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重慶路燈桿

為實現校園路燈控制的自動化,筆者應用PL 2101芯片開發了基于電力線載波的路燈控制系統。該系統采用電力載波通信方式,它將所有的路燈連接到計算機上,并通過計算機監視所控區域內的路燈工作狀態,可隨時設定開關時間、路燈開啟比例或單獨某一個路燈的開與關。任一路路燈的工作電流和溫度均可隨時查詢,路燈損壞時可實時報警,并可顯示具體地理位置,以便于快速維修;當夜晚(或光線較暗)來臨且處在交通高峰時,路燈全部開啟,交通高峰期后,進入按比例開啟,如午夜之后7%在凌晨之前時段,路燈開啟比例可以降到40%等,這樣既兼顧了照明需要,又減少了電力浪費。

  2系統工作原理該系統由三個層次組成,分為總控站、主控站及從控站。總控站由pc機組成,可與主控站通過光纜或無線電連接,以實現對各個主控站的管理,并設定開關燈時間及執行開燈比例指令,同時對主控站返回的信息進行匯總,對有故障的路燈通過圖文顯示出來,以便準確確定其所在的位置。

  主控站內部結構如所示。主控站通過光纜或無線方式來接收總控機的指令,并通過電力線載波的串行通信方式來對從控站進行監控。一個通信數據包由8字節數據組成,第一、二字節是主控站標識,第三字節是命令,第四、五字節是從站地址,第六至第八字節為數據。從理論上講,一個主控站最多可控制6萬個從站。主控站采用廣播方式發送命令數據,從機站收到通信包后進行數據分析,分析的內容:一是識別主機是否是自己的上級主控站,二是識別從機地址是否是自己的地址,只有在全部確認無誤后,主控站才執行命令和相應的操作。

  從控站的內部邏輯結構如所示,每個從控站可控制三組路燈,它通過電力載波接收電路來接收主控站的指令,并執行相應的操作,完成對工作電流的采樣及處理,判斷路燈是否工作正常,以便采取合理的保護措施;同時,它可以對現場工作溫度進行調制解調器據理控器數處微制遠程通信控制主控站邏輯框圖接調制解調器一從控站邏輯框圖采樣處理,以便在溫度超出正常工作范圍時采取保護措施,同時將相關信息返送回主控站中。

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  31主要元件的選擇與性能PL2101是一個新型的直序擴頻半雙工異步調制解調器,載頻為120Hz,帶寬為15Hz,傳輸速率為50ps,接收靈敏度高達3,另外,PL2101還具有上電復位、電壓監測電路、看門狗定時器及可編程實時時鐘等附屬功能電路。該電路抗干擾能力強,靈敏度高,且與TTL電平兼容。此外,PL2101與MCS51系列單片機的接口非常簡單,因而完全能夠滿足系統要求。

  AT8*2051和89C55WD系列單片機是具有Flash存儲器且指令與MCS51完全兼容的、高性價比的微處理器。其中892051帶有iBFlash存儲器,可用于從控站。8*55WD則具有20bFlash存儲器,可用于主控站。

  TLC0832是一款8bit二通道三總線的A/D轉換器,其特點是體積小巧、占用單片機資源少,且性能優良。

  2電路設計該設計中的接收放大電路如所示。其中D7用于箝位,以防止過大的浪涌電流;C5L1及Q1組成輸入信號選頻放大電路,以對輸入的微小信號進行放大,從而提高接收靈敏度。

  發射放大電路如所示。這種發射放大電路非常簡單,主要由4個三極管組成,四個二極管起保護作用。從控機數據處理及控制電路原理如所示。當PL2101收到的載頻信號經內部電路處理后,它將發射放大電路解調出數據bit信息,并經RXD輸出,同時HEAD同步輸出低電平。當AT89C2051的INT1產生中斷并接收bit后,會根據預定格式合成相應的指令信息;同時根據指令中所規定的時間設置來修改開關燈時間及開燈的比例,并執行開關燈的操作等。另夕卜,它還將在開燈后監控電流、溫度等參數,以便在嚴重超標時執行保護措施,同時及時給主控機發送故障原因信息。

  主控機信息處理電路如所示。它的調制與解調電路與從控機一致,在圖中加了中文液晶顯示和一個12鍵鍵盤,可用于現場進行電路參數設置。與總控機之間的通信采用串行通信協議,并通過中斷由SBUF進行收發,同時經SN75176轉換成RS―485電平。其物理結構可以是光纖或無線數據傳輸設備。

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  總控機的作用是在PC機上用VB開發整個城市路燈控制系統的線路圖,它可在某一路燈發生故障時,準確及時地顯示出故障發生的具體位置和可能的故障原因。

  33軟件設計51語言編寫,并采用全部模塊化編程。從控機中的單片機程序模塊包括對PL 2101的接收以及電流和溫度采樣、路燈控制等,其主程序流程如所示。主控機中的程序模塊主要包括對總控機通信數據的接收、鍵盤的掃描、顯示以及對從控機發送數據等,其主程序流程如所示。為其中斷程序。

  4結束語該城市路燈控制系統開發完成后,目前己被應用在860只路燈的小型應用控制系統中。實際使用證明:該系統性能穩定良好。

1概況義烏百貨大樓位于義烏市市民廣場西側,建筑面積45000平方米,建筑高度為99.8米。一至三層為大型超市,四層為餐飲,五層為公共服務,六至二十六層為公寓式寫字樓,頂層為電梯機房,地下室為汽車庫、變配電間、冷凍機房、水泵房及部分超市辦公區及倉庫。

超市面積約18000平方米,可謂大型超市。根據有關資料介紹:“凡商業性營業面積大于8000平方米屬于大型超市”。

  2照明要求2.1創造良好的視覺條件、確保足夠的照度和照明質量。

  2.2創造良好的商業氛圍,吸引和誘導顧客的購物欲望。

  2.3照明布置方式要有靈活性以適應由于商品及貨柜的變化而引起照明的不適應性。

  2.4超市由于人員密集,當正常照明斷電時須滿足必要的照度的備用照明用于確保正常活動繼續進行和配置應急事故照明、安全疏散照明。按需設置廣告照明及泛光照明等。

  2.5根據陳列商品種類的不同光源選擇需突出顯色性、色溫、亮度的變化,同時設計中要強調照明節能、照明安全光照需均勻、柔和、無眩光,管理維護要方便。

  3主要指標目前國內規范及設計手冊中對一般商業照明的照度規定了最基本的標準。如商場內的照度一般為100500勒克司,我們認為此標準是針對全國各地范圍一般的通用標準,而在實際工程設計中照度標準需根據地域差異、用電水平、超市規模、商品特點等諸多因素,要有前瞻性的靈活選擇。

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  國內外商業建筑照明的照度值參見表1~3表1(GBJ133-90)商店建筑照明的照度標準值(摘錄類別照度標準值(lx)低中高一般K域0.75m水平面一般商店營業廳柜臺柜臺面上貨架1.5m垂直面陳列柜、櫥窗貨物所處平面室內菜市場營業廳0.75m水平面自選商場營業廳試衣間試衣位置1.5m高處垂直面收款處收款臺面庫房0.75m水平面表2國際照明委員會(CIE)室內照明指南推薦的照明值(1986年)房間、活動或作業類別k使用照度范圍(lx)在大型商場中心商店和百貨店其他任何地段超級市場和特級商店表3英國CIBS室內照明規范(摘錄1984年1場所名稱照度值(lx)說明超級市場、最高級市場提供的工作照度應在陳列臺垂直面上一般檢查臺提供的工作照度應在傳送帶的水平面上大物品陳列室:如汽車、家具提供的工作照度應在地板面上,對某些商品垂直面上可能也很重要有島式陳列臺的自選商場提供的工作照度應在陳列臺垂直面上工程設計時我們以規范為準則,了上海、杭州兩地具有代表性商業建筑實測照度數據作為本工程照度的選擇依據,我們認為對于大型超市照明的照度一般控制在500~750勒克司之間是適宜的。

  照度實測數據參見表4在建筑物內外環境中人工照明光源的色調對人們的心理、生理產生不同的視覺效果。通常把紅、橙、黃視為暖色調,其光源色溫小于3300K;把蘭、綠、青視為冷色調,其光源色溫大于5000K;另外金、銀、黑、白、灰視為中性色調,其光源色溫大約在3300~5000K之間。光源的顯色性是在規定條件下評價光源照射物體的顏色顯示與標準光源照射下的一致性,它的差異程度以顯色指數來表示。顯色指數用來衡量光照射到物體上所產生顏色視覺的失真度。光源的顯色指數愈高其顯色性就愈好,物體被反映就愈清晰。

  常用光源主要性能綜合指標參見表5表4照度實測數據商店名稱照明指標上海華聯杭州家友超市杭州大廈西湖時代廣場上海第一八佰伴有限公司上海新世界股份有限公司光源與燈具平頂(一般照明)4x20W/4000K格柵燈均布2xl5W鞋PL筒燈均布3x55W3x36W格柵燈12V50W冷光束射燈筒燈(150W13WH燈)光槽內36W暖色熒光燈柜臺(一般+局部照明)12V50W冷光束射燈2xl5WPL筒燈12V50W冷光束射燈12V50W冷光束射燈貨架(一般+局部照明)12V50W冷光束射燈2xl5WPL筒燈12V50W冷光束射燈12V50W冷光束射燈36W暖色熒光燈走道(一般照明)4x20W/4000K格柵燈均布冷光束射燈36W熒光燈150W簡燈實測照度柜臺出租店鋪750-950 760(暖色燈下)貨架生鮮、冷柜750-950 760(暖色燈下)900~丨(冷光燈下)走道燈具安裝高度(m)平頂、墻面、地面色彩乳白色乳(1色乳膠漆人造大理石乳白色石膏板乳白色大理石單位容量W/m:光源種類功率(W)色溫(K)顯色指數Ra普通白幟燈鹵鎢燈普通直管熒光燈普通環形熒光燈飛利浦熒光燈暖色系列白色系列晝光色系列三基色熒光燈SL節能燈PL節能燈霓虹燈高壓汞燈一般型25顯改型40-45高壓鈉燈低壓鈉燈冷光密閉式石英束射燈雙頭石英鹵素燈金屬鹵化物燈鈧鈉燈鈉鉈銦燈鏑燈錫鈉燈陶瓷金鹵燈短弧氙燈是否恰當是十分重要的。在一般日用百貨賣場區照度值宜達到500 ~750K勒克司,以冷色調光帶熒光燈照明方式就能滿足功能要求,并且能使顧客產生此購物環境干凈明亮的良好感覺;而在精品服飾、金銀鉆石、精美工藝品專賣區應選用一般照明加局部色澤照明,且都以暖色調光源為主,這樣可以營造一種典雅溫馨的購物氛圍,特別是生鮮魚類、肉類、冷凍食品儲柜內上方更應用高顯色性的暖色調光源使顧客產生本超市儲存的食品具有十分新鮮的良好心理效果,從而刺激購物的強烈欲望,這是促進人氣興旺成功超市的輔助條件。

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  4照明方式一般照明為照亮整個場地而均勻設置,使整個場地水平照度基本均勻的一種照明方式而稱之。

  義烏百貨大樓首層為出租式單元商鋪,以營銷金銀首飾、婚妙、服裝為主,另有麥當勞、九佰碗、咖啡屋、美容、銀行、照相為輔營業區。一般照明設計原則上首選暖色調光源,采用飛利普4X30W/3000K格柵熒光燈和2x 13W/3000KPL節能筒燈相組合的均布照明方式。在各單元商鋪區預留帶計量表的小型配電箱,以供各自所需的局部照明。局部照明光源宜選用色溫為3200K、20~50W/12V的冷光密閉式石英鹵素燈,預計度值可達到950勒克司。

  二層為一般日用百貨、餐具、家電、自行車等購物區,照明光源可選用冷光色,燈具采用飛利普TLD80系列2 x36W.5000K雙管熒光燈,此燈具顯色佳(Ra=85)商場柱網為8x8米無吊頂,每跨間內設三條均布光帶,燈高為3.0米,與貨架垂直布置,照度光線柔和,原則上可不再設局部照明;經實際調查與陳列同類展品的超市照度相的,其光帶燈下照度可達到750勒克司。光帶之間為650勒克司,走廊處為500勒克司。

  三層為生鮮水產、魚肉冷凍食品、點心小吃、滋補品、南北化陳列區。一般照明按二層方案相同設置,燈具選用2 x36W/3000K暖色調光帶式雙管熒光燈、冷藏柜頂、貨架上方輔以同色調的36W/ 3000K單管帶狀熒光燈作為局部照明燈。

  目前有些超市燈具布置是沿貨架平行敷設,筆者認為此法不妥。其一有可能被貨架遮光造成已安裝的燈具返工;其二實測照度遠不如垂直布置均勻,根據以上兩點原因筆者認為不應選用平行布燈,但如果貨架靠墻布置時燈具可在貨架上方的外側平行敷設。

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  2局部照明局部照明是為滿足小范圍某些部位特殊需要而設置的照明方式。它只能照亮一個有限的陳列區,通常以最適合的方向裝設射燈,從而有效地突出被照物體的特點,其優點是靈活、節電、拆裝方便。局部照明宜選用色溫在30003200K之間有鏡面反射的20~50W/12V束射燈或色溫在4200K以內功率可選用35W、70W、150W陶瓷金屬鹵化物燈,其顯色指數Ra =96,尤其適合需要高亮度沿街的櫥窗照明。

  在正常照明因故障熄滅后以供事故情況下繼續工作或人員安全疏散所需的照明而稱之。它包括備用照明、安全照明和疏散照明三類。我國GBJ133 -90照明設計標準和CIE室內照明指南均規定備用照明的照度不應低于該場所正常照明照度的10%.但有時需要更高一些。本工程設計中二、三層每條光帶中正常照明為4/5,應急照明為1/5,它作為正常照明的一部分在使用其中安全照明占15%,事故、疏散及安全出口照明占5%左右。應急照明由雙電源自動切換供電,事故、疏散、誘導指示照明由雙電源供電外另在燈具內配置鎘鎳電池作應急電源三線接法供電。

  備用電源切換時間:我國設計標準和CIE室內照明指南均規定不應超過15秒,對產業場所不應超過1.5秒,美國標準規定為10秒,英國為5~15秒。安全照明和疏散切換時間不應超過0.5秒,持續時間應多30分。

  疏散照明的照度標準:我國《照明設計標準》規定其地面水平照度不應低于0.5勒克司,CIE《室內照明指南》和英國《室內照明規范》規定為0. 2勒克司,美國《建筑防火人身安全法規》規定不應低于10勒克司。當以熒光燈作為疏散照明時照度宜適當提高。日本《應急照明裝置指南》規定為2勒克司,美國法規規定出口標志燈表面的照度為54勒克司。

  在非工作時間內供值班人員巡視安檢觀察用的照明稱為值班照明。它可利用正常照明中能單獨控制的一部分或利用應急照明的部分或全部作為值班照明。本工程我們采用事故疏散照明兼做值班照明的方法。

  泛光照明使建筑物外觀產生特殊效果,一個好的泛光照明設計應充分運用光線照射的強弱變化、色彩搭配,使建筑物能滿壁生輝、光彩照人,它是城市文化的一大特色。

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  表6美國建設物泛光照明推薦照度值周圍環境條件墻面材料反射率%明亮的暗的很暗的推薦平均照度(lx)明明亮的大理石、白色或奶油色瓷磚、白色粉刷中混凝土、淺色油漆、明亮的灰色或褐黃色石灰石、褐黃色面磚暗灰色石灰石、砂石、普通黃褐色的磚很暗普通紅磚、褐色砂巖、黑色或灰色磚本建筑物坐落于市民廣場中心地段,根據其周圍環境和自身建筑外墻材料的特點,本工程泛光照明的照度選擇150勒克司。在底層室外沿街四周每隔10米左右設3x400W/5000K金屬鹵化物立柱燈,供一至四層立面的泛光照明;四層屋面平臺分立處用3X250W/2200K高壓鈉燈八組作為旗形斜屋頂的泛光照明。

  設計中對建筑物上、中、下三層采用不同色溫的泛光照明燈具,從模擬的夜景效果圖觀看到其輪廊清晰、層次分明、色彩和諧,效果尚佳。泛光照明一律由大樓物業管理室統一控制。

  5照明供電5.1建筑分類與供電設計GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》規定本大樓屬于一類高層建筑應按一級負荷供電要求設計,變電所由二路10千伏獨立電源引來,一級負荷在0.4千伏低壓側未端自動切換供電。(供電方案本文略)就本文討論的“大型超市照明設計”專題,根據JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》條文說明明確提出:“大型百貨商店經營商品種類繁多,營業額大,為了提高經營管理水平,大都建立了電子計算機經營管理系統。為了及時準確地反映經營狀況,經營管理用電子計算機系統列為一級負荷中特別重要負荷。由于顧客眾多,為保證公共場所秩序,營業廳、門廳照明列為一級負荷。”

  正常照明供電系統有一般照明,應急事故照明;應急事故照明由低壓雙電源自動切換供電。照明供電系統通過管理人員控制來調節商場內部照度值。

  每條光帶中含正常照明加少部分備用安全照明及應急事故照明。

  6照明節能節能是我國一項基本國策,務必認真研究貫徹執行。

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  設計時確定照度從實際出發,參照規范,標準適中,定位合理,避免追求高標準。其次應采用高光效、高顯色、長壽命的光源;配用高效照明器。超市照明中以熒光燈為主的光源應采用低功耗、篼功率因數、性能穩定的電子鎮流器或新一代復合式鎮流器,它彌補了電子鎮流器的某些不足,性能更佳。另外還可以采用分相無功功率自動補償裝置來提高功率因數,以達到節能的目的,創造良好的綠色照明環境。

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