的组成部分主要包括：路灯控制器、电源模块和Zigbee模块。路灯节点在整体系统中所承担的主要任务是，对路灯现场数据及控制命令进行合理处理，根据相关指令控制好LED的灯开，并实现对灯光的调节。在本文设计的路灯控制器中，其核心部件是8位AVR微处理器ATmega16，该微处理器性能的优点在于其低功耗、性能高。在实际工作过程中，可以根据使用需求和路灯现场的使用情况，自主设定单片机的输入/输出口，同时，该微处理器具备较强的驱动能力，本身包含了许多器件，综合功能也比较强大。在运行中，可以有效降低器件的使用量，这样一来就使得电路的整体结构变得相对简单。在该控制器中，信号检测、亮灯驱动和故障检测属于电路。在电流的使用上，主要使用5V及12V的直流电。在实际系统运转过程中，是通过把220V交流电经过整流桥KBP210，而后变成12V的直流电，这样就实现了为LED驱动电路和故障检测电路提供电源，根据相关测试结果，其功率一般能够达到40W；12V直流电源再通过LM2596-5.0集成三端稳压器，就可以输出5V直流电源，经过测试，发现其输出的电流可以达到3A，并且还具有良好的线性和负载调节特性，这样就可以满足Zigbee模块、单片机及其他电路的电源需求。

（3）监控中心。该系统的监控中心主要由PC机和Zigbee模块组成，能够提供有效的监控信息，其中人机界面显示的功能非常强大，能够非常流畅地实现对相关数据信息的遥测、遥控及存储和管理。通过这种监控系统，基本上可以实现对整个路灯系统工作状况的实时动态监控。在实际工作过程中，通过无线通信网络，PC机可以很精确地采集路灯的工作信息数据。例如，环境光强度、用电量、亮灯率等，并且可以根据相关程序，实现对路灯节点的控制。

三、系统软件设计

（1）现场信号采集、检测与处理程序。路灯现场环境光采集模块经由光敏电阻得到电压值，并通过ATmage16内部的1路10位ADC模数转化电路将其转化为数字信号。

（2）通信程序设计。1）路灯节点之间的通信实现。路灯节点之间采用串口通信，通信参数配置为异步通信、8位数据、无奇偶校验、一个停止位及无倍速。串口的发送程序采用查询方式，接收程序采用中断接收方式。2）路灯节点与监控中心之间的通信。这二者之间的相互通信，有着两方面的功能，其一，通过上位机能够实现为路灯节点配置相关信息，并发出相关控制指令，其二，接收来自路灯节点的现场运行信息，实现系统在监控室进行路灯系统操控和故障查询、报警等功能。

（3）监控软件功能设计。1）显示监控程序。显示监控程序包括路灯状态信息、街道状态信息、报警信息。通过显示监控界面可以实现街道选择；观察路灯当前光通量、功耗、工作时长及是否故障。2）调试配置程序。调试配置程序包括串口配置、Zigbee读取及配置、路灯调试。通过串口配置界面设置相应的串口配置参数；通过Zigbee的配置程序可读取Zigbee模块的网络ID号，可以方便设置Zigbee模块的网络ID号、波特率。3）存储工作运行数据。在系统运行的过程中，下位机发送的路灯信息及报警信息都会保存到数据库中。同时街道及路灯的配置信息也保存在数据库中，并可方便用户导出及打印信息。

四、系统功能

1）可进行单灯远程监控，并可调节灯具亮度。2）可根据环境光自动开关路灯，并可调整灯具亮度，保证使用需要。3）根据道路是否有行人/车辆通过实现亮度渐变，具有路灯故障检测功能。4）具有数据统计和存储功能。可提供路灯用电量、亮灯率和功耗等数据，并可查询历史记录。5）系统具有休眠状态，降低系统功耗。

五、结束语

从路灯控制系统的发展方向来看，未来智能化和网络化控制系统很可能会成为一种主流趋势。随着无线通信技术的进步和城市发展对路灯需求的提高，路灯控制系统的功能应该得到进一步提升和开发，在本文的设计分析中，通过使用Zigbee协议基本上实现了对路灯控制模拟系统的实时监控和网络化管理。并且基于Zigbee的路灯控制系统有着非常优秀的使用特点，其网络升级扩展灵活、使用安装过程简单，控制监测界面清楚，运营成本相对较低，在城市路灯控制系统中有着一定的优势。

参考文献：

[1]王国义，叶显钊，高超，陈永煌.基于AVR单片机的太阳能路灯照明系统设计[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2014（10）.

[2]申中鸿，杨林，蒋春旭.基于机器视觉技术的LED灯具舞台照明智能控制[J].电声技术，2014（07）.

[3]黄沈磊.基于ZigBee的自组网无线路灯控制系统研究与设计[D].苏州大学，2010.

灯具节能技术篇7

[关键词]照明； 技术； 节能； 发展；环保

[abstract] the energy saving of lighting technology to promote socialist economical society has the important significance and function. Create the economical society, it is an important nowadays we policies and strategies. This paper mainly through electric lighting energy saving measures in the design of discusses.

[keywords] lighting; Technology; Energy saving; Development; Environmental protection

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

引言

随着科学技术的发展，人类物质文明与精神文明不断提高。从20世纪90年代开始，人们已将照明提高到照明文化的高度来认识，并对照明形成一种全新的理念。人们已不再满足简单的照亮某个环境，而是希望通过科学的照明设计充分体现环境的文化、艺术特征，营造一个安全、舒适、高质量、高品位的光环境。

1、选择照明方式节能节电

建筑物采光、建筑光学中的天然采光技术是照明技术的重大课题。自然光不仅能获得较高的视觉功效，而且还能满足人类心理和生活上的舒适要求，以达到保护人体健康的目的。因此，照明节能应从最科学与合理的应用天然光开始，最大限度地使用这种大自然赋予的能源。以窗和窗玻璃为例，它反映着采光、通风、防噪音、防范(防尘、防火、防窃)等多种功能。其中窗的采光效率是最受关注的，如美国一幢采光试验楼经过改装，利用天然光减少照明耗电量，每年可节约3万多美元。可以说，合理利用天然光资源，改进建筑采光是家庭照明节能的第一步。应该是建筑工程师、电气工程师之间的共同语言。

科学选用电光源是照明节电的首要问题。当前，国内生产的电光源的发光效率、寿命、显色性能均在不断提高，节能电光源不断涌现。电光源发光原理可分为两类，一类是热辐射电光源，如白炽灯、卤钨灯等。另一类是气体放电光源，如汞灯、钠灯、氮灯、金属卤化物灯等。各种电光源的发光效率有较大差别，气体放电光源比热辐射电光源高得多。一般情况下，可逐步用气体放电光源代替热辐射电光源，并尽可能选用光效高的气体放电光源。荧光灯比白炽灯节电70％，适用于在办公室、宿舍及顶棚高度低于5m的车间等室内照明。紧凑型荧光灯发光效率比普通荧光灯高5％，细管型荧光灯比普通荧光灯节电10％。因此，紧凑型和细管型荧光灯是当今“绿色照明工程”实施方案中推出的高效节能电光源。虽然荧光灯的节能效果很好，但它的光很强，与家庭的环境不是很适合，尤其是在卫生间等容易频繁出入的房间。在开闭频繁、面积小、照明要求低的情况下，可采用白炽灯。双螺旋灯丝型白炽灯比单螺旋灯丝型白炽灯光通量增加10％，可根据需要优先选用。

合理选择照明灯具。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。在一些专用场合如采用混光照明，光效高、耗电少、光真、协调、视觉舒适。

选择照度和照明方式。家庭住宅中各个房间应根据功能的不同选择不同的照度和照明方式。如起居室照明设计时应具有较多的层次，以突出不同的气氛。一般照明，照度应控制在100Lx左右。主灯最好可以调光，用明、暗营造明快或温馨的印象。局部照明设计，如沙发座椅的旁边应有300Lx左右的光线供休闲看书等用，而且宜采用混合照明；电话放置的地方应具有400Lx左右的照度；起居室在重点饰物如工艺品的区域应有600Lx左右的照度；一般的表现则需要300Lx左右；在摆放绿色植物的地方，还可加设紫外光灯补充日光。

加强照明用电的管理。照明节电管理主要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主，使人们养成随手关灯的习惯。按户安装电表、实行计度收费、按时间段收费等都是降低照明用电量的好方法。

合理设计照明配电系统。照明线路的损耗约占输入电能的4％左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。三相四线式供电比其他供电方式线路损耗小得多，因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。

2、提倡绿色照明节能环保

在追求高品位照明环境的同时，人们把照明和全球环境保护问题紧密联系在一起。因为照明耗电在每个国家的总发电量中占有不可忽视的比重，资源、环境是制约国民经济持续发展的重要因素。1991年1月，美国环保局(EPA)首先提出实施旨在节约能源、保护环境、提高照明质量的“绿色照明”概念。在“绿色照明”的概念中节能是一个不可忽视的组成部分，我国照明耗电大体占全国总发电量的10％～12％。如2001年我国总发电量为14332．5亿kW•h，照明耗电达1433．25亿～1719．9亿kW•h，为建设三峡水力发电站投产后年发电能力的两倍左右。目前，我国电力生产以火力发电为主，使用燃煤要产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体，造成的“温室效应”和“酸雨”影响全球环境。同时燃煤过程产生的粉尘同样污染环境，这将对人类的生活、生存构成严重威胁。如果全国的荧光灯都换成节能灯，以8W的优质节能灯为例来算一笔帐，其价格为20元，产品寿命至少为5000h，电费以0.60元/kW•h计，使用5000h所用的电费和购灯的费用共为44元。而具有相同照明效果的40W的白炽灯的价格为2元，产品寿命为1000h，同样电价和使用5000h所用的电费和购灯的总费用为120元。我国3亿多的家庭，以每个家庭用4个节能灯算，“绿色照明”每年节约的相关费用能高达200亿元左右。而且“绿色照明”产品灯管内注汞量小于3．6mg，远比普通灯管的汞含量低。由此可见，绿色照明不仅可以大量降低生产电能对环境造成的污染，还可以大量节约电能。由以上这些数字可以发现，运用科学技术达到照明的节能已经成为一项重要的任务，也是我国必须坚持的一项长远的国策。国家建设部确定的我国2001～2020年住宅发展纲要计划每年新增5.5亿m2的住宅，按国际上一般的发展规律，当GDP达到1000美元时，为住宅快速发展期，目前我国正处于这个时期。若以50W／mz配电，其中30％左右为照明用电来计算，其耗电量是一个很可观的数字。随着近些年来住宅标准的提高，国内的装饰热日益高涨，各式各样的灯具应运而起，住户大多会选购造型优美，五彩缤纷，同时又能与室内装修和家具陈设融为一体的灯具。但把节能、保护视力、增进身心舒适健康列为第一位考虑的并不占多数，因为并不是每个人都是专业人士，都会考虑到很多专业方面的知识。资料显示，2000年以前，平均每年都有近亿台灯具进入城镇和农村的住宅，而这个数字在近些年又有了进一步的增长，所以合理的家庭照明就成为整个照明技术中一个不可忽视的组成部分。那么什么样的家庭照明才是合理的?家庭照明有什么样的准则呢?居家照明，不是灯火通明才叫够亮，家里最理想的亮度是延续黄昏时分的自然光。间接光源与暖色光的运用是家庭照明最通用的准则。

3、照明技术的发展趋势

灵活的照明方式。灯具能够自由移动，并可以随时变换照明角度和灯具布局，具有多功能特点的照明方式对家庭的照明也是可以起到很好的照明及视觉效果，能做到空间上的“柔性”。而且不仅是在家庭照明中可以采用这种方式，在多种场所也可以得到应用和发展。

电子技术的广泛应用。目前电子技术已广泛应用于照明领域，预示着照明技术将发生重大变革和进步。灯的电子部件化可以大大提高灯的光效，如电子镇流器除节电外，还可延长灯管寿命25％。灯具的控制也非常重要，自动化技术对“智能化”照明和遥控点灯调光器的开发应用，实现了按时间、地点、天气变化和个人需要，灵活地调节照度水平，从而进一步挖掘出利用天然光和照明节能的潜力。

光环境的研究和新光源的开发。照明利用了光对人类有益的一面，但可见光与非可见光对人类也有视觉消极影响。这是国内外照明界感兴趣并着手研讨的课题，如新近出现的冷光源和正在完善可能替代白炽灯和气体放电灯的低能液晶光源都是节能的新光源。

结束语

总而言之，现如今的照明技术的节能有了长足的进步与发展。随着社会的不断发展与进步，照明技术越来越先进，并且体现了绿色的概念，从中贯穿这节约的思想。因此，照明技术的发展是随着社会的发展而不断进步的。

参考文献

[1]全国民用建筑工程设计技术措施——电气节能专篇[M]，北京，中国计划出版社，2007

[2]陈众励，赵济安，邵民杰.建筑电气节能技术综述[J]，低压电器，2007

[3]梁美贵，浅析建筑电气节能技术措施[J]，科技资讯，2010，（12）

[4]张蕾，浅谈建筑电气节能技术[J]，江苏南京，科技风，2010.3

灯具节能技术篇8

随着无线技术的日益发展，无线传感器网络(wirelesssensornetwork,WSN)[4]已经成为重要的研究领域，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受；国际上开展了大量的研究工作，取得了丰富的研究成果，其中短距离无线通信技术各具特色，无线通信短距离传输技术比较成熟完善、普遍接受的有Bluetooth、Wi-Fi、Infra-redData(IrDA)和ZigBee等。

1.BluetoothBluetooth是一种短距离无线通信技术，传输距离为10米之内，可以用在移动电话、无线耳机、PDA以及电脑等多种设备之间的无线信息之间的交换[5]。BluetoothTechnology技术的特点主要表现在三个方面：一是全球可免费使用，规格相同。BluetoothTechnology使用的2.4GHz的波段运行，频道采用23-79个频道间隔为1MHz的时分双工方式；使用BluetoothTechnology不需要支付任何费用，只需要向手机供应商注册使用的CDMA或GSM。二是BluetoothTechnology是低功耗、低成本及小体积的无线传输设备，可以应用到极微小的设备中。三是BluetoothTechnology易于安装和使用。BluetoothTechnology是一项即时技术，不要求固定设施，可以随身携带个人局域网，也可以连接其他网络。四是蓝牙设备组网灵活，提供点对点和点对多点的无线连接基于TDMA原理组网，它的数据速率可达到1Mbps。五是BluetoothTechnology系统具有很高的抗干扰能力。由于BluetoothTechnology采用跳频速率为1600跳/秒，使得蓝牙系统具有很高的抗干扰能力。

2.Wi-FiWi-Fi(Wireless-Fidelity)是一个高频无线电信号，具有无线保真技术的功能，可以将个人电脑、手机、PAD等终端以无线方式互相连接，其目的改善基于IEEE802.11标准的无线网路产品之间的互通性[6]。Wi-Fi的主要功能是使用IEEE802.11b或802.11a无线电技术提供安全、可靠、快速的无线连通性。Wi-Fi网络数据速率可达11Mbps-300Mbps，信号发射功率低于100mw，低于手机发射功率，信号传输范围100m。Wi-Fi最主要优势：不受有线线路的制约，使用范围广泛。厂商只要在公共场所人员比较密集的场所设置“热点”就可以，用户只要把支持无线保真的电脑、PDA、手机等带到“热点”区域，即可上网。Wi-Fi的弊端：Wi-Fi无线电波易受干扰，资料包被截取的可能性高。

3.Infra-redData(IrDA)IrDA是1993年由红外数据协会(Infra-redDataAssociation,IrDA)[7]研究的利用红外线进行点与点通信的短距离的无线传输技术，属于无线局域网传输方式之一。IrDA使用也不受国家无线管理委员会的限制，其硬件和软件技术比较成熟。现在的红外数据传输技术为IRDA1.0，简称SIR(SerialInfrared)[8]，它是基于HP-SIR开发出来的一种异步的、半双工的红外通信方式，它同其它无线传输技术一样省去了线路连接，主要用于手提电脑、无线遥控器、无线游戏终端、移动电话、计算器、无线工业仪表、无线数码播放器以及打印机之类的办公设备等等。Infra-redData技术的主要优势有三个方面：一是利用Infra-redData传输不需要申请特定频率使用执照。二是体积小、功率低、耗电量低。三是红外数据传输所受干扰较少，适合于家庭和办公室使用，传输速率较高，速率可以达到16mb/s。Infra-redData传输弊端：传输距离很短，传输的线路必须为直线，中间不能有阻挡物。

4.ZigBee,Bluetooth,Wi-Fi,IrDA无线传输技术性能比较综上分析可知，无论是ZigBee、Bluethooth、Wi-Fi以及IrDA技术，它们都具有各自的特点，适用在不同的应用场合，它们之间存在着相互竞争、相互补充的关系，谁也不能完全替代另外一种。为了更加直观的表述和比较短距离无线通信技术的性能，作者整理了蓝牙、Wi-Fi、IrDA和ZigBee四种无线传输技术性能，见表1所示。表1显示，Bluetooth的工作频段最小(820nm)，其次是IrDA(980nm)。ZigBee传输速率高于Bluetooth和IrDA两种短距离传输速率，次于Wi-Fi的传输速率。ZigBee的通信距离最长(10m-300m)，IrDA通信距离最短(0.2m-10m)。功率消耗最小的是IrDA(低于10mW)，其次是ZigBee(最大功率消耗30mW)。连接设备数ZigBee最多，节点数目可以高达65536个，IrDA连接设备数只有2个，即点与点对接。设备安装成本IrDA最小，安装成本低于5$；其次是ZigBee的安装成本低于10$；Wi-Fi的安装成本最高，要求较高的安装成本可达600$。ZigBee、Wi-Fi和IrDA三种短距离无线局域网都属于数据传输类型，Bluetooth技术传输属于语音型。综上分析可知，ZigBee无线传输技术在传输速率、通信距离和连接设备数量上占据绝对优势，功率耗能和使用成本低于蓝牙和Wi-Fi设备，是建立学校教室和自习室照明灯节能智能控制系统理想的设备。

二、基于ZigBee无线传输技术建立教室照明节能智能控制系统

从表1可以看到，ZigBee无线传输技术具有低功耗、低成本、网络容量大、适宜安装使用场合的特性，建立学校教室照明灯智能控制系统，实施节能型校园是可行的。

（一）ZigBee无线传输教室照明节能智能控制系统设计ZigBee标准基于IEEE802.15.4协议而建立，具备了强大的设备联网功能。它支持三种主要的自组织无线网络类型：星型结构、网状结构和树状结构[9]。ZigBee网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。ZigBee簇状结构则综合了以上两种网络类型的特点，这种组网通常会使Zigbee网络更加灵活、高效、可靠。而学校教室和自习室的照明灯设备的节能智能控制系统只能建立在ZigBee星型结构基础上。基于ZigBee设备多节点和星状结构连接技术，设想在每栋教学楼安装一台电脑控制中心，控制中心安装有协调器作为网络的指挥中枢，每层楼设定几个路由器作为数据的转发站，每个教室作为一个终端节点，ZigBee模块从协调器自动获得16位的地址信息，自行初始化并加入网络成为网络中的成员。见图1所示。

（二）ZigBee无线网络传输教室照明智能控制系统硬件设计实现教室照明节能智能控制可以从两个方面考虑：一是在不影响正常使用的前提下减少教室灯具的损耗；二是降低节能系统本身的功耗。ZigBee无线传输网络正好满足以上两个条件，具有低功耗和传输及时的功能。本系统选用超低功耗的单片机，电源电路使用LM2596开关电源模块[10]，灯光驱动器使用无线圈触点的固态继电器，激光传感器使教室照明灯实现智能化控制，使教室照明灯开启的数量随着人数的变化而变化。教室照明灯安装激光传感器的功能主要有三个方面：(1)当没有人在教室时，灯具全部关闭；(2)当教室有人时开启适当的灯数；(3)白天光照较强，无需亮灯，光敏传感器可以检测教室内的光亮强度，当光照充足时自动关闭教室内的照明灯具。基于上述分析，ZigBee无线网络传输教室照明节能智能控制系统硬件设计主要由协调器节点、路由结点和教室终端节点组成；ZigBee协调器自动获得16位的地址信息，自行初始化并加入网络成为网络中的成员。通过光电传感器判断教室内是否有人，通过对光强度的检测判断教室内的缺光程度，通过ZigBee网络将这些信息发送到协调器节点，协调器节点依据设定算法采取适当的决策控制教室内的灯具，从而实现室内灯具的智能控制。图2显示，教室照明节能智能控制硬件主要由LPC2103微处理器、LCD液晶显示器、可中断键盘、ZigBee无线传输模块、MSP430单片机、人数采集器、光敏传感器和灯光驱动器八个部分组成。其中，由于协调器节点的工作量较大，可以选择嵌入式LPC2103微处理器作为主控制器。LPC2103是NXP公司基于ARM7TDMI-S的微处理器推出的新产品，特别适用于低功耗控制场合[11]。其工作程序是：终端结点、路由结点通过人数采集器检测教室内是否有人以及人数，光电传感器判断检测教室内的光线强弱，通过ZigBee网络将这些信息发送到协调器节点，协调器节点依据设定好的算法采取适当的决策控制教室内照明灯开启盏数，实现了教室内照明灯的智能控制。

（三）ZigBee无线网络教室照明智能控制系统软件设计基于ZigBee无线传输教室照明灯智能控制系统软件设计主要考虑的是教室人数统计、教室光线强度测量、节点之间传输和教室照明灯开启、关闭的数量智能控制。与传统的教室照明设备相比较，ZigBee系统主要使用了低功耗单片机，控制系统自身的功耗可大幅降低;实现了CRC算法，提供了数据的错误检查，并提高了系统的可靠性;同时还使用了无线传感网络，CC2530内嵌的协议栈使得路由数据包成为了可能[12]，为学校教学楼群的统一联网创造了条件。其程序流程见图3所示。图3显示，当系统上电时，系统进行初始化，ZigBee协调器节点在完成硬件初始化后，进入轮询状态，当收到数据时，先做CRC校验，若校验正确则解析相应的命令：一是到了关灯时间，系统将自动关灯。二是不到关灯时间，光敏传感器将通过智能控制器发送指令开启教室照明灯；如果人数采集器没有采集到人数，时钟控制器将延迟5分钟关闭教室内照明灯开关；如果教室内有人，人数采集器和光敏传感器同时工作：光敏传感器检测教室内光的强度、人数采集器采集教室内的人数，通过单片机MSP430控制继电器打开教室照明灯设备，使电磁铁工作，ZigBee路由节点和教室终端节点发送控制信号，依据指令开启或关闭教室内照明灯盏数。

（四）教室照明灯智能控制系统安装一般学校标准教室80平方米左右，78-80个座位，21根40瓦的照明灯管(其中，讲台3根灯管，学生座位18根灯管：两两并联，三三串联)。讲台3根灯管各自有独自的开关，教师根据上课需要开启讲台照明灯盏数。学生座位上的18根9组灯管开启采用ZigBee无线网络传输智能控制系统：将教室分为9个区域，每个区都安装人数采集器；一个教室安装一个光敏传感器，一个照明系统和一个单片机，通过单片机实现教室照明灯智能控制系统，安装系统布局见图4所示。四、结论本文设计的以ZigBee无线传输网络控制的教室照明灯智能系统，通过人数采集器统计教室内区域的人数，利用光敏传感器模块实现了对教室光照亮度的检测调节，满足了教室内照明灯需求的前提下成功地避免了不必要的照明灯电能的损耗。经测试，ZigBee无线传输教室照明灯智能控制系统很大程度上节约电源，提高了系统的稳定性、可靠性、节能性，实现了学校教室内照明灯控制系统的信息化、智能化。随着学校招生人数的不断扩展，各个学校的教学楼、自习室、实验室、图书馆不断增加，电费支出逐年增长，节约能源减少电费支出已经列上学校的议事日程；随着ZigBee技术的广泛应用，建立以ZigBee无线传输教室照明智能控制系统的成本也会因ZigBee技术的日趋成熟而不断降低。