实训任务选自石小法主编、高等教育出版社《电子技能与实训》第四章第二节内容，授课对象为中专二年级电工1班，学生通过前期学习，已经能够识别简单电路，掌握晶闸管和单结晶体管的工作特性，动手实际操作能力强，但对于电路的原理分析及故障排除困惑较多，自主探究能力较弱。以工作任务为引领，编写学习工作页，并整合相关资源作为辅助。针对上述特点，结合教学大纲，我确定了知识与技能、方法与过程及情感态度与价值观的三维目标，将教学难点设置为电路的安装与调试，重点设置为电路故障的分析和排除。

  教学方法上，坚持以学生为中心，以任务驱动为主线，过程中贯穿小组协作，自主探究，借助翻转课堂模式、虚拟仿真、动画等多种手段进行教学，以此来实现做中教，做中学。

  课前准备，一种原因是教师准备。首先，根据教学需要，准备实训室和多媒体教室。其次，以制作调光灯电路为任务引领，以“心琴工作室”微信教学管理平台为媒介。上传任务书和事先录制好的微课视频，以便学生进行课前学习，达到翻转课堂的目的（图1）。另一方面，学生准备。智能手机已在学生中普及，学生能够最终靠手机微信客户端下载阅读任务书，了解本次实训的主要任务（图2）。同时不同基础的学生可以选择性地观看微课视频。比如观看电路图绘制视频，学生了解本次实训电路的基本机构及电路图绘制方法；又如电路板焊接视频，将焊接的操作规范，需要注意的几点及重点加以标注，让学生初步了解焊的基本步骤，为实际焊接奠定基础。最后，为检验学生的预习效果，在平台上提出讨论题作业供学生思考回答，学生将讨论结果利用微信教学平台反馈给老师。

  阶段一，任务来源。将调光灯在生活中的实际应用拍摄成照片和视频，供学生观看，吸引学生的眼球，激发学生兴趣，从生活中引出实训任务。

  阶段二，原理讲解。在任务准备中，教师从电路的三个部分提出讨论题。从学生反馈情况看，大部分学生对电路原理的理解存在较多困惑，因此我借助Flas着重讲解，将枯燥无味难理解的电路原理变得直观易懂。

  阶段三，任务布置。通过一段视频，学生清楚直观地明确本次实训的任务。班级学生以3人为一组并分配角色，教师向学生分发元器件，学生签订认领表。

  环节一，元件检测。学生领取元器件以后，对照原理图、PCB板及元件清单，逐一检查元件的数目，检测元件性能。从而培育学生焊接电路先检测元器件的好习惯。

  环节二：电路制作。作为本次实训的重点，为避免错焊、漏焊，我借助Flas辅助解决这一教学重点。通过观看元件布局、接线及调试动画，让学生明确元件的焊接安装顺序应为从小到大，从低到高。至此，学生对调光电路的制作焊接过程已经了然于心，跃跃欲试。随后，由教师带领进入实训室，学生按照“7S”管理条例及相关步骤进行实物焊接。

  环节三，电路调试。焊接完成后，学生组装完整电路，观察调试现象，并对调试现象进行自主探究，最终实现灯光可调的效果。

  环节四，电路排故。本环节由仿真排故和实物排故两部分所组成。仿真部分利用Multisim软件配合解决本实训教学的难点，将设置好的故障的电路及相关视频上传到“心琴工作室”微信教学平台。学生下载故障电路和相关视频进行练习。以晶闸管电路故障为例，让学生明确仿线个步骤。首先是看，看电路的故障现象，接着是测，然后是排，最后是验。练习之后，学生填写排故记录表，并利用微信平台反馈给老师，老师对其排故结果进行评价。通过学生的反馈结果，总结出调光灯电路常见故障及排故方法。经过多次仿真排故练习之后进入实物排故，联系电路原理及仿真排故的四个步骤完成实物排故。

  环节五，任务评价。通过自评、互评和老师评三维方评价方式。从多角度予以评价，从而增强学生的学习信心。

  如今有很多学生视力下降过早的戴上眼镜，教室照明品质不良是导致学生近视的主要的因素之一，良好的照明环境有助于提高学习效率，减少视觉疲劳保护学生的视力健康。2004年《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）对学校照明设计提出了新的标准。多媒体阶梯教室是大学中教学的重要场所，本文以新标准为依据，对扇形多媒体阶梯教室照明进行了设计和计算。

  教室照明最基本的任务是满足学生看书写字等要求，保证视觉水平和垂直照度要求；并考虑自然光的影响；满足显色性，控制眩光，保护视力。照明设计一般是假定夜间状态下对空间进行照度计算的，从而配置照明设备。白天教室以自然采光为主，电气照明可当作补充。

  （1）平均照度。平均照度表示给定平面上照度变化的量。一般会用最小照度与平均照度之比表示。一般都会采用利用系数法计算平均照度：

  该方法不但考虑了由光源直接投射到工作上的光通量还考虑了教室内各表面相互反射后再投到工作面的的光通量，计算比较准确。

  （2）眩光限制。教室主要使用荧光灯，荧光灯管的表面亮度不高，但是表面面积大，一般装上无光或亚光的灯罩以减少直接眩光。黑板和某些深色尤其课桌表面会产生反射炫光，黑板用磨砂玻璃能够大大减少反射眩光。多媒体教室的显示屏幕会出现镜面反射和漫反射的重叠，要限制灯具中垂线以上等于和大于 高度角的亮度，对于仰角不大于 的质量中等的屏幕，灯具平均亮度限值 1000 。

  （3）反射比。只有教室环境各表面的亮度相对均匀，教师和学生的用眼状态才会达到最舒适最有效率。教室内各表面反射比适当，才可以获得比较均匀的亮度比。对长时间工作的房间，建筑照明设计标准中对反射比有具体实际的要求：顶棚（60～90%）；墙面（30～80%）；地面（10～50%）；桌面（20～60%）。

  在《建筑照明设计标准》（GB 50034―2004）中给出了学校建筑照明标准值，作为学校照明设计的的标准。

  统一眩光值（UGR）：是度量处于视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观反应的的心理参数。

  节约能源必须以保证良好的照明质量为基础，为此，在学校照明中尽可能采用高光效、高效率、高利用系数、高保持率、长寿命的灯具；教室表面尽可能采用浅色装饰；加强用电管理，使用智能照明控制器。根据照明标准，教室照明功率密度（LPD）现行值不大于11 ，目标值不大于9 。

  进行照明设计的教室平面为扇形面积减去三角形面积，扇形教室的圆心角为 。顶棚高度4.5～3.65m，顶棚空间高0.2m。教室地面为白见赭水磨石；墙面为混凝土层面板喷白；顶棚为石膏板；窗户为普通玻璃。

  为减少眩光区和光幕反射区，荧光灯具采用纵向布置，即灯具的长轴平行于学生的主视线）灯具选择。

  灯具的最大允许距高比 A-A（垂直灯管）：1.29；B-B（顺灯管）：1.28

  查《照明设计手册》表，由有效顶棚空间反射比、墙反射比、地面反射比得利用系数 U=0.79

  阶梯教室高度较高，故设有上下两层黑板，由于两层黑板面积较大，仅设一组普通黑板专用灯很难达到照度及其均匀度要求。我们采用四套54WT5单管黑板灯。

  电子镇流器比普通电感镇流器节能10%，可以消除频闪和噪声，灯具的启动性能很好，有效延长光源常规使用的寿命，减少维护成本。采用电子镇流器EB-S236TLD功耗4W，每个灯管配一个电子镇流器。

  根据新《建筑照明设计标准》（GB50034―2004），对扇形多媒体阶梯教室进

  [1]中华人民共和国建设部.建筑照明设计标准（DB 50034―2004）[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.

  [2]北京照明学会.照明设计手册（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2006.

  [3]韩金兰，杨春龙.中学教室照明设计[J].电气应用 建筑电气专刊，2007，3：22-27.

  相关统计表明，校园照明用电占学校总用电量的比重较大，且照明效果直接影响到学生及教职工的日常生活。目前，虽然各大学校园的照明系统大多数都满足照明需求，但大多存在不同程度的能源浪费问题。因此，在如今提倡节能环保的氛围下，对校园照明实施节约能源改造，采用智能新型照明控制管理系统将能源浪费控制到最低，是对学校发展提出的迫切要求。

  针对目前高校教室灯具大多采用手动开关控制，常常会出现的教室无人但灯具常亮现象，以及大多使用的荧光灯所造成的弊端：亮度单一不可调节，某些特定的程度上造成了黑板和投影仪幕布反光，影响教学效果；荧光灯具会产生很强的直接眩光，会造成用眼疲劳等问题，设计了一套适用于高校校园的LED照明节能控制系统。

  （1） 高效电光源是照明节能的重要基础。目前，LED应用大多分布在在信号指示、汽车灯具、景观照明和特殊照明等领域。随着对半导体发光材料研究的不断深入、LED制造工艺的慢慢的提升、新材料的开发应用，制约LED发展的光效偏低和光通量成本偏高两大瓶颈问题得以解决，LED灯将凭借其节能、环保、安全、寿命长、色温弹性大、可控性强等特点及易于制作成点、线、面各种各样的形式光源体的优势，大规模地应用于各种照明及其他领域。

  （2） 选择合理的照度和照明方式。照度太低，起不到照明的作用；照度太高，既浪费电力资源，又造成光污染。在照明系统模块设计中，结合各个场所的具体视觉要求，确定照度标准值，同时照度设计留有一定裕量以补偿光源老化以及照明灯具积累灰尘后的光通量衰减。在满足照度标准的前提下，恰当地选用一般照明、局部照明及混合照明等照明方式来节约电力。

  （3） 优化布设照明供电线路。照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，供电距离相等、导线截面积相同的情况下，三相四线制线路供电与单相二线供电方式相比可减少线%，比两相三线供电方式的线路损耗也小得多，因此照明系统应尽可能地采用三相四线制供电。同时，尽量采用铜质导线，以降低损耗；尽可能的避免铜、铝导线直接连接，以免连接处形成较大的接触电阻而浪费电能。

  （4） 合理布设控制开关并充分的利用自然光。设计照明线路时应尽量细化，合理布设灯具的控制开关：一个开关控制的灯具数不宜太多，且开关位置安排要恰当，以便于随手开关灯。根据具体的应用需要，控制开关可以是一般通断开关、变电阻式调光开关，也可以是时控、光控或声控开关等。同时，在教室照明设计中最大限度地利用自然光。

  （5） 采用智能照明控制管理系统。实现照明系统智能化控制既能大大的提升照明系统的控制和管理上的水准，减少照明系统的维护成本，同时节约电量以减少照明系统的运营成本。

  本文以苏州大学本部校区的教学楼（最重要的包含博远楼、怡远楼、鸿远楼、逸夫楼、卫校楼等）和主干校园道路（文星东路、文星西路、东吴路、晴岚路、清荫路、钟楼路、钟楼西路、钟楼东路等）照明系统的改造为例。

  阶梯教室采用栅格灯具，单个灯具含2支T8荧光灯管，普通教室和活动室则采用单管T8荧光灯。此外，主干道路宽度约为5 m，现有灯具为单侧安装，灯杆高度4.2 m，间隔18 m。经统计，以上路段共有80 W紧凑型荧光灯142盏。

  以苏州大学本部普通教室为例，教室面积（长×宽）为8 m×7.5 m，地面与灯具之间的距离约为3.2 m。现以12盏18 W LED灯管代替原有12盏40 W单管T8荧光灯。根据平均照度的估算公式，改造前的平均照度为604 lx，改造后的平均照度为735 lx。在用电量减少约50%的情况下，照度提高了约20%。

  教室照明控制管理系统以微处理器为核心，在手动调节LED灯具亮度的基础功能上，结合红外热释电模块、光照度检测模块、计数模块，实现依据输入的红外信号、光照信号和人数信号综合控制教室中日光灯的亮暗，以达到节能减排的目的。同时，微处理器通过GPRS模块与监控室交换数据，接收指令并上传相关参数。教室照明控制管理系统的原理框图，如图1所示。

  手动调光单元，可根据照明亮度的实际的需求，实现10%～100%范围内连续调光。红外热释电传感器安装于教室吊顶中央区域，计数模块安装于门的内外墙壁，为控制管理系统判断教室是否有人提供信号。光照度检测模块对于充分的利用自然光至关重要，入射到教室的自然光较强时通过控制管理系统调节可适当降低照明亮度或者关断灯具电源，自然光较弱的阴雨天或傍晚，系统自动调节增加照明亮度。

  系统采用50 W面板型LED灯具替换校区主干道路上的原用80 W紧凑型节能光源，同时引入时控、光控和GPRS无线通信控制相结合的控制方式。时控方式简单易实现，通过微处理器定时控制路灯开关，但开启和熄灭时间相对固定，对校园节能不利并且不能根据季节自动调整；光控方式控制准确性较差，在天气条件不好的情况下容易误动作。本系统模块设计中，采用时控、光控和GPRS无线通信控制相结合的方式，利用光控法依据环境明暗情况自动调节路灯亮度，通过时控法实现深夜的隔盏换相照明方式，同时GPRS无线通信控制便于工作人员在监控室临时调整，既充分节约电能，又增加了系统的灵活性[2]。

  当系统需要远程控制或集中控制时，可利用RS 485、CAN、LIN、DALI、EIB等网络通信技术，实现控制信号的远距离和无线传输。

  GPRS是在现有GSM网络上开通的一种新型分组数据传输技术，具有“永久在线”、“快速登录”、“按量计费”、“自如切换”、“高速传送”和“安全可靠”等特点。本系统中，采用GPRS无线通信技术，实现教学楼中的LED照明节能控制管理系统和校园主干道路上LED路灯控制管理系统的组网控制，并与监控室建立无线网络连接，接收监控中心的指令，并且将检测到的数据或异常信息上传至监控室。系统节点联网控制示意图，如图2所示。

  在一定程度上，驱动电路的性能决定着系统的整体性能和寿命。目前，LED驱动一般都会采用两种方式：恒压驱动方式或恒流驱动方式。恒压驱动电路相对简单，以前LED光源大多采用此种驱动方式，但不利于保持LED光输出的稳定性。对于LED而言，其通过的电压和电流近似成指数关系，而电流和光通量近似成正比关系[3]。采用恒压驱动方式时，驱动电压轻微的扰动都会造成光通量大幅度的改变，LED电压即使只有几毫伏的升高，其正向电流会有较大的变化。因而，根据LED的V?I特性，要求驱动电路的输出具有恒流的特性，输出电压可自动调整以适应负载的变化，同时驱动电路需要具有较高的效率，并且具备过压保护、过流保护等措施。基于上述要求，本系统设计了一款基于RT8482芯片的大功率LED恒流驱动电路，具体电路如图3所示。该电路最大输出功率可达150 W，且其输出电压自适应，同时还具有过压保护、过流保护等功能，可满足大部分大功率LED应用领域需求[4?5]。

  图3中，[U1]为升压恒流输出芯片RT8482，电容[C3]用作输入电源滤波，电阻[R8]与电容[C2]实现环路补偿，[C4]为软起动电容，[C5]为偏压电容，电感[L1]与肖特基二极管[D1]实现能量存储及升压输出，电容[C6]与[C7]用于输出电压的稳定滤波，功率电阻[R13～R16]与芯片电流检测端相结合实现负载电流测量，电阻[R9]与[R10]采取串联分压方式检测输出电压大小。[U1]中，EN引脚接入5～20 V电压时芯片工作使能，ACTL和DCTL端分别连接模拟调光和PWM数字调光信号。

  红外热释电传感器在控制管理系统中用于判断教室人员活动情况：当红外热释电模块探测到教室内无人但照明灯具依然工作时，控制管理系统开始倒计时，在设置的延迟时间内未探测到有人进入教室，则自动切断教室内所有灯具的电源。该系统中，红外热释电模块采用BISS0001红外传感信号处理器，该芯片拥有非常良好的传感信号集成解决能力，配以少量元器件即可构成被动式的红外热释电检测模块，加上菲涅尔透镜后，能够探测150°的圆锥范围，直线 计数单元设计

  系统设计中，采用两套计数单元用于实现人员进出教室判别。其中，一套安装于教室门外墙壁上，另一套安装在门内墙壁上，安装方向和墙面平行。通过监测两套计数传感电路的依次输出信号，实现计数并判断出入情况。

  计数单元电路如图5所示。该模块采用一个激光头和一套光强检测电路，激光头发出的光直射在光强检测电路的光敏电阻上。当有人进出教室遮挡激光时，光敏电阻上的光强变化使其电阻值发生较大变化，电路的输出随之发生跳变。

  系统设计中，GPRS模块设计选用Cellon公司的CMS91，它是一种双频段GSM/GPRS 10级模块，具有低功耗、接口接单、AT指令集功能完善等特点。借助于GPRS模块，实现各个节点的灵活控制与状态信息的及时反馈。

  经统计，苏州大学校本部现有各类教学教室124间，总计约使用1 830支1 200 mm长T8荧光灯管。下面对使用T8 LED日光灯替换荧光灯后的节能经济数据来进行对比分析，具体数据见表2。

  基于LED的节能照明控制管理系统具有高效、节能、低碳、环保等特点，虽然LED照明改造前期投资较大，但从长远发展角度来看，其后期节电回报较高，维护成本大幅度减少。该套系统同样适用于博物馆、大型酒店、地下停车场等照明需求量大的应用场合。

  [1] 史光宪，赵旭东.能源与节能管理基础[M].北京：中国标准出版社，2010.

  [2] 陈美谦，刘暾东，周文博，等.基于GPRS的公共照明智能化监控系统模块设计与实现[J].电力自动化设备，2010，30（9）：114?117.

  [3] 罗静华.大功率LED智能化照明控制管理系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2010（1）：50?52.

  [4] 朱佳，许宜申，陈太军，等.基于RT8482的大功率LED驱动电路设计[J].现代电子技术，2012，35（18）：152?154.

  随着我们正常的生活水平的逐步的提升，公共建筑的使用功能呈现多元化，对室内各种场所的照明质量提出更加高的要求。优良的室内照明质量包括：适当的照度水平、舒适的亮度分布、宜人的光色和良好的显色性、没有眩光干扰、正确的投光方向与完美的造型立体感。

  本文着眼于建筑电气设计中对照明节能的探讨，力求照明系统、灯具布置、照明光源选择更加合理，在充分满足使用功能的前提下，最大限度节能。下面，以两个案例来说明室内不同场所的照明布置方案。

  本工程为中学教学楼，框架结构，地上五层，属公共建筑。建筑面积为7000平方米，总高度20米。

  本工程初步设计时，选用1台400KVA变压器，为照明及其它动力负荷供电。

  施工图阶段，由水暖专业提供具体设备容量，详细核对计算，选用此组变压器满足供电要求。由于公共建筑的用电量较大，在确定变电所（箱式变电站）位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。本工程设置箱式变电站，距离单体配电间约为80米，其设置位置满足供电半径要求。

  根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）规定，本工程消火栓泵、消防稳压泵、应急照明等用电负荷为二级负荷，其余用电负荷为三级负荷。选定了如下供电方案。

  由区域变电站引来一路10kV电源，作为主用电源，另一路电源引自柴油发电机，作为备用电源。正常工作时，主用电源供电。当主用电源断电时，备用电源投入到正常的使用中。在最末一级配电箱处设置双电源互投装置，满足二级负荷供电要求。无功补偿采用低压侧集中补偿方式，功率因数按规定补偿到0.9-0.95。电源进线采用电缆进线。

  低压干线的配电方式：各楼层照明用电、重要负荷（如消防泵房、水泵房）用电采用放射式，各楼层分别设置电源切断装置。电热水器配电采用树干式。各楼层设置层间强、弱电井。

  计费方式，照明用电和动力用电设总配电装置和总电能计量装置，并装设分项计费电能表。

  为了减少动力设备用电对照明线路电压波动的影响，照明用电与动力用电线路尽量分开供给。本楼设有一般照明和应急照明。

  一般照明设计包括教室、办公室照明，符合《建筑照明设计标准》要求，按照照度标准值（300lx）来设计，要求利用天然采光与人工照明相结合的方法，并限制眩光，满足照明的照度、色温、显色指数，以及照明功率密度值标准值的要求，进而达到了节能效果。

  根据《照明设计手册》要求，普通教室不宜采用无罩的直射灯具及盒式荧光灯，宜选用有一定保护角、效率不低于75%的开启式配照型灯具。

  为减少眩光区和光幕反射区，荧光灯具宜纵向布置，即灯具的长轴平行于学生的主视线，并与黑板垂直。教室照明的控制宜平行外窗方向顺序设置开关。

  根据《中小学校设计规范》GB50099-2011规定，教室灯具悬挂高度距桌面的距离不应低于1.7米。本工程教室灯具安装方法采用吸顶安装。

  教室黑板应设专用黑板照明灯具，其最低维持平均照明应为500lx，黑板灯具不得对学生和教师产生直接眩光，黑板照明开关应单独装设。

  根据《建筑照明设计标准》GB50034-2013规定，教室的照明标准值为300lx（到课桌面）。其中6.3.7规定，教室照明功率密度现行值不大于9W/m2，目标值不大于8W/m2。相较于《建筑照明设计标准》GB50034-2004，教室照明功率密度现行值不大于11W/m2，目标值不大于9W/m2，降低了不少。教室照明灯具布置如图1。

  楼梯间、设备房（消防泵房、配电间等）及主要出入口等场所设置应急照明，包括备用照明及疏散照明。备用照明，自带蓄电池，要求应急供电时间不少于180分钟。应急疏散通道照明及疏散指示标志，均自带蓄电池，要求应急供电时间不少于30分钟。

  根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）13.9.12第4款规定，备用照明和疏散照明，不应由同一分支回路供电。故消防水泵房、配电间内的备用照明由应急照明箱单独引出回路，与走道、楼梯间等处的疏散照明回路严格分开。

  本工程为网球场，钢结构，地上一层，局部二层，属公共建筑。建筑面积为4200平方米，总高度13.5米。

  本工程设置配电间，内设配电柜，为照明及其它动力负荷供电。网球场内主要用电设备为照明灯具、空调设施及电热水器等。故照明选用节能型LED灯具对于电气节能有很重要的意义。

  根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）规定，本工程一般照明、动力及应急照明等用电负荷为三级负荷。选定了如下供电方案。

  本工程配电电压为交流220/380V，电源进线采用电缆进线。联结形式采用TN-C-S系统。低压干线的配电方式选用放射和树干混合式。计费方式，低压侧，装设分项计费电能表。

  本工程一般照明包括网球场、会客室等照明，符合《建筑照明设计标准》要求，网球场性质为训练和娱乐，按照照度标准值（300lx）来设计，要求利用天然采光与人工照明相结合的方法，并限制眩光，满足照明的照度、色温、显色指数，以及照明功率密度值标准值的要求，从而达到了节能效果。

  标准网球场占地尺寸：（36.6*18.3）米，双打（标准）有效尺寸：（23.77*10.97）米。网球场地根据《照明设计手册》要求：灯具设在球场两侧上方照明为好，空间照度也要均匀。灯具的最低安装高度业余为8米，为使运动员不受眩光干扰，应在灯具上加装格栅和挡板，以及采用其他挡光方法。

  本工程网球场照明设计方案为：采用沿场地长边均匀布置，灯具间距4米，每侧布置8盏灯具，两侧共16盏，灯具采用球场专用LED灯，功率168W，安装高度8米。经计算，照度符合规范要求照度标准值。教室灯具布置如图2。

  疏散通道及主要出入口等场所设置应急疏散照明。应急疏散通道照明及疏散指示标志，均自带蓄电池，要求应急供电时间不少于30分钟。

  当今，资源日益匮乏，绿色节能让资源得以合理有效利用，保障环境可持续发展。提倡绿色照明，既节约能源、保护环境，又有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康。建筑照明电气设计的重要性，就在于此。

  本文通过对案例中学校、网球场建筑照明电气设计方案进行讨论，提供此类工程的设计参考。通过合理的照明设计系统，完善的灯具布置方案，优质的灯具及光源选择，三个方面综合考虑，最终实现最佳节能效果。

  [1]王亮，宋镇江.大中型公共建筑电气照明设计[J].工程建设与设计，2010（08）.

  新校园的建设要适应网络时代的发展，应引入智能化的概念。在传统的楼宇自控系统中，一般只包括了综合布线、计算机网络、安防、消防、闭路电视监控等子系统。但近年来，随着经济的发展和科技的进步，人们对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。而在大学新校区的建设热潮中，各大高校和他们的建设者也意识到了智能照明的重要性。相对商业楼宇而言，大学校园里的大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平。笔者以广州大学城为参考，阐述自己的学校照明控制系统设计方案。

  节能是照明控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式，只能是白天关灯，晚上开灯。而采用了智能照明控制系统后，我们可以根据不同场合、不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还能充分利用自然光，自动调节室内照度。控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式，在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。

  良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。合理地选用光源、灯具及性能优越的照明控制系统，都能提高照明质量。智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法，可以有效地控制各种照明场所的平均照度值，从而提高照度均匀性。同时，系统能根据不同的时间段，人们的不同需要，自动调节照度。

  多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。一栋建筑物中，室外景观照明、泛光照明可以预设为春夏秋冬四季变化，周末节假日场景，大型庆典场景；会客厅、会议室等可以预设会议、投影、会间休息等不同场景。在传统的人工控制方式下，难以实现如此多种多样的照明效果。

  智能照明控制系统是以自动控制为主、人工控制为辅的系统。在一般的情况下，不需要有人的参与，照明系统自动实现开关和调光功能。既大大减少了管理人员的数量，也排除了由于人为因素而出现的不定时开关，影响学校的正常教学、生活秩序的情况出现。

  智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时，有效节省了电费与管理费用的支出。根据一般的办公大楼运营的经验来看，节能效果能达到40％以上，一般的商场、酒店、地铁站等节能效果也能达到25％~30％；学校在这方面还没有得到具体的统计数据，但根据分析，效果还是令人满意的。

  系统使甩通用计算机作为主控中心，通过RLINK通讯装置与网络实现通讯。计算机上可直接实现编程，监控，故障报警等功能。局域网上的计算机也可以通过主控中心实现监控功能。

  主控中心与系统网络各单元的通讯枢纽，实现RS485／RS232信号转换，具备系统自诊断功能和自动故障报警功能。

  智能照明控制系统的核心部分，由控制模块电路、驱动模块电路、照明专用自锁继电器组成。每个照明控制器均可独立工作，也可以由计算机中心控制。主控中心停止工作或通讯中断不影响控制器的正常运行。控制器有多种规格，单个控制器最多可控制48个回路。一个系统内最多可连接500个控制器。

  智能的弱电开关，有1-8键等各种规格，开关本身使用24V安全电压，不会有漏电的危险，开关操作时也不会出现打火和拉弧，确保安全。可编程开关上的每一个按键所控制的回路均由计算机编程设定，单键可控制多个回路，可根据情况变化随意更改组合，使用起来灵活、方便。

  利用红外线或超声波的原理，自动识别房间内是否有人存在而给控制器发送信号，实现“人来灯亮，人走灯灭”的动态控制功能。

  核心部件是光电耦合器，通过感应外部自然光源的照度来调节室内照明的亮度，实现智能探测和智能调节的功能。

  电话控制所需的附加设备。用户直接拨打电话，根据提示音操作，控制照明开关。

  照明控制在楼宇自控、景观照明领域已经在国内外有许多工程实践。大学城的设计也参考了原来楼宇自控的设计原则和设计思路。设计的目标还是要突出照明控制系统智能化、科学管理和节省能源、节省运营费用的特点。合理细分控制回路，合理设置回路的控制方式和系统的运行方案。

  照明控制系统可以与BA系统集成。提供与BA系统连接的接口协议和软件协议，集成到BA系统中，便于楼宇智能化的集中管理和子系统间的联动。照明控制系统也可以单独建立一个系统，使用专门的通讯装置和编程监控软件，以便设置更理想、更灵活的控制方案。一般的商业楼宇，系统集成是一个不错的选择。但对学校而言，把照明控制系统独立出来，一方面更便于整个校区各楼字照明控制的通讯和统一管理；另一方面，控制系统也可以把一些小功率用电设备(如电扇、通风口等)的控制纳入其中，简化设计。

  广州大学城各学校的教室，灯光照度设计标准为室内平均照度300lx，讲台点照度5001x，如此高的照度要求，如果没有合理控制方案，能源上将造成巨大的浪费。因此，智能照明控制系统，不但用于控制公共楼道的灯光，普通教室、阶梯教室、投影室的应用也具有相当的实际意义。对于学校而言，使用调光控制显然造价过高，难以接受，而且教学楼的灯具大多选择了日光灯，调光控制需要专用的调光镇流器，比较烦琐。因此，开关控制是主要的控制方式。

  以350座位阶梯教室为例，每个教室安装一个照明控制器。教室内的灯具以区域和隔灯划分回路，既可以根据教室的上课人数开部分区域的灯光，也可以实现整个教室1／3、2／3、3／3的照度。教室窗边设置照度传感器，控制窗边灯光和电动窗帘，充分利用室外自然光。前后门口和讲台上都安装可编程开关，任何一个开关都可以控制室内的所有灯具。同时，控制器也对教室内的其它电器进行开关触电控制，并且与灯光联动。例如投影联动模式：事先设定一个情景模式，老师只需按一下按钮，投影仪自动打开，投影幕自动放下来，电动窗帘关上，讲台的灯光关闭，座位席上方的大部分灯光关闭，保留一些必要的照明，以方便学生作笔记。通过这一系列的控制手段达到了最佳的节能效果，同时也提高了教学管理的质量。

  大学城某学校图书馆，共六层，每层均分为A、B、C三个大区。首层是计算机中心、书库，并有一个150座位报告厅；二至五层是图书阅览室，六层的A、B区是阅览室，c区是资料库。

  大阅览室照明使用三管日光灯，阅览区平均照度3001x，藏书区照度200Ix。照明控制方式选用开关控制方式，根据区域和隔灯方式划分回路。每个阅览室设一个照明控制器，与照明配电箱一起安放在服务台旁，以便管理。门口安装可编程开关，开关控制的回路由编程确定，其中每个开关均设定其中一键控制整个阅览室灯具。书库和计算机中心考虑到书籍保护和计算机使用的要求，照度相对较低，控制方法与大阅览室相同。

  报告厅使用了两种灯具，正常照明使用日光灯，投影和演示时使用筒灯，为人员进出提供方便。筒灯照明不计算正常照明的照度。日光灯和筒灯采用逻辑联动控制方式，会议演讲时使用正常照明，筒灯关闭。开启投影演示时，系统自动关闭所有日光灯，开启筒灯。照明控制箱和控制开关安装在报告厅的控制室，控制开关上的指示灯实时指示回路的状态。整个图书馆由大约20个控制器连成一个RS485控制网络，由一台主机控制。主机通过校园局域网与其它网络联系。

  体育馆照明控制的主要目的不在于节能，而在于有效管理场馆内的所有灯具，配合多种比赛的需要，实现自动控制。比赛场馆灯具选用斜照型和深照型灯具，考虑到灯具的功率都较大(一般在500W至2000W左右)，照明控制设计上采用一回路控制一个灯位的方式，一个控制回路的容量为4400W，确保了有足够的余量。控制回路一般采用开关控制方式，部分采用调光。控制回路的组合联动根据比赛项目、比赛场地大小和灯位的情况来设定。采用逻辑控制方式，通过编程设置篮球、排球等各种比赛模式，各种模式的开启和切换均由一键完成。同时，照明控制管理系统应该与音响控制系统和消防系统联动。当现场音乐响起。灯光马上会出现一些变化效果作为配合。如开球、进球得分都会由不同的场景。消防联动的作用是确保火警时应急照明启动，方便人员的疏散。

  行政中心会议室采用智能场景开关为控制方案。该场景开关内已含有控制电路，可独立工作，无需照明控制器。一个开关可控制两个开关回路和一个调光回路，每回路最大功率2000W。一个会议室可用多个场景开关，开关之间可通讯。场景模式直接在开关面板上设定，无需计算机编程。通过使用场景开关，可方便的实现各种场景，提供多种场合(如开会、投影、中场休息等)所需的照度。这种把控制芯片集成到开关的控制方式对一些小型的室内环境(如会议室、家庭非常适合)。需要指出的是，这种开关在布线上与传开关有六线与其连接。可认为开关本身就是一个小功率用电器，市电和灯具均有N线学校园区

  除了各种建筑物以外，学校户外的景观照明也是整个校园照明控制系统的重要部分。景观照明的目的不光是夜间道路照明，也是美化学校环境，为各种节日和庆典活动增添色彩的需要。利用日志编程和特殊日设置的功能，可在一年内设置不同季节，不同月份，某个节日的照明效果。另外，由于一年四季有不同的日照时间，系统将具备自动识别功能。其识别功能通过传感器和软件两种手段实现。照度传感器可自动感应户外光线，为控制器提供开关信号。但为了避免一些外界因素的影响，如阴雨天气，或是传感器的探头被灰尘覆盖，不能正确识别光强度等，系统软件能根据当地的日出日落资料数据，自动调整开关时间。两种形式相结合，达到了最佳的节能效果。

  以上谈到的建筑和场景的照明控制系统，是各自独立的系统。如果通过校园局域网把各自的系统主机联系起来，就可以组成整个校园乃至整统开关有所不同，接线示意图如下：

  如图，普通三键开关只有四线连接，而场景个大学城内的统一的控制系统。你只要是合法的管理员，就能在其中一台主机上监控整个系统。智能照明控制系统广泛应用在学校照明，大大提高了学校照明电力的管理上的水准，为校方节省了大量的电费支出，同时，也为学校师生提供了一个更舒适、明亮和高效的学习和工作环境。