基于太阳能的教室灯光节能系统设计
《太阳能小台灯作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版五四制》
《太阳能小台灯》作业设计方案一、设计目标：本作业设计旨在帮助学生了解太阳能的利用原理，并通过实际操作制作太阳能小台灯，从而培养学生的动手能力和创造力，同时增强他们对环保认识的认识。
二、设计内容：1. 理论进修：学生将通过教室进修和自主钻研，了解太阳能的来源、利用原理以及在生活中的应用。
2. 实践操作：学生将根据提供的材料和指导书，动手制作太阳能小台灯，并体验太阳能的实际效果。
3. 创意设计：学生将在制作过程中，可以根据自己的想法进行创意设计，增加作品的个性化和趣味性。
三、设计步骤：1. 准备材料：太阳能电池板、LED灯、导线、电池盒、开关、支架、胶水等。
2. 组装太阳能电池板：将太阳能电池板固定在支架上，并毗连导线。
3. 毗连LED灯：将LED灯毗连到电池盒上，并通过导线毗连到太阳能电池板。
4. 安装开关：将开关安装在电池盒上，用于控制灯的开关。
5. 装配台灯：将LED灯固定在支架上，完成太阳能小台灯的制作。
四、评判标准：1. 制作过程是否按照步骤进行，操作是否规范。
2. 太阳能小台灯的外观设计是否具有创意和美感。
3. 太阳能小台灯的实际效果如何，是否能正常发光。
4. 学生是否能够对太阳能的利用原理进行简单诠释。
五、教学方法：1. 理论进修：教师讲解太阳能的相关知识，引导学生自主进修。
2. 实践操作：教师指导学生进行实验操作，解决实际问题。
3. 创意设计：鼓励学生在制作过程中发挥想象力，设计奇特的作品。
六、教学过程：1. 导入：介绍太阳能的观点和应用，激发学生的兴趣。
2. 理论进修：讲解太阳能的利用原理和实际应用，引导学生思考。
3. 实践操作：指导学生进行太阳能小台灯的制作，解决实际问题。
4. 创意设计：鼓励学生进行作品设计，展示个性和创造力。
5. 总结：学生展示自己的作品，分享制作心得，进行评判和总结。
七、拓展延伸：1. 鼓励学生进行太阳能小台灯的改进设计，提高光效和节能性能。
2. 组织学生参与太阳能科普活动，增强环保认识和科技素养。
太阳能灯具照明系统的设计与实现
太阳能灯具照明系统的设计与实现随着环境保护意识的提高和能源危机日益严重，太阳能成为了人们关注的焦点。
太阳能灯具作为太阳能应用的一种，其优点显而易见：不受电网的限制、无需接线、环保、经济、寿命长等。
因此，太阳能灯具在很多地方被广泛应用，如农村、公路、公园等。
本文旨在介绍太阳能灯具的设计与实现，以及一些需要特别注意的问题。
一、太阳能灯具照明系统的设计1. 太阳能电池板的选取电池板是太阳能照明系统的核心部件，其容量大小将直接影响到灯的运行情况。
因此，在选择电池板时需注意以下几点：（1）日照时间：不同地区、不同季节的日照时间不同，因此需要根据实际情况选择合适的电池板。
（2）经济性：经济性是我们选择电池板时一个需要考虑的问题，要选择性价比高、耐用的电池板。
（3）品质：品质直接关系到电池板的使用寿命和高温耐受能力。
因此，我们要选择品质好、耐用的电池板。
2. 控制器的选取控制器是太阳能照明系统的另一核心部件，是控制太阳能灯具的开关、电压等的。
在选择控制器时需注意以下几点：（1）适用范围：不同的控制器适用不同的环境和使用场合，因此需要选择合适的控制器。
（2）智能控制：智能控制将会让我们的太阳能灯具更加高效，因此要考虑是否要选择智能控制器。
（3）品质：品质也是我们选择控制器时需要考虑的一个问题，选择品质好、耐用的控制器。
3. 灯的选取灯是太阳能照明系统中不可缺少的部件，是照明的核心。
在选择灯时需注意以下几点：（1）亮度：灯的亮度会直接影响到照明效果，因此我们要选择亮度适中的灯。
（2）色温：色温是指灯的颜色，不同的色温适用于不同的场合，因此要选择合适的色温。
（3）灯体的材料：灯体的材料将会影响到灯的寿命和美观，因此要选择耐用、美观的灯体。
二、太阳能灯具照明系统的实现1. 安装电池板和灯体首先需要安装电池板和灯体，将电池板放置在阳光充足的地方，使用专用工具将电池板固定在杆子上。
然后将灯体固定在电池板下方。
2. 安装控制器将控制器安装在离灯体20cm左右的地方，使用专用工具将其固定在杆子上。
高校教室照明节能自动控制系统设计
高校教室照明节能自动控制系统设计背景介绍随着科技的发展和环境保护的要求，节能减排成为了一个全球性的问题，照明系统也是其中不可忽视的一部分。
为了实现高效、节能的照明系统，自动控制也成为了一个重要的方向。
在此背景下，设计一套高校教室照明节能自动控制系统具有实际意义和应用价值。
设计方案功能需求本设计的系统主要是为了实现高校教室照明节能自动控制，因此系统的主要功能需求如下：1.实现教室照明的自动控制，通过感应器等技术监测人员活动情况，根据环境光照强度、时间等条件自动控制照明系统开关。
2.实现电路断电、线路短路、漏电保护等功能，确保系统的稳定性和安全性。
3.实现手动控制照明开关的功能，确保系统在人类干预下的灵活性。
系统组成本设计的系统主要由以下几个模块组成：1.照度传感器模块，用于检测室内光照强度。
2.人体红外感应器模块，用于检测室内人员活动情况。
3.普通继电器和光控继电器模块，用于实现照明开关的自动、手动控制。
4.MCU控制模块，用于控制各模块之间的交互和数据传输。
5.电源模块，用于为各模块提供电源。
设计流程1.首先进行系统电路的设计，包括每个模块的具体接线等。
2.然后进行系统程序的编写，主要包括传感器数据的采集、信号的处理、控制命令的下发等。
3.组装各模块，将系统硬件和软件连接起来，进行调试和测试。
4.进行系统的实际应用并进行持续的监控和维护。
结论本设计的高校教室照明节能自动控制系统能够实现照明的自动控制和手动控制，有效地提高电能利用率和节约用电成本，对于实现节能减排有着实际应用价值。
在未来，可以通过对系统进一步优化和改进，实现更好的节能效果和自动化程度。
太阳能校园亮化工程方案
太阳能校园亮化工程方案一、项目背景与意义随着全球能源危机的不断加深和环境问题的日益严重，新能源成为全球发展的一个重要议题。
太阳能作为一种清洁、可再生能源，具有广阔的应用前景。
目前，我校的校园亮化设施主要使用传统的电力供应方式，这既增加了能源消耗，也增加了校园的环境负担。
因此，为了提高校园的能源利用效率和减少能源消耗，我们决定开展太阳能校园亮化工程。
太阳能校园亮化工程拟通过在学校不同场所安装太阳能光伏板，利用太阳能发电，并用于校园内的路灯、景观灯等照明设施。
这既能为校园带来更加美好的夜景，也能提高学校的绿色形象，同时降低学校的能源消耗，节约经济成本。
因此，本项目具有重要的现实意义和长远价值。
二、项目内容与技术路线1.项目内容（1）太阳能光伏板的安装：在校园内的主要道路、广场、操场等场所安装太阳能光伏板。
根据实际需要和场所特点，灵活布局太阳能光伏板的位置，确保光照充足。
（2）电能存储系统的建设：为了充分利用太阳能发电，需要建设电能存储系统，在阳光充足的白天将多余的电能进行储存，以备晚上照明使用。
（3）照明设施的更新：更新校园内的路灯、景观灯等照明设施，将传统的电力供应方式更换为太阳能供电。
保证照明设施的照明效果，并提高照明设施的能源利用效率。
2.技术路线（1）选取高效太阳能光伏板：选择高效的太阳能光伏板，提高太阳能转换效率，确保太阳能光伏板的稳定发电。
（2）建设安全可靠的电能存储系统：选取高品质的电能存储设备，确保储存的电能充分、安全，并提高储能系统的稳定性。
（3）更新照明设施：选择高品质的太阳能驱动的 LED 路灯、景观灯等照明设施，保证照明设施的耐用性，延长使用寿命。
三、项目实施计划1.项目准备阶段收集校园内路灯、景观灯等照明设施的相关资料，包括数量、型号、位置等信息，制定太阳能校园亮化工程的详细方案，进行实地考察，明确太阳能光伏板的安装位置。
2.设备采购与施工准备阶段选取符合工程需求的太阳能光伏板、电能存储设备、照明设施等设备，签订合同，进行设备采购。
学校教室节能照明的改造方案
学校教室节能照明的改造方案学校教室的节能照明改造方案随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，节能已经成为当今社会的共识。
在教育机构中，节能不仅能够减少能源浪费，减少运营成本，还能提高学生和教师的学习和工作环境质量。
因此，对于学校教室的照明系统进行节能改造已经变得尤为重要。
一、照明系统的优化首先，学校可以通过使用高效节能的照明设备来替换传统的白炽灯泡或荧光灯。
例如，LED灯具是一种非常节能且寿命长的照明设备，使用它可以将能耗降低50%以上。
LED灯具还具有调光功能和无频闪等特点，能够提供更加舒适和安全的照明环境。
其次，学校可以使用智能照明控制系统来调节照明亮度和时间。
这种系统可以根据光线感应器和时间控制器自动调节灯光亮度，当有足够的自然光线时，可以自动降低照明亮度以减少能耗。
同时，通过设置定时开关，可以避免忘记关闭灯光而造成的能源浪费。
另外，学校还可以采用分区控制的策略来改善照明效果。
例如，在课堂上设置多个照明区域，可以根据不同的活动需求选择不同的灯光亮度和颜色。
这样可以提高学生的专注度和舒适感，并减少能源消耗。
二、自然光利用除了优化照明系统，学校还可以通过充分利用自然光来减少照明能耗。
首先，学校可以通过调整窗帘、百叶窗或窗户的位置和角度来最大程度地利用自然光。
在设计窗户时，可以选择使用透明的材料和增加窗户的面积，以便更多地引入自然光。
其次，学校可以设计教室的布局和建筑结构，以最大限度地利用自然光。
例如，可以将教室布置在建筑物的东南面，以便在早上和午后能够获得最充足的阳光。
此外，使用高质量的窗户和采用阳光房或天窗等设计，也可以增加自然光的进入。
三、教育与能量管理宣传为了使学生和教职员工更好地理解能源管理的重要性，并提高他们节能意识，学校可以通过教育与宣传来推广能源管理知识。
例如，开展节能教育课程，组织节能知识竞赛和节能实践活动等，以激发学生的创新思维和对节能的热情。
另外，学校还可以设置能源信息展示板，在教室和走廊等公共区域展示能源消耗和节能措施的数据。
高校教室照明节能自动控制系统设计
高校教室照明节能自动控制系统设计【摘要】本文主要探讨了高校教室照明节能自动控制系统的设计。
在介绍了研究的背景、目的和意义。
在分析了教室照明系统设计与节能需求，以及传统照明系统存在的问题。
接着提出了基于自动控制技术的节能设计方案，详细讨论了系统设计方案及原理，并对系统实施与效果进行了评估。
最后在论述了高校教室照明节能自动控制系统设计的可行性，总结了设计方案的优势与不足，并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究，可以有效提高高校教室照明系统的能效，减少能源消耗，实现节能减排的目标，有着重要的现实意义和应用前景。
【关键词】高校教室，照明节能，自动控制系统设计，传统照明系统，节能设计方案，系统实施，效果评估，可行性，设计方案，优势，不足，未来发展方向1. 引言1.1 研究背景在现代社会，能源危机和环境污染日益严重，节能减排已经成为全球共同的挑战。
作为学校中的重要场所，教室的照明系统对能源的消耗和环境的影响也非常重要。
传统的教室照明系统存在诸多问题，比如能源浪费、光线不均匀、操作不便等。
为了解决这些问题，人们开始研究高校教室照明节能自动控制系统的设计。
研究背景说明了本课题的来源和研究动机，主要包括对目前教室照明系统存在问题的认识和对节能技术的需求。
通过引言部分的阐述，可以清晰地了解到高校教室照明节能自动控制系统设计的重要性和必要性。
随着科技的不断发展和节能意识的增强，利用自动控制技术来实现教室照明系统的节能已经成为一种趋势。
本研究旨在探讨高校教室照明节能自动控制系统的设计，为节能减排做出更好的贡献。
1.2 研究目的研究目的是为了针对高校教室照明系统存在的能耗浪费和操作不便的问题，提出一种节能自动控制系统设计方案。
通过引入自动控制技术，希望能够实现教室照明系统的智能化管理，提高系统的能效性和舒适度，从而降低能耗和维护成本，为学校节约资源并提升教学环境。
通过本研究，我们旨在为高校教室照明系统的节能改造提供一种有效的解决方案，并通过系统实施与效果评估，验证设计方案的可行性和实用性。
基于太阳能的教室灯光节能系统设计
得不到保障的问题。 然而 ， 在很多单位 ， 用 电浪费 的现象尤为严
重 。在我们学校 ， 一个空无一人 的教室灯光 全亮 的情况也时有 发生。针对该类 电力资源的浪费 ， 本论文设 计了基于太阳能的 教室灯光节能控制系统。 该控制系统可 以根据教室里的人员多少及人员分布 、 自然
脉冲触发双向可控硅导通 。 采用交流过零触 发能消除可控硅导 通时浪涌电流 ， 延长灯具的使用寿命。同时控制电路启 动 了延 时定时器 ， 直至 Ｐ Ｉ Ｒ传感器在接 收到信 号后 ， 触发可控硅 的信
计时器 Ｔ ０ ， Ｐ ３ ． ５接 收到 回波 时 ，由高 电平 变马上 变为低 电平
后， 随机计 时器停止计时 。 此时单片机对距离进行计算 。 继 电器
的输 出端与非 门相连接 。 当检测 的距离低于预设值距离小于预 设值 区域的灯（ 二极管代替 ） 打开 。反之 ， 则大于预设距离 的灯
准 距 离 进 行 比较 ， 判 断人 处 于 教 室 哪个 分 区 ， 控制 该 Ⅸ 域 的灯
号关断可控硅 ， 做到 自动关闭。
光强 、 时 间等因素 ， 设 计 了用太 阳能供 电， 集光强检测 、 超 声波 测距 、 红外传感检测 、 时间控制等多功能于一体 的分 区 ， 功率可
调 的教室灯光节 电控制系统。
一
、
系统硬件设计
教室灯光节能系统设计的示意图如图 １ 所示 。 下面对各个 模块加 以介绍 。太 阳能 电源模块供 给 ６ Ｖ电压 给系统供 电； 红
打开 ， 其他 区域灯光关闭。单片机采用系统 １ ２ Ｍ Ｈ ｚ 高精度 的晶 振 ，获得较稳定 的时钟频率 。用 Ｐ ２ ． ７口输 出 ４ ０ ｋ Ｈ ｚ 的方波信 号， Ｐ ３ ． ５口监测超声波 的返 回信号 。 单 片机接收到反 回波后 ， 向
高校教室照明节能自动控制系统设计
高校教室照明节能自动控制系统设计随着城市化和人们生活水平的提高，大学校园中的能源问题也日益引起了人们的关注。
照明系统是大学校园中消耗能源的重要设备之一，为了降低校园能源消耗，提高节能效益，本文将设计一种高校教室照明节能自动控制系统。
1. 系统设计原理本节将介绍本系统的设计原理，包括自动感应控制、定时控制和手动控制三个方面。
1.1 自动感应控制对于高校教室照明系统而言，自动感应控制是一种非常重要的控制方式。
该控制方式可以有效避免因教室内没有人而导致照明系统一直开启的情况，从而减少能源的浪费。
当教室内没有人时，照明系统将自动关闭，当有人进入教室时，照明系统将自动开启。
该控制方式的实现需要使用PIR（热释电传感器）传感器，该传感器可以感应到教室内人体的热辐射，从而判断教室内是否有人。
1.2 定时控制在有些情况下，教室内的人群比较密集，需要长时间使用照明系统。
为了防止人员因为长时间处于照明系统过度亮度的情况下而导致的视觉疲劳，我们可以设置照明系统的定时开关控制功能。
该控制方式可以根据不同教学需求，设置不同的开关时间。
在该控制方式下，照明系统将在规定的时间内开启或关闭。
1.3 手动控制为了满足不同教学需求，照明系统需要具备手动控制功能。
教师可以通过遥控器或控制面板对照明系统进行手动开启或关闭。
同时，手动控制也可以作为备选控制方式，当传感器出现故障时，可以通过手动控制进行照明系统的开启和关闭。
2. 硬件设计方案本节将介绍本系统的硬件设计方案，包括照明设备、PIR传感器、遥控器和控制面板。
2.1 照明设备在本系统中，我们选择LED灯作为照明设备，这是因为LED灯具有高光效、长寿命、无污染等优点。
同时，LED灯也可以根据环境需求进行调节亮度和色温。
2.2 PIR传感器在本系统中，我们选择PIR传感器作为控制设备，这是因为PIR传感器可以观察到教室内的气温并检测到人体的辐射热，从而实现控制系统的自动感应控制。
2.3 遥控器和控制面板在本系统中，遥控器和控制面板作为照明系统的手动控制设备。
教室LED日光灯节能控制设计
教室LED日光灯节能控制设计摘要基于当前对教室灯光控制方法的的了解，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上设计了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以AT89C52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏电阻构成的电路检测环境光的强度;根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光强弱的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
系统还具有报警功能。
单片机软件采用C语言编制，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：红外传感器，单片机，热释电THE DESIGN OF SCHOOL LED LIGHTENERGY SAVING CONTROLABSTRACTBased on the current realize of school lighting control method, especially the classroom light intelligent control development present situation, analyses the classroom light intelligent control theory and implement method, is proposed based on single-chip shool light intelligent control system design, based on the design of intelligent control system hardware and corresponding software.This system to control device of AT89C2051 single chip microcomputer as intelligent parts, using thermal infrared sensor detect the existence of of human body, using photosensitive resistance of circuit testing environment light intensity, Reasonable according to the shool light conditions, the system through the light intensity signal and the environment for the presence of the human body identification and intelligent judgment, complete the classroom light intelligent control circuit,, to avoid the classroom a large amount of waste of electricity. System also has the alarm function. Single-chip microcomputer software compiled using C language, using modular design, clear structure, good versatility and facilitate improved and expanded.This system has the advantages of small size, high reliability and easy control, the price is reasonable, strong specificity etc, can satisfy all kinds of big, secondary colleges shool light control requirements, to a great degree of energy-saving objective.KEY WORDS：infrared sensors，SCM，pyroelectric目录前言 (1)第1章概述 (2)§1.1课题研究背景 (2)§1.2教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题 (2)§1.3课题研究的内容与意义 (3)§1.3.1研究内容 (3)§1.3.2研究意义 (3)§1.4本课题拟解决的关键问题 (4)第2章教室灯光控制器简介及控制方案的分析 (5)§2.1 教室灯光控制器简介 (5)§2.2 系统设计方案选取 (5)§2.2.1系统主控芯片的选取 (5)§2.2.2光照检测方式的选择 (5)§2.2.3人体感应方式的选择 (5)§2.2.4时钟芯片的选择 (6)§2.2.5照明设备驱动的选择 (6)§2.2.6 LED日光灯电压控制的选择 (6)§2.3 系统控制方案的分析 (7)第3章系统控制模块的硬件设计 (8)§3.1控制模块的硬件构成 (8)§3.2 控制系统的主要硬件电路 (9)§3.2.1系统主控电路 (9)§3.2.2在线编程模块电路 (11)§3.2.3系统供电电路 (12)§3.2.4数据采集电路 (12)§3.2.5 DS1302时钟电路 (17)§3.2.6数码管显示时间电路 (18)§3.2.7红外遥控接收电路 (18)§3.2.8继电器驱动接口电路 (19)§3.2.9超时报警电路 (19)§3.2.10日光灯供电电源控制电路 (20)第4章软件设计与开发 (21)§4.1系统监控主程序模块 (21)§4.1.1系统初始化 (22)§4.1.2定时器中断处理 (22)§4.1.3多任务操作系统的构建 (23)§4.2数据采集模块 (23)§4.2.1数据采集软件设计的实现 (23)§4.3时钟模块 (24)§4.3.1数据输入输出 (25)§4.3.2时钟内部寄存器的使用 (25)§4.3.3时钟程序设计 (26)§4.4数码管显示模块 (26)§4.4.1显示程序设计 (27)§4.5红外遥控模块 (27)第5章系统调试运行及问题分析 (28)§5.1单片机系统调试方法及步骤 (28)§5.1出现的主要问题及分析解决 (29)结论 (31)致谢 (33)附录一 (34)附录二 (35)附录三 (46)前言随着国民经济的快速发展和社会进步，校园规模的不断扩大，教室的数量也大幅度增加。
学校教室节能照明改造方案
学校教室节能照明改造方案随着能源资源的日益减少和环境问题的不断加剧，节能照明成为了一个重要的课题。
学校作为很大一部分人的学习和工作场所，其节能照明改造尤为重要。
下面我将提出一些具体的改造方案，以减少能源消耗和降低环境影响。
1.更换高效节能灯具：传统的白炽灯和荧光灯在能源利用率和使用寿命方面相对较低，可以考虑使用LED灯具代替。
LED灯具具有较高的发光效率和寿命，能够大大减少能源消耗。
此外，LED灯具的色温也可以根据教室的需要来调节，提供更好的照明效果。
2.安装传感器和调光器：传感器和调光器可以根据光线情况和使用需求智能调节照明亮度。
例如，在光线充足的情况下可以自动降低灯光亮度，减少能源浪费。
而当教室没有人时，传感器也能感知到并自动关闭灯光，避免能源的浪费。
3.利用自然光：合理利用自然光可以减少对电灯的依赖。
可以通过增加教室的窗户面积、采用透光材料等方式，将更多的自然光引入教室内部。
同时，通过合理布置窗帘、百叶窗等调节措施，控制光线的进入和反射，以提供一个良好的学习环境。
4.建立科学的照明管理机制：通过科学的照明管理机制，合理安排教室的照明时间和亮度。
例如，可以根据教室使用时间表，在使用时间段内开启照明设备，而在不使用时间段内关闭照明设备。
此外，还可以进行定期的照明设备检查和维护，确保其正常运行，减少能源的浪费。
5.加强节能宣传和培养节能意识：学校应该加强对师生节能意识的培养和宣传，提高大家对节能照明的重要性的认识。
可以开展节能知识的教育活动，组织节能照明的实践操作等，以培养学生养成节约用电的良好习惯。
通过以上的改造方案，学校教室的节能照明可以得到有效的改善。
这些改造不仅可以降低能源消耗，减少环境压力，还可以提供一个更好的学习环境，提高教学质量。
学校应该重视这方面的工作，并逐步推广和应用相关的技术和设备，以实现持续的节能效果。
教室智能照明控制系统的设计
教室智能照明控制系统的设计随着科技的发展，智能化已经成为我们生活的一部分，智能家居、智能办公等智能化设备已经广泛应用于各个领域。
在教育行业中，教室智能照明控制系统的设计也逐渐受到人们的关注。
一个好的教室智能照明控制系统，不仅能够提高教室的照明环境质量，还能够节省能耗，提高教室的智能化水平，提升教学效果。
本文将从教室智能照明控制系统的设计方面进行阐述，包括系统整体架构、功能模块、控制策略等内容。
一、系统整体架构教室智能照明控制系统的整体架构可以分为传感器节点、控制器节点和人机交互界面三个部分。
1. 传感器节点传感器节点是教室智能照明控制系统的重要组成部分，主要用于感知教室内的环境参数，包括光照强度、人体活动等信息。
光照强度传感器可以感知教室内的光照情况，根据实时的光照强度数据来调节灯光亮度，以保证教室内的照明环境质量。
人体活动传感器可以感知教室内人体的活动情况，根据实时的人体活动数据来控制灯光的开关和亮度，以实现节能的目的。
3. 人机交互界面人机交互界面是教室智能照明控制系统的外部操作接口，主要用于教师或学生对系统的操作和监控。
人机交互界面可以通过触摸屏、智能手机App等形式呈现，用户可以通过界面对灯光的开关、亮度等进行手动操作，也可以实时监测教室内的照明环境参数。
1. 传感器数据采集模块传感器数据采集模块负责采集教室内的环境参数数据，包括光照强度、人体活动等信息，传感器数据采集模块可以通过有线或者无线传输方式将采集的数据传输给控制器节点。
2. 控制策略模块控制策略模块是教室智能照明控制系统的核心功能模块，主要用于制定灯光的控制策略。
控制策略模块可以根据传感器数据采集模块传输的环境参数数据来自动调节灯光的亮度和开关状态，也可以根据预设的定时计划来实现对灯光的控制。
三、控制策略教室智能照明控制系统的控制策略可以分为自动控制和手动控制两种模式。
2. 手动控制手动控制模式是教室智能照明控制系统的辅助工作模式，用户可以通过人机交互界面对灯光的开关、亮度等进行手动操作。
太阳能应用在高校校园照明系统中的研究
太阳能应用在高校校园照明系统中的研究摘要：随着全球对于可再生能源的需求不断增加，太阳能作为一种清洁、可再生的能源源，受到了广泛的关注。
本文通过对太阳能在高校校园照明系统中的应用进行研究，探讨了太阳能利用在高校校园照明系统中的优势以及存在的挑战。
通过对相关文献的综述和对几所高校进行的调研，本文总结了太阳能在高校校园照明系统中的主要应用方式，并对未来的发展进行了展望。
一、引言高校校园照明系统对于创造良好的学习和工作环境非常重要。
然而，传统的电网供电照明系统存在能源消耗大、灯具使用寿命短等问题。
而太阳能作为一种可再生的绿色能源，可以解决这些问题。
因此，通过将太阳能应用到高校校园照明系统中，不仅能够节约能源、降低能源消耗，还能够减少对电网的依赖，实现可持续发展。
二、太阳能在高校校园照明系统中的应用方式1. 独立太阳能照明系统独立太阳能照明系统是指根据高校校园的实际需求，利用太阳能发电系统独立供电给照明系统。
这种方式适用于一些独立分区域的场所，如停车场、步行道等。
系统通过光电转换将太阳能转化为电能，供给照明设备使用。
独立太阳能照明系统的优势在于不依赖电网供电，具有独立性和可靠性高的特点。
2. 太阳能光伏路灯太阳能光伏路灯是利用太阳能光伏电池板收集太阳能，并将其转化为电能供给路灯的照明系统。
由于路灯在夜间需要持续亮化，太阳能光伏路灯一般还配备了蓄电池，可以将白天收集到的多余电能储存起来，在夜间使用。
太阳能光伏路灯安装方便，不受地域限制，能够充分利用太阳能资源，减少对电网的负荷。
3. 太阳能光管天窗太阳能光管天窗是一种将太阳能引导到室内的照明方式。
通过将太阳能光管安装在屋顶或者室内墙壁上，利用光学原理将太阳能从室外引导到室内，实现室内照明。
太阳能光管天窗适用于一些相对密闭的区域，如图书馆、教室等，能够有效利用太阳能，减少对电网的依赖，同时提供自然光线照明，提高学习和工作环境的舒适度。
三、太阳能在高校校园照明系统中的优势1. 节能减排太阳能作为一种清洁、可再生的能源源，利用太阳能进行照明可以大幅度减少对传统能源的依赖，降低能源消耗。
教学楼智能灯光控制系统设计
万方数据
中华测控网 ｃｈｉｎａｍｃａ，ｃｏｍ
：！！！！：
违笪垫型里皇楚型
笙！！鲞
分通信．但最终系统采用差分通信时．软件可以直接移植。电 路图见图３．
图２主机结构框图
（１）系统上电初始化各设备；包括液晶显示屏、键盘模 块、读取系统的时钟．初始化完毕给出提示。
图３通信接口电路
（２）与分机之间始终同步：主机单元每分钟群发一次时钟 同步指令，该指令对所有的分机有效，敷据包中包含当前的时 钟信息。
分机的主要组成部分有：控制器（Ｍｓ一５１系列单片机）－ 光线采集电路，人数采集电路，显示模块，键盘模块．继电 器，通信接口。其结构框图见图ｌ。
田１分机结构框图 １．３主机革元的结构
主机单元安装在教学楼的管理中心，通过主机管理人员可 以查看楼内任何一个教室的光线情况、当前教室人数、照明情 况，并可以实时控制照明设备的开关，或者设定照明的时间 段。主机单元组成有：中央处理器、液晶显示模块、十六键键 盘、实时时钟模块。其结构框图见图２。 １．４系统的工作过程 １．４．１主机单元的工作过程
设备上，主机单元还为从机单元提供当前的时间信息．主机单 元可以控制与它相连的各从机单元，以指令的方式实现教学楼 照明的总体控制ｌ从机单元分布在各个教室，负责采集光线和 人数效据，接受主机指令，并执行控制指令。 １．２从机单元结构
分机单元安装在每个教室．每一个从机单元都有一个编 号。与被安装的教室相对应，负责采集相应教室的数据井分 析，根据采集到的数据和中央控制单元的要求，对相应教室的 灯光进行控制，同时在总控制单元要求的情况下可把该教室的 情况反馈到总控制单元。
鉴于上述的不足，开发一套教学楼的灯光控制系统是根有 必要的。可实现对教学楼灯光的总体控制，不需要人工职守， 能根据教室的光线情况，使用情况和设定的要求，自动分析各 种状态给出照明控制信号．对教学楼的灯光进行自动控制。并 能根据需要将每个教室的光线、当前教室人数、灯光使用情况 反馈到中央控制单元，经过中央控锚单元再反馈到学校的后勤 管理灯光控制中心。以达到节约能源．节省设备，方便管理的 目的。
教室灯光节能控制系统的设计
一
、
引言
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据 国家 建设部的统计 ， …我 国照 明耗 电大约 占全 国发电总量 的 １ ０ ％一 １ ２ ％。对一些照明时间较长 、 照 明场所较多的机构， 比如高等学校 ， 据 测算， 其照明耗 电占本单位所有耗 电的 ４ ０ ％左右 。然而 ， 我 国高校 目前 的教室灯 光管理绝大多数依赖人工 ， 但 由于教室数量 多， 管理员无法 对每 间教 室都 实施及 时的控制 ， 常常 出现教室无人时开灯 ， 导致光线充足时也开灯 的“ 长 明灯 ” 现 象， 造成 了不必要的 电能浪费和经济损失 。以我校为例 ， 就 公共 教 学区来说 ， 粗略 统计大约有 ３ ０ ０ ０ ０盏 灯 ， 每盏灯 ３ ６瓦 ， 扣 除 一 年 三 个 月 的 假期， 按每天亮 灯仅 ８小时 计算， 一年 教室照 明的耗 电量 大约为 ２ ３ ７ ． ６万 度 。若按每天 只灯浪 费用 电 ２小时， 则白自流 失的就有 ５ ９ ． ４万度 电。 为 了克服传统人工教室灯光控制无法及时开关灯带来的 问题 ， 本 系统 采用单 片机对教室 内光强及人员分布状况 进行监控， 实现教室照 明设备 管 理 的 自动 化 。通 过 采 集 前 端 获 取 光 强和 人 数 （ 人 员 分 布） 信号， 实 现 对 教 室 的实时监控 ： 软硬件 结合， 实现 教室的多模式控 制； 通过 Ｌ Ｅ Ｄ显 示可实 时 获取系 统的运行状态和运行模式。设计的 目的在 于： 避免教室区域在光线 充足 时仍然 亮灯的情况 ； 杜绝 教室各 区域在 无人时不关灯 的现 象； 实现实 时控制 ， 实现教室灯光控制的 自动化 、 智能化 ： 弥补 人工控制缺乏相对准确 标准 的不足 ， 实现对教室照明系统的科 学管理 ， 智能管理， 以达到较好 的节 能效 果 。 二、 系 统 的 整 体 设 计 系 统 采 用 由上 下 位 机 组 成 的 主 从式 结 构 ， 对 教 室 进 行 分 区 域 控 制 。系 统在各 区域 内分别安装光传 感器和人体感应传感 器， 实现对室 内光强及人 员流动情况的监控。 以时间作为 启动和关 闭系 统的依据 ， 以光强及人体信 号作为系统启动后开关灯 的判断标准 。在工作时 间内， 如有模式信号输入 则系统 进入相应的模式； 若无 则进入 自习模式 。 不在工作 时间， 如有手动信 号输入 ， 则根据手动任 务的设定运行 ： 若无则关 闭所有的灯。 该系统 的设计 要点如下： 从硬件上 说， 系统通过人体检 测模块 、 光强检测 模块芯片等 数据采集 机制 ，为准确控制 如教室等 大面积照 明场所提供 了较为 可靠 的数据依据； 另外。 对教室进行区域划 分， 每个 区域安装一 台从机 ， 从机采 集数据发送给 主机 ， 由主机综合 考虑 开关哪些 区域 的灯， 这样就从 根本上解决 统一开关 灯 的浪 费 问 题 ； 主从机之 间采用 Ｒ Ｓ ４ ８ ５通 讯 ， 可 以通过 Ｐ Ｃ 机 实 现 网 络 化 管理。【 ３ 】 从控制方法上 说， 以时间作为 启动和关 闭系统 的依 据， 以光 强及人体 信号作为系统启动后 开关灯 的判断标准 。 将时 间作为控制依据进一步加强 了对 节 能 的 监 管 ， 具体 了控 制 的工 作 时 间 与 非 工 作 时 间 的界 限 。 系 统 在 处 理 由传 感器采集到的人数信 号时 ， 采用模糊统计的方法对各 区域 人数进行 模糊计数， Ⅻ 解决了对 区域人数无法准确统计和建立数学模型的困难。 加入 模糊人数闭值判断标 准以解 决人员分布过于分散时打开较 多灯 的问题 ， 增 强节能效果。 三、 系统的组 成 硬件组成： 由Ｓ Ｖ稳压电源模块 、 微控制器 Ａ Ｔ ８ ９ ５ ５ ２ 、 时钟模块 、 液晶显 示模块、 数据储存模块 、 ４ ８ ５通讯模块 、 自动／ 强制开关 以及 由中断扩展的按 键模块 （ 其 中 包括 确认 键 ， 增 减 键 和 移 动 光 标 键） 组成。
高校教室灯光节能控制系统设计方案
高校教室灯光节能控制系统的设计来源：大比特商务网摘要：在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中，节能无疑是符合可持续发展要求且“可以从身边做起”的选择。
关键字：稳压器,芯片,能源,探测器1引言随着社会经济和科学技术的发展，人类社会的进步越来越依赖于资源的开发与利用，然而与日俱增的能源需求和有限的资源数量形成了巨大的矛盾。
在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中，节能无疑是符合可持续发展要求且“可以从身边做起”的选择。
据统计2005年，我国全社会的总用电量约为24000亿kW·h，照明用电量约为3000亿kW·h，且每年以13%～14%的速度递增，预计到2018年，照明用电量将超过5000亿kW·h，新增照明用电2000亿kW·h。
对高等院校，据测算，其照明耗电占本单位所有耗电的40%左右，可见在保证照明质量的前提下，对教室灯光进行自动控制，其节能效益和经济效益都是相当可观的。
基于以上情况，本设计根据时间、照度、人员分布情况等对教室灯具进行自动控制，采用集成光频转换器TSL230对照度进行较为准确检测。
在人数探测上引入模糊人数和人数阈值，不再单一的依靠人体存在信号进行开关灯控制，增强了节能效果，进一步完善控制方法，使设备的性能更加稳定可靠。
多模式控制且各模式之间自动切换，使系统使用更加灵活，便捷。
2系统设计该系统采用主从结构，由上位机和下位机两个部分组成。
2.1上位机上位机主要实现以下功能:(1>通过键盘完成设定密码、初始化时间、设置照度人数阈值和设置工作时间等任务。
(2>通过信号探测器判断控制模式。
(3>根据接收到的下位机数据，及内部存储的照度阈值和人数阈值计算控制灯组，并向相应下位机发出开关灯指令。
(4>通过LCD显示当前工作状态和工作模式。
上位机由5V稳压电源模块、微控制器STC89C54、时钟模块、液晶显示模块、数据储存模块、485通讯模块、自动/强制开关以及由中断扩展的按键模块(其中包括确认键，增减键和移动光标键>组成(如图1>。
学校教室节能照明的改造方案
学校教室节能照明的改造方案随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出，节能减排成为了当今社会发展的重要任务。
作为学校教育的一部分，学校教室对能源的使用也应该负起责任，采取节能照明的改造方案。
下面是一个针对学校教室的节能照明改造方案。
1.使用LED照明设备LED（Light-Emitting Diode）是一种具有高效能、长寿命和低能耗的照明设备。
与传统的白炽灯泡和荧光灯相比，LED照明设备可以将大部分的电能转化为光能，而不是通过发热散失掉。
因此，在学校教室中使用LED照明设备可以大大减少能源消耗。
2.安装光感应开关在学校教室中安装光感应开关是一个有效的节能措施。
光感应开关可以根据周围光线的强弱自动控制灯光的开关，当光线充足时关闭灯光，当光线不足时打开灯光。
这样可以避免学生们在不需要照明的时候浪费能源。
3.设置照明定时器学校教室的照明定时器可以根据教室的使用时间来控制灯光的开关。
通过设置定时器，可以在学生上课期间打开灯光，而在学生下课或教室无人时自动关闭灯光。
这样可以有效地减少能源的浪费。
4.利用自然光照学校教室可以通过增加窗户和光井来利用自然光照。
合理的窗户设计可以让足够的阳光进入教室，减少对人工照明的依赖。
此外，适当的遮光装置也可以用来控制光照强度，保持适宜的照明效果。
5.增加照明区域策略学校教室可以根据不同的使用需求，设置不同的照明区域策略。
例如，在黑板附近安装明亮的灯光，而在学生座位区域使用较为柔和的灯光。
这样可以减少过度照明和浪费能源的问题。
6.教育节能意识除了改造照明设备之外，教育节能意识也是促进学校教室节能的重要一环。
学校可以通过举办节能知识讲座、开展节能主题活动等方式，增强学生和教职员工的节能意识，让大家共同参与到节能行动中来，减少不必要的能源浪费。
总之，学校教室节能照明的改造方案可以包括使用LED照明设备、安装光感应开关、设置照明定时器、利用自然光照、增加照明区域策略以及教育节能意识等措施。
建筑节能太阳能照明系统设计方案
建筑节能太阳能照明系统设计方案随着气候变化和环境污染问题的日益严峻，建筑节能已成为当今社会亟需解决的问题之一。
太阳能被广泛认为是一种可再生的能源，它的利用对于减少能源消耗和环境保护具有重要意义。
本文将重点介绍一种建筑节能太阳能照明系统设计方案，旨在提供一种绿色、高效的照明解决方案。
一、系统规划与设计1.1 目标与需求分析为了合理利用太阳能资源，减少能源消耗，我们的系统设计目标如下：- 提供可靠、高效的照明系统，确保室内光照满足正常工作与生活需求。
- 最大限度利用太阳能资源，减少对传统能源的依赖。
- 良好的系统可控性，能够根据实际需要调节照明强度。
1.2 方案概述基于以上目标与需求分析，我们设计了以下系统方案：首先，利用太阳能光伏板将太阳辐射能转换为直流电能，并通过充电控制器将电能储存在电池组中。
然后，通过感应器实时检测室内光照强度和环境亮度，自动控制LED灯的开关状态。
同时，引入智能控制系统，根据光照需求调节照明强度，以保证室内照明的舒适度和能源的有效利用。
此外，备有应急电源支持，在太阳能不足时，也能保证持续的照明。
1.3 系统组成我们的建筑节能太阳能照明系统主要由以下几个组成部分构成：- 太阳能光伏板：负责将太阳辐射能转换为电能。
- 充电控制器：对太阳能电能进行充电管理，并将电能储存在电池组中。
- 电池组：储存太阳能转化的电能供照明使用。
- 感应器：检测室内光照强度和环境亮度，根据需求控制LED灯的开关状态。
- LED灯：提供室内照明功能。
- 智能控制系统：根据光照需求调节照明强度。
- 应急电源：保证系统在太阳能不足时的正常运行。
二、系统工作原理2.1 太阳能电池板工作原理太阳能电池板是核心组件，其工作原理基于光伏效应。
当太阳光照射到电池板上时，光子与半导体材料相互作用，产生电子和空穴，从而形成电流，这是由于材料的P-N结构。
该电流经过充电控制器进一步处理和管理，充电电流将被存储在电池组中。
2.2 感应器与LED灯工作原理感应器通过感知室内光照变化，并与智能控制系统通信。
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基于太阳能的教室灯光节能系统设计
作者：于中奇刘沛高睿哲马顺张巧杰
来源：《新校园·中旬刊》2013年第10期
我国电力负荷形势严峻。
2012年，全国最大电力缺口为5000万千瓦左右，2013年电力缺口在7000万千瓦左右。
电力缺口导致很多乡镇或乡村面临着电力供应不足、生活基本需求得不到保障的问题。
然而，在很多单位，用电浪费的现象尤为严重。
在我们学校，一个空无一人的教室灯光全亮的情况也时有发生。
针对该类电力资源的浪费，本论文设计了基于太阳能的教室灯光节能控制系统。
该控制系统可以根据教室里的人员多少及人员分布、自然光强、时间等因素，设计了用太阳能供电，集光强检测、超声波测距、红外传感检测、时间控制等多功能于一体的分区，功率可调的教室灯光节电控制系统。
一、系统硬件设计
教室灯光节能系统设计的示意图如图1所示。
下面对各个模块加以介绍。
太阳能电源模块供给6V电压给系统供电；红外感应模块利用菲尼尔透镜感应是否有人存在；超声波测距模块主要用于当教室有人时，先对教室进行合理分区，通过测量的距离判断人在教室哪个区域，进而分区控制灯光，做到人在灯开，人走灯灭；时间模块可定时关闭教室灯光；功率调节模块可根据光强调节灯光的开启数量达到二次节电的目的；人工介入模块可以在特殊需要的时候脱离系统控制，人为控制教室灯光。
本系统可进一步扩展，控制对象不仅是教室的灯光，还可以是教室里的风扇、音箱、计算机等负载。
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图1
1.太阳能供电模块
本系统使用5V1.3W的太阳能光伏板作为电源。
由于本系统是以发光二极管作为灯光演示，所以电源选用电压较小的光伏板。
2.红外感应模块
红外感应模块主要判断教室内是否有人。
利用菲涅尔透镜的特性红外模块对人体发出的波进行定向捕捉。
从而判断教室内是否有人。
原理图如图2所示。
PIR热释电红外传感器的输出信号幅度小1mV，频率约0.1～0.8Hz，检测距离短，在PIR前加用一块半球面菲涅尔透镜，使范围扩展成90度圆锥型距离大于5米的检测面。
集成电路内部含有二级运放、比较器、延时定时器、过零检测、控制电路、系统时钟等电路。
PIR传感器检测到人体移动引起的红外热
能之变化并将它转换为电压量，通过二级选频放大比较输入到控制电路中，由控制电路输出过零脉冲触发双向可控硅导通。
采用交流过零触发能消除可控硅导通时浪涌电流，延长灯具的使用寿命。
同时控制电路启动了延时定时器，直至PIR传感器在接收到信号后，触发可控硅的信号关断可控硅，做到自动关闭。
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图2
3.超声波测距模块
根据教室大小，安装2个或4个超声波传感器。
超声波模块由两个部分组成，一个发射端，一个接收端。
首先将超声波传感器测量到的人与教室墙体的距离反馈到单片机，与设定的标准距离进行比较，判断人处于教室哪个分区，控制该区域的灯打开，其他区域灯光关闭。
单片机采用系统12MHz高精度的晶振，获得较稳定的时钟频率。
用P2.7口输出40kHz的方波信号，P3.5口监测超声波的返回信号。
单片机接收到反回波后，向P3.5输出一个低电平脉冲。
超声波一经发出，单片机立即启动计时器T0，P3.5接收到回波时，由高电平变马上变为低电平后，随机计时器停止计时。
此时单片机对距离进行计算。
继电器的输出端与非门相连接。
当检测的距离低于预设值距离小于预设值区域的灯（二极管代替）打开。
反之，则大于预设距离的灯打开。
电路原理图如图3所示。
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图3
4.人工介入模块
为了满足对教室内的特殊要求，我们可以通过人工介入模块将灯和节能系统脱离，从而切换到平常的模式进行控制。
当人工开关打开时，教室灯光处于节能状态。
当人工开关闭合时，通过非门的控制，达到接环模式的目的。
5.时间控制模块
为了达到教室灯光自动关闭的目的，本小组设计了灯光定时开关系统，即时间模块。
DS1302的RST端、SCLK端、/O分别与单片机的P2.0端，P2.1端和P2.2端相连。
单片机与DS1302在数据交换时，要先将RST变为高电位。
在RST保为高电位的同时，SCLK时钟由低电位跳变到高电位的上升沿的同时，数据写入时间芯片DS1302中。
当定时系统启动时，STC89C52单片机从时钟芯片DS1302获取时间，当系统时间与启动时间相同时，单片机制继电器闭合，系统时间与继电器关闭时间相同时断开。
部分原理图如图4所示：
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图4
二、部分软件设计
首先主程序对系统环境进行初始化，然后设定时器0为计数，同时设定时器1为定时，设置位总中断允许位EA，当运行主程序后，进行定时测距，当测距标志位为ec=1时，测量一次，在程序设计过程中，超声波测距频度是4～5次/秒。
在测距间隔中，整个程序进行循环显示测量结果的程序。
在调用超声波测距子程序后，先使单片机产生4个频率为38.46kHz超声波脉冲，加载的超声波发送到头上。
当超声波头发送完超声波后，就启动内部计时器T0计时，为避免超声波从发射头直接传送到接收头引起的直射波触发问题，应对单片机延时约
1.5～2ms（也就是超声波测距仪有最小可测距离的原因，称为盲区值），运行单片机P3.5脚的电平判断程序。
在检测到P3.5脚的电平由高电平转为低电平时，停止T0计时。
因为单片机采用的是12MHz的晶振，计时器每计一个数就为1μs，然后超声波测距子程序检测到接收成功的标志位后，对计数器T0的数（超声波来回所用时间）进行计算，就可以得到被测物体与测距仪之间的距离。
设声速为340m/s，，T0是计数器T0的计算值。
测出结果将通过十进制BCD码方式送至LED显示为0.5s，然后发超声波脉冲重复测量过程。
当有人进入红外模块时进行判断，将信号反馈到单片机进行处理，输出信号送至超声波测距模块。
当超声波测距模块接收到反馈信号后再将信号反馈到单片机，对测定距离与之进行比较，来控制某一区域灯的开关。
超声波测距软件流程图如图5所示。
根据教室大小，安装2个或4个超声波传感器。
超声波模块由两个部分组成，一个发射端，一个接收端。
首先将超声波传感器测量到的人与教室墙体的距离反馈到单片机，与设定的标准距离进行比较，判断人处于教室哪个分区，控制该区域的灯打开，其他区域灯光关闭。
如图6所示，在教室前后均有平行的两个超声波测距模块将教室分成A区和B区两个区域。
以前半部分的超声波模块为例，现设定中间虚线到超声波模块的距离为L1。
如果超声波模块测得距人的距离为小于L1的值则A区或B区的上半部灯光打开。
如果测得距人的距离大于L1则A区或者B区的下半部灯光打开。
教室后面的超声波模块亦如是。
如果教室各个区域都有人，则教室灯光全部打开。
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图5 图6
三、节能预期
根据2个月的调查显示，我校平均每天每间教室无人开灯小时数为2小时；仅有3人或以下人数教室开灯小时数为5小时。
如果使用本小组设计的系统，可以为学校节省约40%的教室灯光照明电量。
节能减排要从我们的身边做起。
如果我们能自觉地关闭多余的灯，就为国家节能事业做出了自己的一份贡献。
我们的节能作品只起到辅助节能的作用，节电环保的根本在于我们的思想和行动。
最后，我们衷心希望此设计能在起到节电作用的同时，也能让节电节能的理念像教室的灯光一样常伴大家。
参考文献：
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