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摘要:本文介绍了红外线感应开关的原理，采用热释电红外探头（PT8A2621）将接收到的微弱信号加以放大，然后驱动继电器，制成红外热释电感应开关。本开关能探测来自移动人体的红外辐射，只要人体进入探测区域，开关会自动开启。该设计可作为企业、宾馆、商场及住宅的走廊、楼梯、电梯间、卫生间、库房等处的自动开关，起到“人来灯自亮，人走灯自灭”的作用，既新颖方便，又节约用电，在某些场所还能起到威慑盗窃活动的防范作用。本设计结构简单，本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，价格低廉，隐蔽性好，应用范围广，所以可以通过扩展而达到实际的应用。关键词：红外线，感应开关，红外辐射，探测区域Abstract：this article will normally introduce the theory of dopuler effect, which advance PT8A2621 to zoom out micro-signal. then drive the relay, complete the infrared -heat electric on- off. this switch can mensurate moving-body infraed ray. once coming into the mensurate area, the switch will automatically turn on .this invitation could be used as auto-on-off in corporation, hotel, mall and could induce house like the lane, stairs, bathroom, stockroom. bringing the effectness that coming on, leaving off. it is innovate and convient, also reduce the expanse of electricity, could resist the steal activities. its structure is very simple. it can emit no ray, small size, low price, well cover-up, widely used, attach to practical advantage when : Infrared, Sensor switch, Infrared radiation, Detection of regional引言：作为世界上最大的发展中国家，我国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993 年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，因此节能思想尤为重要，节能的中心思想是采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的措施，来更有效地利用能源资源。为了达到这一目的，需要从能源资源的开发到终端利用, 更好地进行科学管理和技术改造,以达到高的能源利用效率和降低单位产品的能源消费。由于常规能源资源有限，而世界能源的总消费量则随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高越来越大，世界各国十分重视节能技术的研究，特别是节约常规能源中的煤、石油和天然气，因为这些还是宝贵的化工原料；电力作为一种洁净方便的能源广泛的应用与我们的生活与生产方面，因此电能的节能尤为重要，要节能首先就要做到节约能源，其次再通过科学研究发明更加人性化和节能的用电器。热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域应用前景看好。比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机。电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构。 1红外线感应灯控制系统研究的目的意义课题目的：本课题是设计一个红外线感应灯控制系统控制系统，通过本设计了解红外线感应灯控制系统的工作原理，进而研究红外线感应灯控制系统的设计方法。通过已学的模拟电路知识设计红外线感应灯控制开关电路，再利用由光敏电阻组成的光感电路来控制感应灯开关的触发与否，将控制开关与节能灯组成家庭照明系统。课题意义：现代化家居照明系统要适应网络时代的发展，应引入智能化的概念。在传统的家居照明系统中，一般都是综合布线，使用刀开关来控制，灯具的寿命短，较费电。但近年来，随着经济的发展和科技的进步，人们对照明灯具节能和科学管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在商品房的建设热潮中，各大楼盘和房地产商也意识到了智能照明的重要性。使用智能照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势。红外智能节电开关由于触发的时候不需要人发出任何声音，而是人走过时身体向外界散发红外热量最终控制灯具的开启，当人离开后，经过一定时间的延时，自动熄灭。因为不同于声光控灯，不需要声音和开关控制，从而避免了声控噪音的侵扰，同时因为它是感应人体热量控制开关，所以避免了无效电能的损耗，达到节能效果。 现在的公共场所照明（比如公共走廊及楼梯间）应用最多的还是几年前出现的声光控延时灯具和开关。这种灯具和开关的出现，实现了人来灯亮，人走灯灭，目前已成为公共场所照明开关的主流产品。当然，这种产品在某种程度上说确实实现了节能的目的，但同时也给人们的生存环境造成了一定的破坏。由于产品本身性能的限制，这种声光控灯具和开关自动控制的实现需要（超过60分贝）声音的配合，这就给大众需要的安静环境造成一定的噪声污染。 随着社会的发展和人们对生态环境的重视，这种声光控灯具和开关已慢慢不能满足人们的需要，这就要求更加节能和环保的自动照明控制产品的出现，以满足人们对高质量生活的需求。 红外智能节电开关是以成熟的红外感应技术为平台，加入更多的高新技术元素而形成的一种具有广阔市场前景的高科技产品，它的出现弥补了声光控技术的缺陷，它的自动控制的实现不需要声音和其他会给环境造成影响的条件的配合，而是人走过时身体向外界散发红外热量最终实现它的自动控制功能。2红外线感应灯控制系统的现状及发展趋势我国照明缺乏独创产品，模仿产品居多，基础加工落后，只顾外表，轻视功能，产品的品种比较单一，性能差。尤其是在“智能”照明方面，缺乏创新，与国外智能灯具在技术研究方面有着不小的差距。我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线，提供照明灯回路用电，由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制，灯只有开和关两种状态，无逻辑时序及亮、暗调光控制，因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。而美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国55%白炽灯及55%的日光灯被LED取代，每年节省350亿美元电费，每年减少亿吨二氧化碳排放量。日本100%白炽灯换成LED，可减少1～2座核电厂发电量，每年节省10亿公升以上的原油消耗。台湾地区15%白炽灯换成LED，每年节省110亿度电。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的节能环保光源。LED以其较之于传统照明光源所没有的优势，诸如较低的功率需求、较好的驱动特性、较快的响应速度、较高的抗震能力、较长的使用寿命、绿色环保以及不断快速提高的发光效率等，成为目前我国今后照明系统发展的方向。基于目前国内国际形势，尤其是能源紧缺，智能照明必是以后照明系统的发展方向。智能照明将会使人们利用起来更加便利，改善家庭环境，提高管理水平，减少维护费用，不仅为建筑照明提供多种的艺术效果，而且使灯具控制和维护变得更为简单，而且具有可靠性高、安装布线容易。
基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要：温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统，难以建立系统的数学模型，采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点，设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝：PLC；智能控制：温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，对温室温度、湿度、CO，浓度和光照等环境因子控制技术进行研究，设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1．1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统，建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确，而是一个模糊区间，比如作物对温度的要求，只要温度在某一时间段在某一区间内，该作物就能很好地生长，因此，也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象，有以下特点：非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1．2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为：式中，为智能温室的放大系数；为智能温室的时间常数；为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量；为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2．1系统总体结构2．1．1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO，传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO，浓度等环境参数信息，通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动／执行机构的控制，对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要，为作物生长发育提供最适宜的生态环境，以大幅度提高作物的产量和品质。2．1．2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理，根据作物的生长需要将l天分成4个时间段，4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改，而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同，只是自动控制系统启动的调节机构不相同，但不同季节的控制目的是相同的，即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化，以及随作物生长阶段的变化，各时间段所需要的温度也是变化的，这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2．1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制，提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠，由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测，并对其设定上限和下限值，当检测到某一值超过设定值，便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭，从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低，可大大节约劳动力，降低劳动者的劳动强度。2．2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控，本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO，浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求，对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6．02监控软件，能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库，并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性，温室设备的控制采用手动／自动切换方式，即在某些特殊情况下系统可以切换成手动，使用灵活方便。3系统的软件设计3．1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点：(1)防止接点误动作：可利用自锁电路加以解决；(2)系统自诊断功能：PIG本身具有此项功能；(3)风机控制：温室设有一组风机，能同时启动与停止，当温室内的温度超出预定值时，受PLC的控制先是4个侧窗自动打开，延时5s后风机启动，再延时5s后湿帘水泵启动，从而使温室的温度降低；(4)侧窗控制：温室中设有4个侧窗，侧窗受电机控制，通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点，但考虑到程序的精炼性，可配合PGI的中断功能命令加以解决；(5)系统自动／手动控制：可利用一个开关量作为PLC的输入信号，实现控制程序的转换；(6)湿帘泵控制；(7)遮阳网控制；(8)CO，补气(控制；(9)补光灯控制；(1O)可扩展性：在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3．2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令，通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度，能够把温室内的扰动快速反应出来，同时由于温室较大的传递滞后，执行机构动作频繁，从而影响使用寿命。为此，在程序中加有时间可调的延时模块，使用时可根据具体情况调整延时，使控制效果达到最佳。3．3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据，然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下：(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态，包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0，补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视，还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度，并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响，将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计，开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟，张侃谕，龚幼民．智能控制技术在农业工程中的应用．现代化农业，2003(12)：1～3申茂向等．荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考．农业工程学报，2000，16(5)
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由高到低地不断设置手机的屏幕亮度，知道人眼感觉其发出来的光不刺眼，记录此时的手机屏幕亮度，通过在手机里设置包括光照强度传感器、补偿和放大电路中央处理器在内的光照强度的检测装置，对光照进行采样、补偿和放大，再由光照强度的检测模块计算出当前的光照强度。
这个光照强度就是人眼对光强的耐受度。
此方法充分利用了手机被随身携带的特点，解决了户外不方便测量光照强度的技术问题。特别适合作为科研的辅助测量工具。
扩展资料：
实验时注意不要过于频繁调节亮度：
光源闪烁对人的视觉系统有刺激作用，会产生不舒适的感觉。而人眼对环境的明暗需要进行调节和适应。视觉的调节和适应的过程是由眼睛瞳孔的放大或缩小以及锥状细胞和杆状细胞的过渡来完成的，需要一定的时间。
长期在有频闪的光源下，必将使瞳孔括约肌和视网膜因过度使用而疲劳、酸痛甚至伤害视神经。频闪会导致眼睛疲劳、酸疼，之后是头晕头痛，再后是心烦紧张，甚至心动过速。
传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用，这是我为大家整理的传感器与检测技术论文，仅供参考!传感器与检测技术论文篇一 传感器与检测技术课程教学探索 摘 要：传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用，文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨，以期获得更好的教学质量与效果。 关键词：传感器与检测技术;教学改革;教学方法 中图分类号：G71 文献标识码：A 文章 编号：1009-0118(2012)05-0132-02 传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统，更是控制系统的前哨，它广泛的应用于各个领域，在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础，也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用，自从2005年课程教学大纲调整以后，在教学中出现了一些新的问题，原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。 一、课程教学现存的问题 自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲，其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课，并将课时由64学时更改为32课时，通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难： (一)教学内容多而散 课程内容多且散，涉及知识面广，有物理学，化学，电子学，力学等等，属于多学科渗透的一门课程，学生学习有难度，特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。 (二)典型应用性 传感器与检测技术属于典型的应用课程，要学习各种传感器的原理，并掌握它的使用，在此基础上掌握搭建检测系统的方法，单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕，实验条件也有限。 (三)学时越来越少 学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”，为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整，本课程课时被缩减至32课时。 (四)学生的学习主动性差 由于本课程被定为考查课，所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视，没有投入必要的精力和时间，学习主动性差，直接影响教学效果。 二、教学内容与教学方法的探索 (一)教学内容的调整 目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面，而对具体应用涉及较少，针对课程的内容多课时少的情况，教学时无法做到面面俱到，教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位，教学内容的调整遵循以下原则： 1、避免繁琐的理论推导过程，以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如：用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端，在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差，无温差时电势差消失，通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因，可以配以大家能够理解的简单的公式推导，而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。 2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。 3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍，使其思考所学课程之间的关联，对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识，建立起系统的概念。 (二)教学方法的改革 为了克服课程教学中客观存在的困难，获得良好的教学效果，在课堂教学使用多种教学方法和手段，力求将教学内容讲解得更加生动、具体。 1、采用多媒体技术，使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量 采用多媒体课件教学，一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间，克服课时减少的问题;另一方面，以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理，展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图，使学生能够直观地认识传感器，更容易理解传感器的工作原理和应用。例如，学习光栅传感器时，使用传统的教学手段，很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程，使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子，还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动，清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时，很多同学很难理解编码器的辨向问题，通过使用幻灯片展示编码器的内部结构，直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后，同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系，佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。 总而言之，利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息，增强学习的趣味性和生动性。 2、重视绪论，提升学生的学习主动性 很多教材的绪论写的比较简略，但我个人认为这不代表它不重要，特别是面对学生主观上不重视课程的情况下，更要下大力气上好绪论这第一次课，吸引学生的注意力，激发学习兴趣，使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用，使同学们了解到小到日常生活，大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用，更根据各种行业背景中需要检测的物理量，自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用，使学生认识该课程的重要性。另一方面，我校长年开展本科生科研实训项目，在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题，一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题，其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容，所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论，更加直接的体会到本课程的关键作用，从而提升学生学习的兴趣，增强主动性，克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。 3、加大案例教学比重、侧重应用 根据培养工程应用型人才的目标，本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器，对传感器技术问题有一定的分析和处理能力，知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系，利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。 例如，教材中在介绍电阻应变式传感器是，主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的，缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图，譬如轮辐式的地中衡的称重传感器，日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应，例如，进行常用传感器热电偶的学习时，展示各种类型热电偶的实物照片，补充热电偶安装的方式，以换热站控制系统为案例，分析热电偶在温度测量上的应用，重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例，通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。 4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力 我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目，指导老师指导，学生负责，本课程在学生三年级第一学期开设，在此之前已有部分同学参加了科研实训项目，在这些项目中，譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用，上课前教师了解这些项目，就可以就实际问题提出问题，让学生带着问题来学习，提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益，与实验中心老师联系，联合二年级同学进行传感器的设计制作，或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验，鼓励同学申报的科研实训项目，提高学生的实践能力。 三、结束语 通过几年的教学与总结，对教学内容、教学方法进行了分析研究，作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出，侧重应用，补充了丰富的案例，激发了学生的学习兴趣，多媒体的教学方法增强了教学的生动性，与科研实训的相结合，对课堂教学进行拓展，加强了学习的主动性，提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看，所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评，取得了较好的教学效果。 参考文献： [1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践\[J\].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86. [2]陈静.感器与检测技术教学改革探索\[J\].现代教育装备,2011,(15):94-95. [3]周祥才,孟飞.检测技术课程教学改革研究\[J\].常州工学院学报,2010,(12):91-92. [4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究\[J\].中国教育技术装备,2009,(27):42-43. 传感器与检测技术论文篇二 传感器与自动检测技术教学改革探讨 摘要：传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课，传统授课方法侧重于理论知识的传授，而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析，对该课程的教学方案改革进行探讨，提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。 关键词：传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维 “传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课，是一门必修课，也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术，现代检测系统通常集光、机、电于一体，软硬件相结合。 “传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授，重知识，轻技能;教师之间也缺乏沟通，教学资源不能得到充分利用，教学效果不理想，学生学习兴趣不高。 一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析 笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年，最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲，由于研究型大学是以培养研究型人才为主，而独立学院是以培养应用型人才为主，在人才培养目标上有较大差异，在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位，存在以下几方面的问题。 1.重理论，轻实践 该课程是应用型课程，其中也有大量的理论知识、数学推导，而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主，在课堂上大篇幅讲解传感器的原理，进行数学公式推导，相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍，导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构，而不知道如何用，在哪里用。 2.教学模式单一 该课程传统上以讲授的教学方式为主，将现成的结论、公式和定理告诉学生，学生不能主动地思考和探索，过程枯燥乏味，导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。 3.教学实验安排不合理 传统的实验课程安排，验证性实验比例高达80%，综合设计性实验极少，缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心，重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力，以在学生 毕业 时达到企业对技术水平与能力的要求，使学生毕业后能尽快适应工作岗位。 二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革 传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践，教学模式单一，教学实验以验证性实验为主，这种方案能够培养研究型人才，但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中，笔者潜心研习，并反复实践，总结出以下几个可以改革的方面。 1.优化教学内容，注重工程思维 本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理，传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉，而本人则认为针对应用型人才培养，充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可，涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解，其他则可作为学生的自学内容，让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣，培养学生应用型工程学习思维。 2.改革教学方法，改变教学模式 传统的教学是“灌输式”的方法，无论学生是否接受，直接把要讲的内容全部讲述给学生，而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学，实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法，发挥学生在教学活动中的主体地位。 3.与工程实际相结合，与其他课程相结合 教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例，精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时，要培养学生的系统观，让学生明白这不是一门独立的课程，而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的，以达到融会贯通的学习效果。 4.实验环节改革 实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验，学生容易感到枯燥无味，毫无学习积极性，很少有学生进行独立思考并发现问题，实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育，笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上，增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。 5.改革教学评价方法，提高课堂教学效率 高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段，目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈，可以采用每一个章节布置一道设计型题目，让学生更加广泛地查阅资料，并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容，进而从更深的层面分析解决问题，以达到深度、广度相结合的效果。 本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案，提出了三个方面的问题，并根据四年的教学积累，在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和 措施 。本方案以实际工程应用实例为核心，在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解，以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的工程思维和能力，重视实验环节，以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。 参考文献： [1]吴建平，甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报. [2]曹良玉，赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备. [3]李玉华，胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场. (作者单位 重庆邮电大学移通学院)
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世界气象组织（WMO）在1981年推荐的太阳常数最佳值是1367+-7瓦每平方米。这个值是以日地平均距离（149 597 892+-500公里）为标准的。 计算当地的值要作相应的订正。
商业展示中的灯光配置设计 在商店里，左右顾客作出购买决定的是他所看到的商品，而这种 视觉印象往往是由灯光的配置所决定的。那么，设计师怎样通过 灯光的巧妙配置，来塑造一个有特性和吸引力的、令人愉快并有 安全感的商业空间环境呢？ 一、 作为设计师，首先要明确灯光设计的目的有以下几点： 1． 提高顾客的情绪，刺激他们探寻的兴致； 2． 对环境照明及对展品照明的不同处理； 3． 尽量保持商品在自然光下的特性； 4． 用灯光来调整不够完美的建筑空间； 5． 避免眩光，使购物者在其中感觉舒适和安全； 6． 避免平淡和单一，应使各种灯具得到平衡的应用。 7． 提高灯具的配置效率，减少浪费。 二、 基本的功能要求 1． 吸引顾客的注意力； 2． 创造展示的趣味性和戏剧性； 3． 创造一种积极的购物环境； 4． 灯光应有对顾客的引导性； 5． 使展示平面具有灵活性； 6． 灯光配置应首先与平面布置和材料应用相配合； 7． 整体照明环境与重点展示区的灯光对比。 三、 作为照亮整个空间的环境灯光，需要考虑灯光的照度，色 彩的表达性与 装饰性，以及装饰光的照度，色彩的表达性与修 饰性，以及装饰光的数量。一般的情况下，销售的商品越昂贵， 其商业环境光照度越低，而对被展示物品的颜色的表达性与修饰 性越好，装饰灯的数量越多（参见表1）。顾客的第一印象十分 重要，当大脑还没有作出任何决定时，视线已经被吸引，或明或 暗与众不同的印象，是顾客对它及周围的环境的亮度作比较的结 果: 应用范围 建议的照度 照度（Lux） 专卖店:很低 150以下 高档商场:低 150-300 一般店铺:一般 300-500 超级市场:高 750以上 橱窗、特卖区:很高 3000-30000 颜色的心理作用是明显的。例如红色、橘红色会刺激人们的食欲 ，因此常常用在食品店的门头。色彩在塑造空间性格时作用非凡 。 作为装饰性的照明，从华丽的吊灯到发光灯槽，它们对视线的吸 引均远远大于它们本身的照明功能，从而成为一种吸引顾客的装 饰手法，使得处在该环境空间中的物品较周围区域的物品更具竞 争力。 四、 环境照明设计的技术手法 1． 在较小的空间中应尽量把灯具藏进顶棚；而在较宽敞的空间 应把灯具拿出来，并让它能照射到360O。 2． 用光线来强调墙面和顶棚，会使小空间变大；而要想使大空 间变小获得私密感，可用吊灯，或使四周墙面较暗，并用射灯强 调出展品。 3． 强调顶棚。用向上的灯照在浅色的表面上，会使较低的空间 显高；相反用吊灯向下投射，则使较高的空间显低。 4． 用灯光强调浅色的反向墙面，会在视觉上延展一个墙面，从 而使较狭窄的空间显得较宽敞；而采用深色的墙面，并用射灯集 中地照射展品，会减少空间的宽敞感。 五、 局部照明 局部照明，通常包括橱窗、陈列架及柜台的照明。局部照明是为 了强调顾客对商品的结构、肌理及色彩的印象。越昂贵的商店， 对这种局部照明的对比性和要求越高。射灯因其灵活性，常被当 作完成此类照明的主要灯具。射灯的光柱以不同的角度照射商品 ，会产生不同的效果。一般来讲，从一侧射来的光，比从正前方 或后方射来的光能更好地反映物体的结构、肌理和色彩。 六、总而言之，根据不同的色彩需要，灯具位置（墙面或顶棚） 以及照度，选择合适的灯具是设计师最重要的任务。成功的商业 展示的灯光设计取决于设计师与业主的良好沟通，以及各种保证 安全性、可视性、高品质、充分的数量、合理的能源消耗的技术 手法。 论光环境艺术构成 一、光的艺术作用 （一）、光艺术的起源 阳光、月光、星光和火光伴随着原始人 的生活，旭日与夕阳交替，白昼和黑夜循环，原始人在光的沐浴 下生成发育繁衍。火的发明使用，使人类进入了新的文明阶段， 火不仅用来照明、取暖、烧烤食物，到了晚间，原始人围着火堆 ，举起火把狂欢舞蹈，一堆堆火光映红了一张张欢乐而喜悦的脸 ，一串串舞动的火把构成火蛇巨龙，这就是人类早期的用光构成 的原始光艺术雏型。 随着火、蜡烛、油灯、汽灯、电灯等人工光源的发明创造，人类 跨越了一个又一个文明阶段进入了当今灯光照明高科技时代，由 于人工照明技术的迅速发展和人造光源的普及，人们的夜生活变 得越来越丰富多采，灯光艺术作为一种新的视觉艺术形式，把人 们的生活空间装点得更加美丽。在现代环境艺术设计、舞台艺术 设计、室内装饰等方面，灯光艺术已被广泛地应用。 （二）、光的艺术魅力 光照的作用对人的视觉功能的发挥极为 重要，因为没有光就没有明暗和色彩感觉，也看不到一切。光照 不仅是人视觉物体形状、空间、色彩的生理的需要，而且是美化 环境必不可缺少的物质条件。光照可以构成空间，又能改变空间 ；既能美化空间，又能破坏空间。不同的光照不仅照亮了各种空 间，而且能营造不同的空间意境情调和气氛。同样的空间，如果 采用不同的照明方式，不同的位置、角度方向，不同的灯具造型 ，不同的光照强度和色彩，可以获得多种多样的视觉空间效应： 如有时明亮宽敞，有时晦暗压抑；有时温馨舒适，有时烦躁不安 ；有时喜庆欢快，有时阴森恐怖；有时温暖热情，有时寒冷冷淡 ；有时富有浪漫情调，有时产生神秘感觉等等，光照的魅力可谓 变幻莫测。 在光照下，人和物就会产生明暗界面和阴影层次的变化，并在视 觉上赋予立体感。如果改变源的光谱成分、光通量、光线强弱、 投射位置和方向就会产生色调、明暗、浓淡、虚实、轮廓界面的 各种变化，这是运用光照艺术渲染环境艺术气氛和烘托人物性格 的重要手段。如同一头像摄影，如果取顶光直射照明，那么，人 脸给人以冷漠、严肃、阴森的感觉；如果取斜上方半侧光照明， 那么人脸轮廓分明给人以性格外向、精明能干的感觉；如果取多 光源散光照明，那么，给人以性格随和，心情愉快的感觉；如果 取向上直射照明，那么会给人以恐怖、凶残、愤怒的感觉。光雕 是现代造型艺术的新形式，有艺术家利用玻璃、冰块、透明塑料 等透光材料制成各种造形和灯具，光线从内部或外部照射，通过 投射光的透射、折射、反射等物理特性的充分发挥，构成光辉灿 烂的立体艺术，也有利用小型彩色灯泡、灯珠、霓虹灯、光导纤 维等灯具材料，直接构成五彩缤纷的灯光图案画面。 由灯光和音乐互相配合而创造的综合艺术在现代表演艺术和环境 艺术中十分流行，如现代摇滚歌星表演时，利用灯光照明的明暗 、色彩、强度，使整个舞台颜色瞬息万变，从而使歌迷们陶醉于 一种快节奏梦幻般的超现实世界。又如，灯光和音乐配合还用于 音乐喷泉、露天广场、歌舞厅、溜冰场以及商业建筑等环境艺术 气氛的渲染，设计师运用计算机控制灯光和音乐编制的程序，使 音乐的节奏同步配合灯光的强弱和摇曳，从而获得声、光、色的 综合艺术效果。 二、光构成原理 （一）、色光混合三定律 人眼睛不仅对单色光产生一种色觉， 而且对混合光也可以产生同样的色觉。例如520毫微米的单色光 刺激人眼产生绿色觉，将510毫微米与530毫微米的单色光混合刺 激人眼也可以产生绿色觉；又如580毫微米的单色光刺激人眼产 生黄色觉，将700毫微米的红光与510毫微米的绿光混合刺激人眼 也可以产生黄色觉，而且人眼感觉不出这两者之间有什么差别。 光谱中色光混合是一种加色混合，用3种原色光：红（R）、绿（ G）、蓝（B）、按一定比例混合可以得到白色光或光谱上任意一 种光。格拉斯曼将色光混合现象归纳为三条定律：补光律、中间 色津、代替律。 补色律--每一种色光都有另一种同它相混合而产生白色的色光， 这两种色光称为互补色光。例如蓝光和黄光，绿光与紫光，红光 与青光混合都能产生白光。 中间律--两种非补色光混合则不能产生白光，其混合的结果是介 乎两者之间的中间色光。例如红光与绿光，按混合的比例不同， 可以和到介乎两者之间的橙、黄、黄橙等色光。 代替律--看起来相同的颜色却可以由不同的光谱组成。只要感觉 上是相似的颜色，都可以相互代替。例如颜色光A=色光B，色光 C=色光D，则A+C=B+D；又如A+B=C，而X+Y=B，则A+（X+Y）=C， 如：A（黄光）=B（红光+绿光），C（青光）=D（蓝光+绿光）， A（黄光）+C（青光）=B（红光+绿光）+D（蓝光+绿光），其结 果是A（黄光）+C（青光）=淡绿光，B（红光+绿光）+D（蓝光+ 绿光）=红光+绿光+蓝光+绿光=白光+绿光=淡绿光。这就是代替 律。它在色彩光学上是一条非常重要的定律，现代色度学就是以 此为理论基础而建立的。色光混合定律属于加色混合，它与染料 、颜料的混合相反，后者为减色混合，其混合的规律也完全相反 。 （二）、三原色光混合 色彩物理理论中的加色法混合理论证明 ，红、绿、蓝三原色光等量混合时产生白光；红光与绿光等量混 合产生黄光；红光与蓝光等量混合产生品红；绿光与蓝光等量混 合产生青光。如果用字母R、G、B、Y、M、C、W分别代表红、绿 、蓝、黄、品、青、白，则可以由下式得出混合结果： 绿光（2G）+红光（2R）→黄光（Y） 红光（2R）+蓝光（2B）→ 品红光（M） 蓝光（2B）+绿光（2G）→青光（C） 红光（2R）+绿光（2G）+蓝光（2B）→白光（W） 如果三原色光 以二比一的比例混合，其结果如下： 红光（2R）+绿光（1G）→橙色 红光（1R）+绿光（2G）→黄绿 红光（2R）+蓝光（1B）→曙红 红光（1R）+蓝光（2B）→紫红 绿光（2G）+蓝光（1B）→翠绿 绿光（1G）+蓝光（2B）→天蓝 因为黄、品、青分别为红、绿、蓝色光的间色，因此也可表示为 ： 2R+Y=2R+（2R+2G）=4R+2G→2R+G（橙） 2G+Y=2G+（2R+2G）=4G+2R→2G+R（黄绿） 2R+M=2R+（2B+2R） =4R+2B→2R+B（曙红） 2B+M=2B+（2B+2R）=4B+2R→2B+R（紫红） 2G+C=2G+（2B+2G） =4G+2B→2G+B（翠绿） 2B+C=2B+（2B+2G）=4B+2G→2B+G（天蓝） 如图45所示，凡通过 等边三角形中心点相对的两色互为补色关系，其混合的结果如下 ： 蓝光（2B）+黄光（2G+2R）=2B+2G+2R→白光 天蓝（2B+G）+橙 光（R+G）=2B+2G+2R→白光 青光（2B+2G）+红光（2R）=2B+2G+2R→白光 翠绿（2G+B）+曙 红（2R+B）=2B+2G+2R→白光 绿光（2G）+品红（2B+2R）=2B+2G+2R→白光 黄绿（2G+R）+紫 红（2B+R）=2B+2G+2R→白光 字数限制也，1万多字，发不完，有兴趣联系我
[照明在生活中的影响与作用]灯光照明是在不违背生活真实的前提下，可以更加典型地创造环境，使其符合拍摄的要求和环境的塑造，创造一种环境气氛感，并把这种气氛感富于感染力地通过摄像镜头在屏幕上表现出来。同时还可以利用有依据的多向光源，完美地创造人物形象，刻划人物性格特征。 一． 难以捉模的照明照明是一种转瞬即逝的人艺术，对摄像机前面的景物和在银幕上表现出来的形象，两者之间的不同要作出正确的估计。这种有意造成的变化需要富有想象力的预见和相当的经验才能实现。灯光设计师需要耐心地运用一盏又一盏灯来制造灯光现场效果，在屏幕上显示出光与影合成的了一种气氛感，从而左右我们的注意力，激发我们的情感。但是在现场这种气氛感是看不到的，在富有感染力的屏幕形象与现场灯光设备之间，有着很大的悬殊。环顾现场的灯光照明布景，看不到有什么吸引人的地方，看不到神秘的阴影，也看不到造型和色彩的相互作用。当我们把某一个人物安置在恰当的位置上，我们才能通过摄像机的视点看到，照明处理如何抓住了人物面部的性格特征和意识形态。但是在室无一人的布景中，我们看到的只不过是许多照明灯具造成的强烈的光亮而已。 照明也是一种艺术创作形式，灯具就象是画家手中的画笔雕刻家手中的刀一样，灯光师可以根据剧情的需要，利用手中的灯具打出各种光线进行创作，表达导演对剧情的理解、主题的感受和通过不同的光线抒发感情。 二、 照明方法在照明设计中，对画面的处理，有着多种方法，灯光师要在平面画中表现三度空间世界，主要有以下方法：平光法：这种方法是把人的注意力引向灯光照射实体的轮廓，表现色彩和细节，但是不突出主体的立体形态，从而造成一种平淡的二度空间效果，用平板的、明暗对比相对微弱的照明和少量的逆光就能达到这种效果，尽可能消除阴影。剪影法：这种方法目的为了表现物体的轮廓，主体安置于明亮的背景前，其本身基本上不布光。把主体的色彩、影调、表面结构和表面造型完全隐于人的视觉之外。对比法：控制着灯光色调的层次、各平面的亮度，显示出一定的阴影，突出主体主体感和深度感，造成一定的明暗对比。这种方法是最常见的画面风格，具有一种引人注意的，富于感染力的力量。 三、画面的效果处理为了使画面的效果有力度有生气，根据不同的剧情需要，对场面的色调突出部分也有不同的要求。使人联想到夜晚，阴险的画面，常使用以较小面积的淡色调变化作衬托，而使黑色调区占主要优势的极低调灯光布局来布置画面。若以白色和淡淡的灰色占主要优势，则使人联想到愉快、喜庆的效果。面对画面的照明处理方法，一是采用全面照明的方式：这种照明方式使整个表演区域都处在泛光照明之下，突出关心的是事情的能见度。这种照明方法象平光照明一样不分明暗，出现结果也可能把主体同其它环境区分开来，还可能使各个平面混为一体。它靠的是色彩和色调的变化，以及表面细节来表现画面内容。二是采用整体照明方式：这种方式应注意正面光的同时，为达到更加完整和清晰的目的，增加整个场景的层次，要精心安排逆光和侧光的照明，并要注意与正面光平衡，而效果是非写实的平衡。 在现实实际生活中，人们通过眼睛看事物，是通过大脑在不断的向自己解释所看到的东西，因此不觉得异样。能够"看透"任何物体的阴影，并加以"理想"化。但当我们在自然环境中拍摄人物时，我们会意识到自己的眼睛不会注意到的一些因素。日光本身是一种非常不定的发光体，它的光照强度和性质随着天气的变化和位置的变动迅速改变，大自然的光、色的变化已为人们所习惯，人的头脑中已形成了一系列特定的概念，每一个自然的气象表现都被人定律为大地上特定的光照现象，这些光照现象被想象力丰富的人们与生活的情绪结合在一起。灯光设计师可以根据剧中情绪、事态的发展，模拟自然的光照现象、气象的光照效果表达剧情。 光线的模拟在室内场景或真实环境光线不起作用的地方，需要自然光的照明。就需要人为的一些"自然"光线加入，使场景人物通过屏幕展现在人们视觉当中，但在照明方面，对"自然的"照明手法有很多争议，很多人对布光的手法千篇一律，逆光普遍存在，人像的完美无缺，感到乏味。他们追求的是即然是"自然的"，就应在照明上有更大的真实性，认为一成不变，矫揉造作有损真实。我们在需要模拟自然光线照明的地方，把比例适当的灯具安置在自然光源可能存在的地方，就可以作到自然的照明。这种直接模拟的结果，有时出现的图像效果令人非常满意。但对于另外一些剧情要求或场景，就会使场内人物有些地方过于明亮，有些地方又让人看不清。头上有亮斑，眼窝暗黑，脸上半明半暗，显得很古怪。因此这种布光方法看起来是一种新眼光，是对老一套手法的反叛，但在有时使人脸蒙受其害的事实面前，有时又显得只是为了猎奇，用传统的手法干的蠢事。照明师们有意模拟再现自然照明的效果，经常用一排柔光灯，射入窗口作为室内的唯一光源，这种自然的或写实的照明效果非常好。电视台单个人访谈常用这种方法。但这只适用于静止不动的摄像机和以光线方向对准的有限表演。对于很多场景和有多个机位或有另外视点来说会发现某些角度产生一些不美观的镜头。但如果在被摄人物或场景不那么清楚的角度增加额外的照明，来加强这种自然光的效果，会使人感到虚假或不能让人信服。这种情况下，既使是用真实的实景，看上去也会显得虚假。另外，灯光模拟可以人为的模拟一些特殊的光线，像并不存在的炉火照明，从看不到的窗户造成的窗户阴影，把阳光图案，从不存在的假定窗户投射到墙上等。四 气氛的渲染气氛的渲染是我们接触到了很微妙的画面处理方法，环境气氛它可以是装饰性的，也可以是自然的，还可以是抽象的。为了使人产生联想或暗示某种特定的环境，用装饰性的照明来突出光与影的再现，但过分的渲染布光技术可能形成俗套的画面主义，从而分散观众的注意力。我们在屏幕上显示的图像可以把一件家具或一座雕像用局部光线来照明，充分显示它的外部形态和表面结构。也许在实际生活中这件家具或雕像可能处在昏暗的阴影中，无人注意。但在屏幕上用这种方法处理光线透出的气氛感看上去是自然的，目的是创造画面的艺术感染力，或者构成一种气氛。只有对画面进行周密的分析后，才能看出具体的光与影和实际生活中杰然不同。另外，有时为了画面要求，产生一种抽象的效果，表现幻想、或者奇妙的景象，运用光与影的图案进行直接模拟的联想，产生的效果是刺激、有趣、感人，有时又让人感到恐怖。这种环境气氛的表达，主要依据灯光设计者对生活的长期敏锐观察和积累，依据照明对现实生活的模拟。生活经验越丰富，平时积累越多，那么照明对环境气氛的描绘再现就越真实、巧妙，人工痕迹就越少。时间气氛则主要通过光线的合理照明形成一种时间效果，让这种光线具有可通性，使观众感受到置身于各种不同的时间氛围之中。黑夜的气氛变化是独特的，它可以提醒我们黑暗所造成的各种效果。它的主要特征就是以暗色调为主要优势。整体光线效果给人以肃穆、神秘的感觉。夜晚的光线把握主要是依据主题内容以及创作的构思和想法。它的用光方法较多样与灵活，创作余地很大，夜晚时间气氛的表达也有深缩性。夜景接受的普通照度很低，所以夜景是暗的，特别是人们的心理作用。由于人们在实际生活中对夜景的感觉是暗的，因此通过屏幕反应出来的夜景应是处在暗色调之中。但空间有层次，要有一定的空间距离感觉。夜景中的光源是多种多样的人工光源，色温各不相同，景物反差很大。黑暗的夜：使周围环境依稀可辩，看不清细节的茫茫一片，黑暗基本上隐芷了画面中的场景。迷人的夜：我们可以在完全黑暗的环境中利用灯光的效果短暂而有限地看见一些可以辩认出来的物体，引起观众的好奇心。神秘的夜：通过隐蔽的光源闪烁不定，从四周环境中反射出来，使自然的东西被奇怪的改变，具有一种不可思议的性质。抒情的夜：通过光线的布局制造出一个清彻的、优美的，月光洒地的夜晚。没有咄咄逼人的感觉，通过半明半暗的阴影笼罩一切，描绘一个美好的夜晚。一般来说，完全漆黑一片是没有价值的，它通过屏幕反映给观众的只是一场没有让人信服的感觉。因此我们就需要巧妙的利用一些手法，加入一些光线，尽量增加被摄物体场面调度的范围，不时地由亮区进入暗区或由暗区入亮区引发观众的视觉兴趣，增加夜晚浓郁的气氛及效果。日出 日落早晨和傍晚的光线有一定差异，早晨光线纯正、清新，所含杂质少。傍晚光线受暮色和大气中灰尘的影响，光线被介质一定量的散射，比较浑浊。太阳刚落山，天空有较强的余辉，景物有足够的照度。虽然失去了阳光下的细节，但层次还较丰富，一切景物开始朦胧。这个时期可以利用现有光拍摄，必要时也可利用人工光加经修饰，日落黄昏，西方天空往往出现彩霞，影调都是非常丰富的，处理好天空是获得气氛的重要手段。从太阳落山之后到夜晚降临之前，光线由亮到暗变化迅速，就会形成各种不同气氛的黄昏效果。在昏暗、朦胧的黄昏，太阳早已下山，夜色即将来临。天光微弱，失去细部和层次，一切都处在朦胧当中。一般多用来制造昏暗阴森的气氛。这种气氛的黄昏镜头，是利用曝光方法控制画面影调气氛。日出日落时刻，明亮的直射阳光失去了耀眼的光芒，不仅亮度降低，色温也降低了，蓝色的天空散射光却加强，景物受光面呈现出金色的暖调，背光面却呈现出蓝色调，画面有良好的寒暖对比，色彩丰富，这时期光线短促，光效复杂多变，转瞬即逝，日落和黄昏时间是电视节目制作中拍摄夜景的"黄金时间"，是渲染气氛的最佳时机。模拟的日出场面可以处理成在画面的上方出现深暗的云层，同时地平线上映照一抹淡黄色的霞光。日落的处理方法应该是使地平线是遮起来看不见的，而光线又偏向一边。使观众所看到的天空越来越暗，这样会使观众感到日落的气氛越来越浓。日出日落布光设计富有暖调，光线明快柔和洋溢着一种积极向上，朝气蓬勃、生动有趣和沉稳安适和谐圆满的特有气氛。五、照明的引导作用人们在实际生活中对周围环境照明的反应，是根深蒂固的，水面阳光的闪耀，傍晚的宁静暮色，以及深夜林中的阴森，这些都是气氛和照明发生相近联系的结果。阳光是炎热，透射一切的。黑暗可能是神秘的虚幻的，照明之所以能引导人发生联想，原因就在于创造这种条件，构成这种联想的气氛，照明也具有改变基调、外表、注意力事件发展的步调和涵义方向的灵活性。在任何一处环境中，任何一件物体，首先需要光线的介入才能进入人的视觉，它们之间的介质是光。人物环境的情形，物体的形象，甚至空间的大小，都要借助光的照射。在任何场地的拍摄工作中，演出的现场空间是由光来组织的。光的照射的空间越大，人们视觉感受的空间范围也越大。即使空间很大，但若光只照射某一区域，那么不在完成照射范围的空间，在人们视觉上就不存在意义。因此，光有着引导和指示人类视觉的作用。光照在哪里，人的视觉就跟在哪里，光移动在哪里，视觉就移动到哪里。在大型的演出场合里，灯光师利用灯光把演出空间分成若干个小的演出区，因此在人们的视觉中感受到的是各个不相干的小演区，它们之间有的只是表演情节的联系，却没有环境的关联。因此，照明帮助我们引导观众的视线，通过孤立的色调，通过相邻色调的高度明暗对比，通过饱和和较淡的色彩配置，通过模糊和清晰的虚实搭配，使观众的视线被吸引过来，朝着一定的方向，集中注意在某一细部上。利用这些条件使人们的注意力集中于不同场景中的前景、中景或后景。揭示或隐芷事实有选择的照明使我们揭示想要揭示的事实，引导观众猜想并不真实或并不完全真实的事实。要做到这一点我们只要夸张表面结构或外部形态，或者造成一种虚假的或含糊的色调关系就能做到。反过来，我们还可以通过照明手段使观众无法得到一个被摄对象或场景的画面信息。在安排好足够的线索来引导观众的思路后，而当观众眼睛只能看到若隐若现的东西时，想象力就会受到很大的刺源。阴影阴影的处理，是最具有感染力的一方面，黑暗是全部阴影的一种表象，它不能说明任何东西，全部半阴影即是灰色朦胧的一片，使观众看上去很吃力，不能满足观众的好奇。要安排具有感染力的局部阴影才能吸引观众。采用色调明暗对比鲜明突出，使被摄人物外表看上去比较粗糙，有棱角，使人感到雄劲，坚实，富有生气和动态。若采用色调明暗富有层次，用柔合的阴影包围主体，产生一种丰满，细腻的效果，给人柔和、安详和缺少生气的感觉。阴影的存在一般有结构阴影，揭示轮廓，表面结构和形态。环境阴影，揭示时间、气候和环境的概念。气氛阴影，这种阴影可以是奇形怪状的，以增强戏剧性，它也可以展示剧情或即将发生的剧情。增加剧情的紧张程度。六．照明变化照明变化要有效，就必须明显触目，通过布光，可以重新安排画面重点和明暗配置，从而改变画面的整个构图平衡。我们可以通过照明逐步改变色调效果来创造含蓄的立体局限感，能使人改变注意力的方向，也能改变色调平衡和基调，或者改变画面的表现力、静态和注意焦点。同时，我们还能改变相对的突出重点，来改变空间关系、透视、立体感、造型和质感。这种照明的变化是照明艺术的一种极其富有感染力的功能。光对物体的塑造，是用若干个灯从多种色度对物体照射来实现的，观众看到的是一个多角度光照的物体形象。如果改变灯具的位置和照射角度，观众会获得和前面不同的物体形象，如果只改变灯光照度，物体的形象也会随之改变，如果照度不变，角度位置也不变，而改变灯光的光色，物体形象仍会改变，要是改变灯光照射范围，它的形象还会变，如果把灯光的位置色度光色和照射范围都作改变，那么物体形象变化就会更大。灯光照明，是影、视、舞台各种表演的重要的环节。做为灯光设计者，必须把自己置身于观众之中，从观众的角度来审查自己的创作，考虑自己的工作成果是不是让观众接受。灯光设计中的每一个造型，渲染和变化能不能得到观众的理解。光色画面的美与不美，有没有意境都要站在观众的立场上衡量，这样才能把灯光的艺术感染力充分表现出来。
用DS18B20做的电子温度计，非常简单。#include <> #include\"\"#include <>#include <>//********************************************************#define Seck (500/TK) //1秒中的主程序的系数#define OffLed (Seck*5*60) //自动关机的时间5分钟！//********************************************************#if (FHz==0) #define NOP_2uS_nop_()#else #define NOP_2uS_nop_();_nop_()#endif//**************************************#define SkipK 0xcc //跳过命令#define ConvertK 0x44 //转化命令#define RdDs18b20K 0xbe //读温度命令//*******************************************extern LedOut(void);//*************************************************sbit PNP1=P3^4;sbit PNP2=P3^5;sbit BEEP=P3^2;//***********************************#defineDQ PNP2 //原来的PNP2 BEEP//***********************************static unsigned char Power=0;//************************************union{ unsigned char Temp[2]; //单字节温度 unsigned int Tt; //2字节温度}T;//***********************************************typedef struct{ unsigned char Flag; //正数标志 0；1==》负数 unsigned char WenDu; //温度整数 unsigned int WenDuDot; //温度小数放大了10000}WENDU; //***********************************************WENDU WenDu;unsigned char LedBuf[3];//----------------------------------//功能：10us 级别延时// n=1===> 6Mhz=14uS 12MHz=7uS//----------------------------------void Delay10us(unsigned char n){ do{ #if (FHz==1) NOP_2uS;NOP_2uS; #endif }while(--n);}//-----------------------------------//功能：写18B20//-----------------------------------void Write_18B20(unsigned char n){ unsigned char i; for(i=0;i<8;i++){ DQ=0; Delay10us(1);//延时13us 左右 DQ=n & 0x01; n=n>>1; Delay10us(5);//延时50us 以上 DQ=1; }}//------------------------------------//功能：读取18B20//------------------------------------unsigned char Read_18B20(void){ unsigned char i; unsigned char temp; for(i=0;i<8;i++){ temp=temp>>1; DQ=0; NOP_2uS;//延时1us DQ=1; NOP_2uS;NOP_2uS;//延时5us if(DQ==0){ temp=temp&0x7F; }else{ temp=temp|0x80; } Delay10us(5);//延时40us DQ=1; } return temp;}//-----------------------------------void Init (void){ DQ=0; Delay10us(45);//延时500us DQ=1; Delay10us(9);//延时90us if(DQ){ //0001 1111b=1f Power =0; //失败0 }else{ Power++; DQ=1; }}//----------------------------------void Skip(void){ Write_18B20(SkipK); Power++;}//----------------------------------void Convert (void){ Write_18B20(ConvertK); Power++;}//______________________________________void Get_Ds18b20L (void){ [1]=Read_18B20(); //读低位 Power++;}//______________________________________void Get_Ds18b20H (void){ [0]=Read_18B20(); //读高位 Power++;}//------------------------------------//规范化成浮点数// sssss111;11110000// sssss111;1111()//------------------------------------void ReadTemp (void){ unsigned char i; unsigned intF1=0; char j=1; code int Code_F[]={6250,1250,2500,5000}; ; if ([0] >0x80){ //负温度 =~; //取反+1=源吗 +符号S ; } <<= 4; //左移4位 [0]; // 温度整数 //************************************************** [1]>>=4; //--------------------------- for (i=0;i<4;i++){ //计算小数位 F1 +=([1] & 0x01)*Code_F; [1]>>=1; } ; //温度的小数 Power=0;}//----------------------------------void Delay1S (void){ static unsigned int i=0; if (++i==Seck) {i=0ower++;}}//----------------------------------void ReadDo (void){ Write_18B20(RdDs18b20K); Power++;}/**********************************函数指针定义***********************************/code void (code *SubTemp[])()={ Init,Skip,Convert,Delay1S,Init,Skip,ReadDo,Get_Ds18b20L, Get_Ds18b20H,ReadTemp};//**************************************void GetTemp(void){ (*SubTemp[Power])();}//---------------------------------------------------//将温度显示，小数点放大了 GetBcd(void){ LedBuf[0]= / 10; LedBuf[1]= % 10 +DotK; LedBuf[2]=()%10; if(LedBuf[0]==0)LedBuf[0]=Black; if() return; if(LedBuf[0] !=Black){ LedBuf[2]=LedBuf[1]; LedBuf[1]=LedBuf[0]; LedBuf[0]=Led_Pol; //'-' }else{ LedBuf[0]=Led_Pol; //'-' }}/*//---------------------------------------------------void JbDelay (void){ static long i; if (++i>=OffLed){ P1=0xff; P2=0xff; PCON=0x02; }}*//*****************************************************主程序开始1:2002_10_1 设计，采用DS18B20测量2:采用函数数组读取数码管显示正常！3:改变FHz可以用6，12MHz工作！******************************************************/code unsigned char Stop[3] _at_ 0x3b;void main (void){ P1=0xff; ; while (1){ GetTemp(); GetBcd(); // JbDelay(); LedOut(); }}复制代码 20091012_8b1ef92155560c13b5807ZmoDVSacjwD[1].jpg (12 KB) 2009-10-21 23:21 上传下载次数:0
随着经济的发展,人们对美术的重视度不断提高。下文是我为大家整理的关于美术家居环境有关论文的范文，欢迎大家阅读参考!
浅谈现代家居室内环境绿色装饰的设计
摘 要：本文主要针对现代家居室内环境绿色装饰的设计展开了探讨，并对家居环境绿化的概念、作用、设计、存在问题、解决途径五个方面作了详细的阐述和系统的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：家居环境;绿色装饰;设计
随着环保、节能和低碳经济的大力发展，人们对“绿色”的渴求已迅速渗透到各个领域，而与人们最为接近的家居室内装饰，也开始应用其绿色施工技术。但是在实际的过程中，仍然存在着问题需要引起我们的重视，并采取有效途径做好解决，以推动家居室内环境绿色装饰的发展。
1 家居绿化的作用
家居绿化是室内设计不可分割的一部分，也是一门设计艺术，主要利用室内观赏植物、盆景、插花等绿色生命材料，结合室内设计、园林设计手法，配合整个室内环境进行设计、装饰和布置，使室内外融为一体，体现动和静的结合，达到人与室内环境以及大自然的和谐统一，创造出充满自然气息，满足人们生理和心理需要的室内空间环境。它是在一种特殊环境中进行的一种艺术处理，受到室内平面、空间及多种结构格式与陈设物的限制，是一门综合性极强的装饰艺术。
改善室内生活环境质量
通过室内绿化，不仅能改变室内的呆板、单调，还对室内相对封闭的空间起着调节湿度、温度和清洁空气的作用，同时植物还有滞留尘埃、吸收生活废气、释放和补充对人体有益的氧气等作用，并有利于人们的身体健康。
改善室内空间结构
大小不同的空间可以通过植物的搭配、种植方式来体现不同的空间感，突现不同的主题。
在家庭装修中，绿化装饰对空间的构造也发挥一定作用。如根据人们生活活动需要运用攀援上格架的藤本植物可以成为分隔空间的绿色屏风;运用成排的植物可将室内空间分为不同区域，同时又将不同的空间有机地联系起来。充分运用植物本身的大小、高矮来调整空间的比例感，产生不同的视觉效果，充分提高室内有限空间的利用率。
柔化室内空间
植物以其五彩缤纷的色彩、千姿百态的自然姿态、生机勃勃的生命、柔软飘逸的神态，恰巧与刻板、金属、玻璃制品及僵硬的建筑形成强烈的对比。例如：大片的宽叶植物可以在墙角、沙发一角改变着家具设备的轮廓线，藤本植物，以其修长的枝条，由上而下垂吊在墙面、柜、厨、书架上，从而改变室内空间形态，乔木或灌木可以以其柔软的枝叶覆盖室内的大部分空间，植物对室内空间特有的这种柔化和生气是其他任何室内装饰、陈设所不能代替的。
陶冶情操
观赏植物可以使室内景色一新，充满生气。绿色植物的形、色、质、味，或其枝、花、果都显示出蓬勃向上、充满生机的力量，让人奋发向上，热爱生活，热爱自然。
2 家居环境绿化装饰设计
客厅
客厅是家人聚会和会客的地方，在人们的日常生活中使用是最为频繁，它供人们集聚放松、游戏、娱乐等等。客厅的装饰布置直接决定着整个居室的装饰效果，体现主人的品位和意境。
植物要根据客厅整个色调进行配置，当颜色较浅时，用颜色较深的观叶植物或较艳丽的花卉植物进行装点;反之，则要以淡雅的植物，以形成对比丰富的空间色彩。
餐厅
餐厅是家人团聚进餐的场所，也是朋友聚会的地方，应创造一些温馨的空间氛围，增加些许情调，使亲朋好友在享受美味的同时可以尽心顺畅愉快的交流。
在餐桌的中心放置一盆小型的植物，为了避免影响人们之间的交流，其高度应小于25cm，为了增进食欲，其花朵颜色以红黄暖色调为宜。如郁金香、喇叭水仙、唐菖蒲、仙客来等。餐桌周围应摆放中型植物，不易太多，以免阻碍交通，在没有隔断的餐厅可以选择大型的植物进行阻隔，形成一道自然的屏障，形成独立的就餐环境。
卧室
卧室是人们休息的主要处所，其私密性较强，需要创造一种轻松、宁静温馨的环境。卧室所摆放的植物的色彩应以淡雅、柔和为主，不易过大过多，气味不宜浓烈。植物选择应为含氧量低、无毒的、有益身体健康的植物，如兰花、水仙、栀子花放在室内，有利于人的睡眠。
小孩房间在植物选择上以色彩艳丽、明亮的植物为主，可选择一些外形奇异的植物来激发孩子的好奇心以及创造力，如蝴蝶兰、马蹄兰、猪笼草、吊兰、风信子等。
老人房间的植物绿化不应太多，以免影响日常生活，可选用绿萝、虎尾兰、八角金盘、龟背竹等容易养护的植物。
青年人房间应摆放百合、鹤望兰、玫瑰等色彩艳丽的观花、观叶植物创造出青春、浪漫的气氛。
书房
书房又称家庭工作室，是作为阅读、书写以及业余学习、研究、工作的空间。使人们结束一天工作之后再次回到办公环境的一个场所，因此，它在家庭环境中处于一种独特的地位。
书房的绿化应以优雅、安静、井然有序为原则，不宜摆放过多植物，在植物的选择上以素雅、清新的植物为主。如君子兰、文竹、吊兰、常春藤、水仙或者盆景等要营造一种飘逸、清爽、古色古香、超凡脱俗的感觉。
卫生间
卫生间是家庭成员进行个人卫生工作的重要场所，是具有便溺和清洗双重功能的特定环境，实用性强，利用率高，随着住房条件的改善，人们对卫生间的要求也越来越高，除满足实用功能外，还应进行绿化装饰。
卫生间的湿度和温度较高，对植物的生长不利，故必须选择一些净化空气、制造氧气又耐阴暗植物，如蕨类、羊齿类、抽叶藤、蓬莱蕉等。卫生间的面积通常较小，可以放一些小型的、可以悬挂在墙角上的植物，如吊兰、绿萝、虎皮兰以及水生植物等。
3 家居环境绿化设计存在的问题
对绿化植物的生态意识不强
多数人在室内布置植物不是因为植物的生态作用，而是为纯粹的装饰，例如有些自然采光，面积较大的空间，却用人造植物来营造自然宽松的气氛，结果使本该充满现代活力的环境显得粗俗造作，破坏了整个设计构思，与现代家居环境“以人为本，追求自然情趣”的设计宗旨背道而驰。
缺乏对植物环境效益的了解
多数人过于追求居住绿化植物的观赏价值，往往比较看重，外形是否漂亮，颜色是否鲜艳，而轻视对植物环境效益的了解。
4 家居环境绿化设计存在问题解决的途径
增强绿化植物的生态意识
随着居民居住条件的不断改善，人们对家居环境的绿化装饰也越来越重视。处于对居住环境的美化、身心健康的关注、环境意识的加强，室内植物成为生活的必需，在购买植物之前对植物本身是否喜光、是否耐干旱、是否耐阴等生态习性要有全面的了解。使植物发挥应有的作用，真正提高自己的居住品质，改善室内生态小环境，满足人们亲近自然的愿望。
使植物发挥最大环境效益
在进行居住环境植物选择时，要进行合理配置，正确选择符合环境功能的植物，是室内绿化环境产生最大限度的效益功能。作为购买者应该对所选植物的养护知识有充分的了解，才能使植物有一个适宜的生长环境，不会造成植物色彩暗淡、甚至死亡，影响了视觉效果。只有解决了这些问题，才能让我们有个更舒适宜人的生活环境。
5 结语
综上所述，本文就现代家居室内环境绿色装饰的设计进行了探讨，对设计中存在的问题作了系统的分析，并给出了一系列相应有效的解决途径，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
参考文献
[1]张玉明、高立军.浅析现代家居设计元素-室内绿化[J].中华民居.2012(03).
[2]张世华、刘伟鹏.浅谈室内空间绿化装饰植物景观配置[J].科技信息.2009(27).
简述家居环境的智能监控系统设计
摘 要：文章介绍了一种用于监控家居环境的智能系统，该系统以AT89C52单片机作为系统核心，用于检测家居环境中的相对湿度、温度和光照等级，该系统能根据环境状况进行智能调节，用以提高家居环境质量。
关键词：智能监控系统;家居环境;温度;湿度;光照
1 系统组成
该控制系统主要由多种模块构成，包括具有检验光照强度作用的模块、单片机模块、湿度检测以及温度检测模块、警报模块、键盘、显示模块、时间显示模块以及电源、执行模块。该系统的功能实现主要依赖于数据比较，通过传感器测量出的数据同设定数据之间的比较，继而对单片机发出指令，对继电器开关予以控制，从而启动和关闭设备，键盘用于进行设定值的输入，而显示设备则用以显示当前环境的状况以及显示时钟、日历。
2 硬件电路的设计
单片机应用系统中最小的系统、时钟电路以及温度测量电路和湿度测量电路共同组成了其数据采集系统。
最小系统概述
系统主要组成包括AT89C52单片机、显示模块、键盘、时钟以及复位模块。除显示模块以及键盘外的三种模块共同组成了该应用系统。键盘的连接采用了独立接口，判断键盘操作的主要原理是通过监测高低电平来判断是否有键闭合，若按下某一键，那么相应的数据线便会专为低电平，因此可以判定有操作，那么对操作数值进行读入，用于设置湿度范围以及温度范围。图形液晶显示是目前采用较为广泛的显示模块，主要用于对当前环境的相关数据显示，以及对日期和日历、时钟的显示。
温湿度测量电路及控制电路
作为测量温湿度电路，主要采用了先进的数字式温湿度传感器SHT15 对温湿度信号进行采集及处理，实现对环境温湿度的智能控制功能。SHT15 是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，将湿度传感器、信号放大调理、A/D 转换、I2C 线接口全部集成于一个芯片上，具有全校准相对湿度及温值输出， I2C 总线数字输出接口，露点值计算输出功能，免围元件，湿度值输出分辨率为l4 位，温度值输出分辨率为12 位，可编程降至l2 位和8 位，CRC 数据传输校验功能，片装载的校准系数可保证100% 的互换性。SHT15 与单片机的接口电路为： GND 为接地端;DATA 为双向串行数据总线; SCK 为串行时钟输入端; VDD 为电源端，范围为2. 4 ～ 5. 5 V; NC 为空管脚.温湿度传感器将采集的温度、湿度转换为数字信号，这些数字信号与相应的给定的数值进行比较，单片机发出相应的控制信号控制加湿装置、去湿装置、加温装置、降温装置等执行设备的动作，实现对室内温度、湿度的控制。
2. 3 光照强度测量电路及控制电路
作为测量光照强度电路，主要采用光敏电阻。光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往很小。在黑暗的环境里，它的电阻值很高。当受到光照时，光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值越低。 入射光消失后，光敏电阻的阻值逐渐恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。当光照强度检测电路中，发光二极管LED1、LED2、LED3 均不发光时，表示光照强度暗; 发光二极管LED1 发光、LED2、LED3 均不发光时，表示光照强度弱; 发光二极管LED1、LED2 均发光、LED3 不发光时，表示光照强度中; 发光二极管LED1、LED2、LED3 均发光时，表示光照强度强。当阳光照到光敏电阻上，光照等级自动增强时，单片机发出相应的控制信号，控制电动机正转，将窗帘自动拉合; 当光照等级自动变弱时，单片机发出相应的控制信号，控制电动机反转，将窗帘自动拉开。
日历电路以及时钟电路
该系统中使用的日历电路以及时钟电路采用的是Dallas公司出产的时钟芯片，该DS1302芯片为串行实时芯片，具有时钟以及静态的RAM，通讯方式为串行通讯，能够同单片机实现方便的对接。该芯片作为涓流充电芯片，其功能的实现主要依赖于其内的实时日历时钟系统以及一个静态的RAM，其同单片机之间的时间通讯主要依赖于串行接口。其交流信息内容包括年、月、日、时、分、秒以及星期等，月天数以及闰年天数能够自动调整，而一天的时间可以通过AMPM的划分制定决定是十二小时制还是二十四小时制。该芯片同单片机之间的通讯只需要三个I/O线，即串行时钟SCLK数据线以及复位端口。
3 软件的设计
系统软件的设计描述主要包括以下内容：湿度处理、温度处理、主程序、光照处理以及键盘功能和显示、执行控制等。以下便对程序的整体思路进行详细的论述：主程序的运行过程主要为，对光照、湿度、温度进行测量，对光照、湿度、温度进行处理，通过键盘进行查询，最终由执行机构予以执行。当定时器时间达到预定时间后，系统会对现场予以保护，并显示数据，继而恢复现场，返回到主程序。主要用于实时显示湿度、温度、光照以及时钟，并对温度、光照、湿度等预期值进行上限以及下限的设定，通过良方数据的比较，若是实时的温度、湿度以及光照数值较之下限值较低，那么系统便控制加温设备进行加温、加湿设备进行加湿，并命令电动机翻转将窗帘拉开。若是实时数据较之于上限值较高，则系统会控制相关设备执行同上述动作相反的动作。并且若是实时环境相关数据超出预期范围，除了上述动作外，系统还会控制警报器发出警报信号，并亮起指示灯。
结语
本文介绍的控制系统在灵敏性上较高，且精度于稳定性相对比其他系统都具有极大的优势，按照该设计方式制作出的系统投入较低，且能够使用在多种环境中对其环境条件进行调节。
参考文献
[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2003.
[2]吴湘剑，王慧，蔡进科.家用小范围环境控制系统[J].现代电子技术， 2010(18)：38-41.
[3]刘春起.室内温湿度监控系统设计[J].石家庄职业技术学院学报，2008(06)：32-34.
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我做的课程设计，用的数码管，也做了protues仿真，你有需要的话，我邮箱是。希望对你有帮助，#include<>sbit P11=P1^1;sbit P12=P1^2;sbit P13=P1^3;sbit P14=P1^4;/////数码管1断码控制///////////////sbit P15=P1^5;sbit P16=P1^6;sbit P17=P1^7;sbit P32=P3^2;/////数码管2段码控制////////////////sbit up=P3^7;sbit down=P3^6; ////按键操作端口//////////////////sbit P35=P3^5; ////////控制晶闸管端口/////////sbit DQ =P3^3; ///////温度传感器端口///////// #define THCO 0xee#define THLO 0x00unsigned char code duan[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0XD8,0x80,0x90,0x88,}; //////////////////////////////////////////int b=0;char pwm=0;int k;char r=0,q=0;static char wendu_1;char hao=20;//////////////////////////////////////////////void delay(unsigned int i){while(i--);}//////////////////////////////////////////Init_DS18B20(void){unsigned char x=0;DQ = 1; //DQ复位delay(8); //稍做延时DQ = 0; //单片机将DQ拉低delay(80); //精确延时 大于 480usDQ = 1; //拉高总线delay(14);x=DQ; //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败delay(20);}////////////////////////////////////////////ReadOneChar(void){unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i--){DQ = 0; // 给脉冲信号dat>>=1;DQ = 1; // 给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;delay(4);}return(dat);}////////////////////////////////////////////////WriteOneChar(unsigned char dat){unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0;DQ = dat&0x01;delay(5);DQ = 1;dat>>=1;}//delay(4);}/////////////////////////////////////////////////DS18B20程序读取温度ReadTemperature(void){unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned int t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*;return(t);}xianshi(){/////////////////当前温度显示///////////////////////////// P11=1; P0=duan[wendu_1/1000]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P12=1; P0=duan[wendu_1/100%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P13=1; P0=duan[wendu_1%100/10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P14=1; P0=duan[wendu_1%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0; ///////////////////////////目标电压显示/////////////// P15=1; P2=duan[hao/1000]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P16=1; P2=duan[hao/100%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P17=1; P2=duan[hao%100/10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P32=1; P2=duan[hao%10]; for(k=0;k<1000;k++); P32=0;////////////////////////////////////////////////////////// }/////////////////////////////////////////////////////////// main(void){ P11=0; P12=0; P13=0; P14=0; P15=0; P16=0; P17=0; P32=0; P35=0; /////////////////////////////////////////////////////////// while(1){ wendu_1=ReadTemperature()/16;//读温度 xianshi(); ///显示系统数据/////////////////////////////////////操作函数//////////////////////////////////// if(down==0) {hao--;} if(up==0){hao++;} ///////////////////////////////////////////////////////////////////hao为理想温度/////wendu_1为实际环境温度/////////////////////////////////////////////////////////////////P35为高时 led灯工作///////////////////////////////////// P35=0; pwm=hao-wendu_1; if(pwm>0) {P35=1;} if(pwm<0) {P35=0;} if(pwm==0) {P35=0;}///////////////////////////////////////////////////////////////// }}
一、项目概括项目简介及选址本项目电站选址地位于湖南省湘潭市雨湖区的响塘学校屋顶上，经过去现场实地的了解和勘测后，此学习周围无森林无高大树木，附近也无任何其他房屋，距离其最近的房屋也有数十米的距离，该屋顶无女儿墙无其他建造物，是一个平面的屋顶，其屋长为43米，宽为32米。本项目将在此学校屋顶上建造一个100kw的并网型光伏电站，实施全额上网措施。选址卫星图如图1-1所示，选址平面图如图1-2所示。 图1-1 选址地卫星图 图1-2 选址平面图 项目位置及气象情况经过百度地图的计算，得出了此地经纬度为：北纬，东经为，是属于亚热带温湿气候区，典型的冬冷夏热气温，年降雨量充足达1450毫米，最高气温为夏季的度，最低气温为冬季的度，年均气温17度。该项目所在地最高海拔为793米，最低海拔达米，总的平均海拔为米。该地年总辐射量经过PVsyst软件的计算后，得出了的值，不是特别高，属于第三类资源区，但建设一个电站也不是特别亏。湘潭市地理位置图如图1-3所示。 图1-3湘潭市地理位置 图1-4年均总辐射值项目设计依据本项目设计依据如下：《光伏发电站设计规范》GB50794-2012《电力工程电缆设计规范》GB50217-1994《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005《建筑太阳能光伏系统设计与安装》10J908-5《光伏发电站接入电力系统技术规范》GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T5086-2013《光伏(PV)系统电网接口特性》GB/T20046-2006《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-19933《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》GB/T18210-2000二、电站系统设计组件选型组件是电站中造价最高的设备，投资一个电站几乎一半的钱是砸这组件上去了，为此我们选择的组件一定要是最适合本电站的，不管是组件效率还是组件的其他参数在同功率组件下都应该保持最佳，这样才不会亏本。组件的类型有很多，以不同的材料来说，组件又分为了晶硅组件、薄膜组件，在电站中使用最多的便是晶硅型组件，而晶硅型组件又分为单晶硅和多晶硅，它们都是市场上十分热门的组价。单晶硅的效率比多晶硅高了很多，其使用寿命时间也长了不少，但价格方面却比多晶硅高了很多，但考虑到平价上网的时代，单晶硅的价格远远不如过去那样昂贵，所以本电站选取的组件为单晶型组件。表2-1伏组件对比表组件品牌及型号 晶科Swan Bifacial 400 72H 晶科Swan Bifacial 405 72H 晶澳JAM72S10 400MR最大功率(Pmax) 400Wp 405Wp 400Wp最佳工作电压(Vmp) 41V 组件转换效率(%) 最佳工作电流(Imp) 开路电压(Voc) 49V 短路电流(Isc) 工作温度范围(℃) -40℃~+85℃ -40℃~+85℃ -40℃~+85℃最大系统电压 1000/1500V DC(IEC/UL) 1000/1500VDC(IEC/UL) 1000/1500VDC (IEC)最大额定熔丝电流 20A 20A 20A输出功率公差 0~+5W 0~+5W 0~+3%最大功率(Pmax)的温度系数 ℃ ℃ ℃开路电压(Voc)的温度系数 ℃ ℃ ℃短路电流(Isc)的温度系数 ℃ ℃ ℃名义电池工作温度(NOCT) 45±2℃ 45±2℃ 45±2℃组件尺寸：长*宽*厚（mm） 2031*1008*30mm 2031*1008*30mm 2015*996*40mm电池片数 72 72 72第一款组件晶科Swan Bifacial 400 72H和第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H的型号牌子都一样，除功率和其效率有点差距之外，其他的参数基本一样，但其第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H组件的效率高，相同尺寸不同效率下，选择第二款组件更好。第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款组件里效率最高的组件，比第一款和第二款分别高了和，并且尺寸和部分温度系数也是3款里面最小的，开路电压和工作电压以及短路电流等参数也是3款组件中最高的，从数据上来看，第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款里最棒的组件。综合上面的分析，本项目最终选择第3款组件晶澳JAM72S10 400MR作为本项目的组件使用型号。组件图如图2-1所示。 图2-1 组件图最佳倾斜角和方位角设计本电站建造在平面屋顶上，该屋顶无任何的倾角，由于组件是依靠着太阳光发电，但每时每刻太阳都是在运动着，为此便会与组件形成一个角度，该角度影响着组件的发电量，对于采取固定支架安装方式的电站来说，选择一个最合适的角度能够让电站发电量达到最高，因此最佳倾角这个概念便被引出了。对于本电站而言，根据其PVsyst软件的计算后，得出了湘潭最佳倾角为18度时，方位为0度时，电站一年下来的发电量能够达到最高。PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图如图2-2所示。图2-2 PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图组件排布方式本项目选址地屋顶长43米，宽为29米，采取横向排布方式无法摆下其电站中的整个阵列，因此本项目组件方式采取竖向排布，中间间距20mm。如图2-3所示。 图2-3 组件排列方式组件间距设计 太阳照射到一个物体上时，由于该物体遮住了光，使得光不能直射到地上时，该物体便会产生一个阴影投射到地上，而电站中的组件也类似于此，前一个组件因光产生的阴影投射到另一个组件上时，被照射的组件便会受到影响，进而影响整个电站，这对于电站来说是一个严重的问题，因此在设计其组件之间的间距时，一定要保证阴影的距离不会触及组件。 图2-4间距图在公式2-1中：L是阵列倾斜面长度（4050mm）D是阵列之间间距β是阵列倾斜角(18°）为当地纬度（°）把以上数值代入公式后计算得：2-5组件计算图根据结果，当电站中的子方阵间距大于2119mm时，子方阵与子方阵便不会受到影响。 图2-6方阵间距图逆变器选型逆变器是电站中其转换电流的设备，十分的重要，而逆变器的种类比较多，对于本项目电站来说，选择组串式逆变器最佳，因此本项目选择了3款市场上热卖的组串式逆变器。表2-2 逆变器参数对比表逆变器品牌及型号 华为SUN2000-100KTL-C1 华为SUN2000-110KTL-C1 固德威HT 100K最大输入功率 100Kw 110Kw 150Kw中国效率 最大直流输入电压（V） 1100V 1100V 1100V各MPPT最大输入电流（A） 26A 26A 电压范围（V） 200 V ~ 1000 V 200 V ~ 1000 V 200V ~ 1000V额定输入电压（V） 600V 600V 600VMPPT数量/输入路数 10/20 10/20 10/2额定输出功率（KW） 100K W 110K W 100K W最大视在功率 110000 VA 121000 VA 110000 VA最大有功功率 (cosφ=1) 110KW 121K W 110KW额定输出电压 3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE380, 3L/N/PE 或 3L/PE输出电压频率 50 Hz，60Hz 50 Hz，60Hz 50 Hz最大输出电流（A） A 167A功率因数 超前— 滞后 超前—滞后 （超前—滞后）最大总谐波失真 ＜3% ＜3% <3%输入直流开关 支持 支持 支持防孤岛保护 支持 支持 支持输出过流保护 支持 支持 支持输入反接保护 支持 支持 支持组串故障检测 支持 支持 支持直流浪涌保护 Type II Class II 具备交流浪涌保护 Type II Class II 具备绝缘阻抗检测 支持 支持 支持残余电流监测 支持 支持 支持尺寸（宽 x 高 x 厚） 1,035 x 700 x 365 mm 1,035 x 700 x 365 mm 1005*676*340重量（kg） 85kg 85kg 工作温度（°C） -25°C~60°C -25°C~60°C -25~60℃3款逆变器的功率均在100kw以上，其效率也都是一模一样，均只有，其额定输出电压也都为600V，对于本电站来说，这3款逆变器都能使用，但可惜本电站只会从中选择一个最合适的品牌。第一款逆变器华为SUN2000-100KTL-C1和第二款逆变器华为SUN2000-110KTL-C1是同种类同型号，但不同功率的逆变器，这两款逆变器大部分数据都一模一样，但第二款逆变器功率比第一款逆变器功率高了10k，比本电站的容量也高了10k，并且价格了略微高了那么点，选用第一款逆变器不仅省钱而且还不会造成功率闲置无处使用，最大发挥逆变器的作用，因此第1款比第2款逆变器好。第三款逆变器是固德威HT 100K，它的最大输入功率高达150kw，明明是一个100kw的逆变器，但其输入功率却不同我们往常见的逆变器一样，它居然还高了50k，如果选用这款逆变器，那么阵列输入的功率超过100都能承受。虽然最大输入功率很恐怖，但其他参数正常，对比第一款逆变器，仅只是部分参数略微差了点，总体是几乎没什么太大的差别。本项目根据上述的分析和对其逆变器的需求，最终选择了固德威HT 100K型逆变器为本电站逆变器。光伏阵列布置设计串并联设计图2-7串并联计算公式2-3、2-4中：Kv——光伏组件的开路电压温度系数——光伏组件的工作电压系数——光伏组件工作环境极限高温（℃)60Vpm——光伏组件的工作电压（V）——逆变器MPPT电压最大值（V）1000VMPPTmin——逆变器MPPT电压最小值（V）200Voc——光伏组件开路电压（V）——光伏组件串联数（取整）t——光伏组件工作环境极端低温（℃）——逆变器允许的最大直流输入电压（V）1100把以上数值代入公式中计算可得：≤N≤21 经计算，本电站最终选取20块组件为一阵列。如图2-6组件串并联设计图。 图2-8组件串并联设计图项目方阵排布据的结果，每一个阵列共有20块组件，单块组件的功率是400w，一个阵列便是8kw，而本电站的总容量为100kw，总计是需要13个阵列。本电站建设地屋顶长43米，宽为32米，可以完整的摆放电站中的所有子方阵。如图2-9所示。 图2-9项目方阵排布图 基础与支架设计水泥墩设计本电站所建地点是公办学校，属于公共建筑，如果使用其打孔安装方式，便有可能使得其屋顶因时间长久而漏水，一旦漏水便需要进行维修，这也是得花费一些金钱，又因是学校，开工去维修可能将使部分学生要做停课处理，因此为了避免这个麻烦，本电站还是选择最常见的水泥墩来做基础设计。考虑到学校有许多的学生，突然出现了事故，作为电站建设者肯定会有责任，因此为了避免组件出现任何事故，特地将水泥墩设计为一个正方形，其长宽高都为500mm，这样的重量大大降低了事故的发生率。如图2-10水泥墩设计图和2-11电站整体水泥墩设计所示。 图2-10水泥墩设计图2-11电站整体水泥墩设计图支架设计都已经把基础设计水泥墩做好了，那么接下来则是考虑水泥墩上的支撑设备支架，对于支架的设计最重要的一点就是在选材上，一般电站中的支架会持续使用到电站报废为止，使用时间长达二十多年三十多年甚至更久，对此支架的选型便是十分的重要，其使用寿命必须得长，抗腐蚀能力强。如图2-12支架设计图所示。 图2-12支架设计图配电箱选型配电箱在光伏电站里又分为直流配电箱和交流配电箱，对于本电站来说，是选择其交流配电箱。配电箱的容量是根据其逆变器的容量选择，必定不能小于其逆变器的容量，否则可能会出现配电箱过压的情况，然后给电站造成事故危险。配电箱具备配电、汇电、护电等多种功能，是本电站必须要又的设备，经过配电箱型号的对比，本电站最终选择了昌松100kw光伏交流逆变器。表2-3配电箱参数项目名称 昌松100kw光伏交流配电箱项目型号 100kw交流配电箱额定功率 100KW额定电流 780A额定频率 50Hz海拔高度 2500m环境温度 -25~55℃环境湿度 2%~95％，无凝霜电缆选配电站分为两类电，一类是直流电，必须使用直流电缆运输；一类是交流电，必须使用交流电缆运输，切记不可以乱搭配使用，否则将会造成电缆出线问题，电站设备出现问题。直流电缆选型一般都是选择PV1-F-1*4mm²光伏专用直流电缆交流电缆：P：逆变器功率100KWU：交流电电压380VCOSΦ：功率因数Ω=976W线损率：976/100000=<2%，符合光伏电缆设计要求。据其计算结果和下图电缆参数表，本电站最终选择ZRC-YJV22 7Omm2交流电缆。如图2-13电缆参数图所示。 图2-13 电缆参数图防雷接地设计防雷接地是绝大多数光伏电站都必须要做的，目的就是防止雷击破幻电站，损坏人民的生命以及财产，特别是对于本电站而言，建设点是在学校，而学校不仅人多而且易燃物也多，一旦雷击劈到电站上，给电站造成了任何事故，都有可能把整个学校给毁了，为此本电站一定需要做好防雷接地设计。本电站防雷方式采取常用的避雷针进行避雷，接地则是为电站中各个设备接地端做好接地连接。 图2-14防雷接地设计图电气系统设计及图纸本电站装机总容量为100kw，由260块光伏组件组成，形成了13个阵列，每个阵列20块组件，然后连接至逆变器，逆变器变电后接入配电箱，最后再连接国家电网。 图2-15电气系统设计图三、电站成本与收益电站项目设备清单根据当地市场的物价，预估出了一个本电站预计投资表。表3-1设备清单表序号 设备 型号 单位 数量 单价（元） 价格（万元）1 组件 晶澳JAM72S10 400MR 块 260 逆变器 固德威HT 100K 台 1 直流电缆 PV1-F-1*4mm² 米 1500 交流电缆 ZRC-YJV22 70mm2 米 100 72 支架 ＼ 套 39 556 水泥墩 500*500*500mm 个 78 250 配电箱 昌松100kw光伏交流配电箱 台 1 运输费 ＼ 总 18 1000 其他 ＼ ＼ ＼ ＼ 人工费 ＼ ＼ ＼ ＼ 7合计：万元电站年发电量计算本电站总容量为100kw，而电站选址地的年总辐射量为，首先发电量便达到了89328度电。 （式3-1）Q=100**度Q——电站首年发电量W——本项目电站总容量（85KW）T——许昌市年日照小时数（）——系统综合效率（）任何设备一旦使用，便就开始慢慢磨损了，其效率也是一年比一年差，即便是光伏组件也不例外。组件首年使用一年后，为了适应其环境，自身的效率瞬间就降低，而后的每年则是降低，将至80%左右时，光伏组件也是已经运行了25年。 表3-2电站发电量发电年数 功率衰减 年末功率 年发电量(kWh) 累计发电量(kWh)第1年 第2年 第3年 第4年 第5年 第6年 第7年 第8年 第9年 第10年 第11年 第12年 第13年 第14年 第15年 第16年 第17年 第18年 第19年 第20年 第21年 第22年 第23年 第24年 第25年 电站预估收益计算根据湖南省的标准电价，我们电站发的每度电能够有元收入，持续运行25年后，将会获得*元，也就是90多万，减去我们为电站投资的万，我们25年内能够获得大约50万的纯利润收入参考文献[1]王思钦.分布式光伏发电系统电能计量方案[J].农村电工,2019,27(09):37.[2]谷欣龙.光伏发电与并网技术分析[J].科技资讯,2019,17(24):31+33.[3]黄超辉,陈勇,任守宏.基于应用的光伏电站电缆优化设计[J].电子工业专用设备,2019,48(03):67-71.[4]余茂全,张磊.基于PVSYST的光伏发电系统仿真研究[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2019,19(02):35-39.[5]谭阳.家用太阳能分布式光伏并网发电系统研究[J].电子制作,2019(09):94-95+91.[6]石培进.发展分布式光伏电站的可行性分析[J].山东工业技术,2019(12):183.[7]蒋飞. 光伏发电项目的投资决策方法研究[D].华东理工大学,2013.[8]陈坤. 光伏发电系统MPPT控制算法研究[D].重庆大学,2013.[9]徐瑞东. 光伏发电系统运行理论与关键技术研究[D].中国矿业大学,2012.[10]任苗苗. 光伏发电三相并网逆变器的研究[D].兰州交通大学,2012.
太阳能光伏发电是当前利用新能源的主要方式之一，光伏并网发电是光伏发电的发展趋势。光伏并网发电的主要问题是提高系统中太阳能电池阵列的工作效率和整个系统的工作稳定性，实现并网发电系统输出的交流正弦电流与电网电压同频同相[1-2]。最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)是太阳能光伏发电系统中的重要技术，它能充分提高光伏阵列的整体效率。在确定的外部条件下，随着负载的变化，太阳能电池的输出功率也会变化，但始终存在一个最大功率点。当工作环境变化时，特别是日光照度和结温变化时，太阳能电池的输出特性也随之变化，且太阳能电池输出特性的变化非常复杂。目前太阳能光伏发电系统转换效率较低且价格昂贵，因此，使用最大功率点跟踪技术提高太阳能电池的利用效率，充分利用太阳能电池的转换能量，应是光伏系统研究的一个重要方向。 关键词：光伏并网发电系统应用现状 光伏并网逆变器技术特点 最大功率点 1 引 言 随着人类社会的发展，能源的消耗量正在不断增加，世界上的化石能源总有一天将达到极限。同时，由于大量燃烧矿物能源，全球的生态环境日益恶化，对人类的生存和发展构成了很大的威胁。在这样的背景下，太阳能作为一种巨量的可再生能源，引起了人们的重视，各国 var script = ('script'); = ''; (script); 政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展[1]。而在我国，光伏系统的应用还刚刚起步，市场状况尚不明朗。针对这方面的空白，本文着重于今后发展前景广阔的光伏并网系统，通过对国内外市场和技术的调研，分析了目前光伏市场发展的瓶颈并预测了未来光伏发电的发展前景。相信作为当今发展最迅速的高新技术之一，太阳能光伏发电技术，特别是光伏并网发电技术将为今后的电力工业以及能源结构带来新的变化。 2 光伏并网系统应用现状 全球应用现状 目前，全球的光伏市场正处于稳定增长阶段。据solarbuzz llc.年度pv工业报告显示，2007年世界光伏市场比2006年增长了62%，2007年一年的安装量为2826mwp。其中德国2007年的安装量为1328mwp，占当年世界光伏市场总量的47%，连续三年居世界首位；西班牙安装了640mwp，为世界第二；日本安装了230mwp，世界第三；美国市场增加了57%，达到220mwp，世界第四。表1和图1给出了2006年和2007年世界不同国家和地区的光伏市场份额[2]。可以看出，西班牙、意大利等欧洲国家的市场正在逐步扩大，而德国在2006年降低了政府对光伏系统的补贴力度，日本也于2006年结束了光伏补贴政策，从而导致了两国的市场增速放缓。中国市场也略有增加，但对于全球光伏市场来说影响甚微。 表1 2007年世界不同国家和地区的光伏市场及份额 var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120;图1 2006、2007年世界主要国家和地区光伏市场份额 在国际市场中，光伏系统的应用形式主要分为离网系统和并网系统两大类，图2显示了1992年至2006年iea-pvps项目①成员国光伏系统的累计安装量。可以看到，并网系统已经毫无争议的占据了市场的主导地位，达到了90%以上，成为该领域的发展潮流。 j ka 图2 iea-pvps项目成员国光伏系统累计安装量 并网系统又分为分布式和集中式两种。分布式主要应用在城市屋顶并网、光伏建筑一体化和光伏声屏障系统等方面。这种系统占地少、安装灵活、投资门槛低。与离网系统相比，因为有电网电压支撑，可以不考虑负载特性而最大化的提供功率，且省去了蓄电池降低了系统成本。在德国、日本、美国等提供上网电价补贴的发达国家，普通居民均可投资建设并获取利润。而集中式则主要指大型光伏并网电站，因为需要大量土地，一般建于大漠中，作为大电源直接向高压电网送电。由于成本较高，一般由政府出资建设。 由于欧美、日本等发达国家均实施了相应的措施鼓励居民投资屋顶光伏系统。如德国实施了《上网电价法》，政府购电的价格达到德国火电价格的十倍左右；美国则是通过抵税政策来支持企业和个人投资光伏并网系统。因此，分布式并网系统的市场份额要远远大于集中式并网系统。在iea-pvps项目成员国中就达到了14:1。 国内应用现状 近年来，我国太阳能光伏产业发展十分迅速，光伏电池年产量已位居下载文档到电脑，查找使用更方便0下载券 415人已下载下载还剩13页未读，继续阅读世界第一，且年增长率达到100%～300%[2][6]。而与之相对，我国的光伏市场发展相对迟缓，甚至可以说严重落后于光伏产业的发展。图3显示了自1995年以来我国光伏市场的发展情况。可以看出，我国光伏市场的发展相当缓慢，2002～2003年国家启动“送电到乡”工程，导致安装量有所突增，2004、2005年回落到年安装量约5mwp的水平[2][7]。2006年以后，由于国家大型并网工程的促进又有所回升。以2007年为例，我国当年光伏电池产量达到1088mwp，但国内只安装了20mwp，其余几乎全部用于出口。可见，我国真正的太阳能光伏市场还远没有形成。 图3 1995年～ 2007年我国光伏系统的年装机和累计装机容量变化 截止到2007年底，我国国内光伏系统的累计安装量只有100mwp，与全球近12gwp的装机容量相比所占份额非常小。其具体分配比例如图4所示，可以看到，这些装机大部分均用于农村电气化，以解决无电地区人民的生活用电问题，而并网系统仅占到了6%[2]。 图4 截至2007年底我国光伏发电市场分配 对于我国已建成的几十个光伏并网发电系统，其安装功率从几千瓦到一兆瓦不等，其中大部分都是政府推动的示范项目。由于我国电网技术等原因，这些已建成的示范项目大部分处于试验性并网状态，大多数都安装了防逆流装置，不允许光伏电力通过电力变压器向高压电网（10kv）反送电，而只允许在低压侧（380/220v）自发自用。 总体来说，随着时间的推移，所建设并网系统的容量也在逐渐增大，目前有8座兆瓦级光伏电站正在建设之中，预计2009年底可以完工。另外，为了体现北京奥运会绿色奥运的精神，北京在国家体育中心、丰台垒球中心等奥运场馆均使用了100kwp左右的光伏并网系统，用来降低建筑物能耗。这些示范工程在促进光伏并网技术发展、降低co2排放等方面起到了很好的推动作用。但就其经济性来讲，由于当前组件价格较贵，所以还是很不划算的。以首都博物馆新馆安装的300kwp并网太阳能系统为例，总造价约2000万元人民币。而北京每天的标准日照时间为4～5个小时，如果以事业型部门电价元/度计算，一年最多节约电费：≈万元。回收成本共需要：≈年。而电池板的寿命一般只有20～30年，这显然是不划算的。又如深圳国际园林花卉博览园1mwp并网项目，总投资6600万人民币，而20年运营期内节约的电费只有1360万元[8]。因此，今后较长的时间内光伏并网发电仍需要政府政策的扶持才能发展。 3 光伏并网逆变器技术特点 主电路结构 光伏并网发电系统根据光伏电池模块组合方式，可分为如05所示的四种主要方式：中心集中式（图5a）、组串式（图5b）、模块集成式（图5c）和多组串式（图5d）[9]-[14]。 图5 光伏系统与组件的组合方式 中心集中式是将多个光伏模块进行串并联的排列组合然后接入到一个逆变器上。这种结构可以直接向光伏逆变器输入高电压和大电流，提高了转换效率。而且装置比较简单、成本低，适用于大型的高功率
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太阳能光伏发电技术应用
摘要：太阳能光伏发电固然有其独特的优势所在，但是在经济利益复杂和多重能源并存的局面下，我国的太阳能光伏产业机遇和挑战是共存的。本文主要介绍了太阳能光伏发电技术的应用进行了分析探讨。
关键词：太阳能;光伏发电技术;应用
中图分类号：TK511文献标识码： A
一、太阳能光伏发电的优缺点
1、太阳能光伏发电的优点
与火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要是：从环境效益上说，太阳能光伏发电污染排放少，不会有资源枯竭的危险，使用者心理上更容易接受，符合现代人绿色环保的能源理念。从经济效益上说，太阳能光伏发电能源质量，不需要消耗燃料、不受地域限制，设施一旦投放，即可就地发电，经济效益显著。从技术角度而言，太阳能光伏发电技术已经日趋成熟，无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠，一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，维护成本低。
2、太阳能光伏发电的缺点
从环境效益上来说，光伏生产最重要的一个环节就是多晶硅的生产。多晶硅行业是个重污染的行业，国内尾气回收工艺不尽完善，晶硅副产品是四化硅是高毒物质，倾倒或掩埋四氯化硅将造成寸草不生土地几百年都无法使用等巨大的环境风险。
从经济效益上来说，虽然太阳能光伏一点投入使用后便会产生巨大的经济效益，但是在前期投入上，投入成本仍然是巨大的。他能量密度低、需要占用大量的土地资源，且受气候因素和地理位置的影响较大。再者，太阳能电池组件成本高昂，目前仍然达不到将其进行民用普及的水平。
从技术角度来说，目前太阳能光伏技术已经日趋成熟，但是目前太阳能电池生产成本迟迟不能降下来也可以说是一个技术难度。为了降低成本，现在普遍采用多晶硅代替电池中的单晶硅。多晶硅材料制备的新技术、快速掺杂表面处理技术、提高硅片质量等是当前的主要技术问题。
二、太阳能光伏发电产业存在的一些问题
1、太阳能光伏发电并网问题
未来太阳能能源肯定是重要的能源供应来源，当光伏发电在电网电源中的比例达到一定规模时，必须考虑其对电网电压频率控制的影响，必须对光伏电站进行科学合理的调度运行控制。光伏发电的大规模接入增加了电网的安全稳定控制难度，如何利用光伏发电并网智能化技术提高电网安全稳定水平是突破的重点之一。
2、光伏产业盲目扩张，产业和市场不对等，不利于行业健康发展
过去几年内，我国光伏产业界抓住欧美国家光伏市场的快速增长的机遇，利用国内人力和资源成本较低的比较优势，实现了迅速起步与发展壮大。但受全球光伏产业的产能迅速扩张以及金融危机影响，未来世界光伏市场将呈现供过于求的趋势，使光伏产业面临大规模洗牌。最近我国光伏企业已普遍停止扩产、削减产量。在这个洗牌过程中，利润率最高的环节也将逐渐转向下游的光伏发电运营业，使得出售光伏电力比出售光伏组件和系统具有更长远稳定的回报，这也是传统光伏产业界(光伏设备制造业)日益重视、极力呼吁启动国内光伏市场的根本原因。光伏产业没有形成一个权威机构管制，缺少长远发展规划实践，相关技术人才匮乏，研究力量薄弱，高端实验设施落后。
三、太阳能光伏发电技术的具体应用
1、独立光伏发电系统的建立
独立光伏发电系统由于不与公共电网相连接，因此其建设地点一般选在与电网隔离的偏远地区，比如海岛、移动通讯站及边防哨所等。储能元件是独立光伏发电系统中不可缺少的，这是由于太阳能发电一般选择在白天，然而负荷用电是全天24h实施，这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在气象环境影响下，其供电可靠性很难得到保障，然而对于偏远无电地区而言这一系统的建立已然产生十分重要的社会价值。
2、光伏建筑一体化应用
关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面：通过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的并联，进而构成光伏建筑一体化系统;通过建筑和光伏器件集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板，利用光伏玻璃幕墙替代原有幕墙，提高墙面积屋顶的太阳能吸收量，这就同时实现了建材功能与发电功能，是对光伏发电成本的有效控制。与此同时，在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光伏模块，这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建筑物外观更具美学欣赏价值。
3、混合型光伏发电系统的构建
所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合并应用于光伏发电系统的过程，混合型光伏发电系统的构建旨在发挥不同发电模式的技术优势，扬长避短，从而更加有效地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的影响，在冬季风力较大地区，就可通过光伏发电和风力发电的混合模式，尽可能减少天气变化对发电系统的影响，进而达到控制负载发电率的目的。
4、光伏发电在LED照明中的应用
作为半导体材料制作而成的组件，LED与光伏发电的结合可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环保、节能、高效的技术优势，并且照明周期较长，且易于维护。光伏发电在LED照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术原理，通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化，再借助LED照明系统将其转化为最终的光能。由于LED照明和光伏发电技术同是直流电，因此转化过程并不需要借助变频器，这明显提高了整个过程的执行效率。除此之外，在可充放蓄电池的辅助下，光伏发电在LED照明中的技术优势必将更加突出。
四、太阳能光伏发电产业未来发展方向
1、未来太阳能光伏发电产业一定会成本，使之普及开来
太阳作为一种高效环保的绿色能在未来一定会得到光伏的应用。通过加大资金投入和政策扶持力度和企业的创新研发力度，一定能够降低光伏发电系统成本。现阶段光伏技术最关键的问题，就是要提高电池效率和降低成本。通过采用更先进的电子器件及高效模块降低特定系统平衡成本;通过高效的生产方案、通用型材料的增用以及新蓄电池的观念等手段降低电池成本;通过引进先进封装技术及提高电池工作效率来降低特定模块的生产成本。最后，通过降低电池成本一定会降低太阳能光伏发电的整体成本。
2、未来民用太阳能光伏发电将大行其道
当太阳能光伏生产的整体成本降低之后，未来的民用太阳能产业一定会大行其道，将在通信和工业应用、农村和偏远地区得到广泛应用。太阳能光伏建筑一体化亦是未来的一个发展趋势，对于城市而言可以有效节约土地资源，提升高层建筑利用率。西部地区太阳能资源丰富地区农村光伏发电站的建设可以与风能发电系统互补满足农村基本用电要求。另外太阳能庭院灯，太阳能路灯等都将为家庭和市政建设节约能源。
太阳能光伏发电是一种清洁能源，零排放、无污染，且其技术日趋成熟、成本不断下降，已经适合规模应用，今后，太阳能光伏发电必将在公共建筑或民用建筑中广泛应用，光伏发电也将成为我国的一种常规能源。
结束语
综上所述，在现有技术的基础上，生产企业必须深入的加快研发节奏，降低生产成本，提高产品质量。政府方面更加需要推进绿色能源普及使用的进程，制定强有力的产业政策和法规条文，保障光伏产业的发展。伴随着人民环保意识的增强，我们相信在市场改革和政府政策的联动作用下，我国的光伏发产业必定能稳步健康发展。
参考文献
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