發布時間：2023-03-17 18:03:08
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關鍵詞：地下建筑照明智能照明控制系統
與地面建筑相比，地下建筑最大的特點是沒有天然采光，主要依賴人工照明措施，因此，地下建筑的照明使用時間長、照度和可靠性要求高，潮濕對燈具及線路影響較大。長期以來，地下建筑的照明設計沿用地面建筑的設計標準，照明效能一直沒有得到很好的利用，工作人員長期在這種環境中工作，不但使工作效率下降，而且會出現視覺疲勞、頭昏、神經衰弱等癥狀，嚴重影響了地下建筑戰略功能和經濟效能的發揮，因此，必須對地下建筑的照明效能做具體深入的研究。
傳統的建筑自控系統一般只包括計算機網絡、設備監控、火災自動報警、安全防范等子系統，智能照明系統的發展相對滯后。隨著科技的進步和社會的發展，對照明系統的節能和科學管理提出了越來越高的要求。尤其是地下建筑照明能耗占電力能耗的比重大，照明的地位越來越重要。在我國，照明能耗約占電力能耗的10~12％，而地下建筑照明能耗所占的比例更高，根據筆者統計，約占35％左右。因此，在地下建筑中，應把智能照明作為智能化系統重要的組成部分來考慮，合理選用光源、燈具及性能優越的照明控制系統，提高照明質量和節能效果。
1地下建筑照明效能探討
照明可以人為地創造良好的光照條件，使人眼既無困難又無損傷、舒適而高效地識別所觀察的對象，從事相應的活動，并保證身心健康，提高勞動生產率，提高產品質量，減少各種事故。采用不同形式、不同大小的燈具，利用光照的方向性和層次性等特點還可以渲染建筑的功能，烘托環境的氣氛。
1.1做好深入細致的效能研究，為照明設計提供科學
的依據
照明質量的評價是一個十分復雜、涉及諸多因素的問題。長期以來，照明設計一直是以照明的照亮度、均勻度、立體感、眩光、顯色性指數和物體的顏色參數等物理量為標準進行設計和評價照明效果。隨著時代的發展和科技的進步，照明設計不僅在數量指標方面應達到標準的要求，更要綜合考慮人的視覺特性、舒適感、建筑照明藝術和節能等因素。不同亮度和色彩對人具有不同的視覺感受，不同人、不同時間、不同場所，甚至人的不同情緒都會反映出對亮暗和色彩的不同感受，照明設計要體現人和環境相互關系，營造一個舒適、明亮并富有藝術魅力的照明環境。
到目前為止，地下建筑照明效能的研究近乎于空白，缺乏科學合理的照度標準和以人為本的環境模式，再加上設計人員的水平、經驗參差不齊，使得照明效能的實現得不到保證，甚至會因為設計和運用不當，產生光污染，如眩光、頻閃、顯色失真，產生一些人們不需要的熱量、紅外線和紫外線等。
時代的發展要求我們開拓創新，與時俱進。如果因循守舊，照搬照抄前人的成果，或只做表面上的修修補補，那樣我們的認識水平永遠都停留在當前的高度上，裹足不前。從事照明研究和設計的人員要到工程實踐中去，實際調查地下建筑的性質、規模、特點和要求，認真聽取用戶的感受和建議，切身體驗照明效能的實現，通過大量的試驗，得出不同地下建筑、不同功能單元及同一地點不同時間、不同人流量時的照度標準和環境模式?？傊岣哒J識的高度，把握以人為本的理念，在設計中兼顧科學性和藝術性，體現人和環境的相互關系，使工作人員樂于身臨其境并自覺維護，而環境有利于保護人的身心健康和提高工作效率。
1．2充分利用新產品、新技術，改善地下建筑的環境
改善地下建筑工作環境，提高照明效能可以采用以下措施，一是通過新型采光方法和材料有效地利用天然光；二是在人工照明中選用高品質的照明光源；三是對各類燈具進行無級連續調光和緩和的場景切換控制。
1．2．1通過新型采光方法和材料有效地利用天然光
利用天然光的常見方法有：
(1)導光管法
用導光管將太陽集光器收集的光線傳送到室內需要采光的地方，如中國建筑科學院的地下建筑天然采光研究成果，就是用此法解決天然采光問題。
(2)棱鏡組多次反射法
用一組傳光棱鏡將集光器收集的太陽光傳送到需要采光的部位。澳大利亞用這種方法把光送到房間10m進深的部位進行照明；英國用這種方法解決了地下建筑和無窗建筑的采光。
1．2．2選用高品質的照明光源
傳統的地下建筑中，普遍采用白熾燈和熒光燈作為照明光源，高強度氣體放電燈也有使用。
通過幾代科技人員不懈的努力，白熾燈的光效和壽命得到大幅度的提高，而價格卻下降了10倍，使其在室內照明中獲得廣泛的應用。1959年，人們又發明了鹵鎢循環原理的石英白熾燈，它體積小，光效維持率達到95％以上，經過不斷改進，鹵鎢燈的結構逐步小型化，壽命和發光效率比普通白熾燈有較大提高。
20世紀40年代，由于節能的需要，出現了熒光燈。80年代以來，緊湊型熒光燈完成了系列化、電子化、一體化和大功率化的進展，通過進一步應用電子鎮流器和三基色熒光粉，節能效果更加理想，顯色指數顯著提高，成為室內照明中取代白熾燈最有潛在價值的光源。熒光燈家族中還先后出現了超細管徑冷陰極熒光燈、無極熒光燈和無汞平面熒光燈，這些燈具在光效、光亮度、壽命、啟動甚至環保等方面各有千秋，已經被用于地下建筑照明。
在地下建筑大面積照明中，經常用到節能型的高強度氣體放電燈。高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈都屬于這類光源。特別值得注意的是使用陶瓷材料作內管的陶瓷金屬鹵化物燈，光效更高，光色更好，更穩定，而且體積小、亮度高，便于做投影光源。
近來又出現了比傳統光源更先進的新型光源，其中最典型的是半導體發光二極管。他具有高亮度、低功耗、響應快、壽命長等傳統光源無法比及的特性，被公認為21世紀最有前途的光源。
創新是沒有止境的，我們既要熟悉早期研制的、已獲得廣泛應用的傳統光源，更要密切關注傳統光源的改進、發展及不斷涌現的新光源。在設計施工中，根據地下建筑的性質、規模、特點和要求，綜合比較各種光源的技術和經濟指標，選用高效節能的光源，采用高品質的綠色照明燈具，優化照明配電系統，最大限度發揮照明的效能，使用戶更加滿意。
1．2．3對各類燈具進行無級連續調光和緩和的場景切換控制
傳統的照明都是在需要時打開，不需要時關閉，工作模式和控制方法比較死板，照度和場景很難改變，用戶即使不滿意，也無能為力，如果進行改造，將造成重復性投資。隨著信息時代的來臨，智能照明系統應運而生，它完備的控制功能和預置的多種可切換場景可以滿足用戶不同的需求。
開關和調光是智能照明控制系統的兩種控制方式，控制系統通過合理管理可根據不同時間段或人們的不同需要自動調節照度，改善工作環境，同時節約能源，降低運行費用。
某些重要區域通過調光方式和場景(由各照明回路不同的亮暗搭配組成的某種燈光效果)設置功能產生各種燈光效果，營造不同的燈光環境，給人以舒適完美的視覺享受。用戶能在降低運行費用中得到經濟回報，在短期內回收前期設備投資。
2地下建筑智能照明控制系統探討
2．1智能照明控制系統應具備的功能
智能照明控制包括：集中控制、現場控制、遙控、時間控制、電話控制、可視化軟件控制、場景設置、燈光軟啟動、調光、亮度記憶等。筆者認為，地下建筑應考慮設置以下功能。
2．1．1集中控制
與地面建筑相比，大多數地下建筑軸線長，各功能單元分布較為分散，都在現場進行照明的控制、巡檢很困難。設置集中控制以后，問題將迎刃而解。
在中央控制室設一臺智能照明中央監控計算機，在該計算機上用圖形模擬顯示照明設備平面布置圖，在圖上以形象直觀的方式實時動態地顯示各區域的照明設備使用狀況。操作人員可通過界面監視整個智能照明系統的運行狀態，根據需要用鼠標點擊圖形來進行控制。中央監控計算機具有歷史數據存儲能力，能實時提供智能照明系統的資料，并生成和打印各種報表，為設備維護提供依據。
系統采用專用的編程軟件，操作人員可對系統進行程序修改或編程。
通過手持式編程器插入網絡上的編程接口，就可修改照明工作狀態的參數。
2．1．2現場控制
在一些人員經常工作的地方(如會議室、控制室、主要通道、重要辦公場所)設置智能開關代替普通的機械式開關，中央監控計算機不工作時也可在現場控制燈光。它由230V的交流電源直接供電，按動開關上的按鈕，可作為一個普通的開關使用；同時，有一個內置的接收器可以接收遙控器或無線探頭發出的信號，使用遙控器可以對電子開關進行控制。
現場智能開關可設定密碼保護功能，避免無關人員操作。
2．1．3多種控制功能
中央監控計算機和現場智能開關均可實現多種控制功能，包括全開全關，無級連續調光、緩和場景切換等。全開全關功能可確保人員離開地下建筑時，那些受智能系統控制的燈具停止工作。在工作時經常需要多種環境模式的場所，如在人防、國防工程的會議室、作戰指揮室設置緩和的場景切換控制，使用時只需選擇相應的場景按鍵，會自動按設定好的方式打開相應區域的照明回路，實現適合開會、放映投影或研究地圖等功能的環境。
2．1．4遙控功能
一般情況下，地下建筑尤其是地道式和坑道式地下工程，軸線長，支坑道多，有必要裝設遙控裝置。遙控器或無線探頭可以發出無限射頻，這種無限射頻能穿越障礙物，被智能開關上的接收器接收，無線接收器可把無線信號轉換為電力載波信號，并發送到220V電力線路上。
2．1．5人體感應功能
在衛生間或一些通道處裝設感應開關或有紅外線探測功能的燈具：當探測到人體移動時，會自動發光照明，人走燈關。同時宜設并聯定位開關，以便必要時解除感應或探測功能。
2．1．6燈光軟啟動、軟關斷
地下建筑的照明條件遠不如地面建筑，為保護人員的身體健康，特別是眼健康，在那些人員長期工作的場所，燈光可實現軟啟動、軟關斷。開燈時，燈光由暗漸漸變亮；關燈時，燈光由亮漸漸變暗。軟啟動、軟關斷還能保護燈泡，延長使用壽命，節約維護經費。另外，燈光可配備亮度記憶功能，以免進行重復性設置。
2．1．7火災應急照明控制
地下建筑防火要求很高，發生火災時，應自動啟動相應區域的應急照明，強行關閉一般照明回路。事故照明可選擇僅用消防中心的計算機控制而禁止用監控計算機或現場控制，也可選擇都有控制權。
另外，控制系統要具有良好的可擴展性、開放性和電磁兼容性。
智能照明控制系統是整個地下建筑智能化系統的子系統，可以通過標準接口與其他控制系統兼容進行互聯。
為了抑制電磁干擾，使系統具有良好的電磁兼容性，總線傳輸距離較遠，可采取以下措施：與附近可能產生電磁干擾的電氣設備(如電動機、電力變壓器、復印機等)保持必要的隔離；對系統進行連續、有效的屏蔽；上升時間，即電壓從額定電壓的5％上升至95％所用的時間，應超過200μs。
2．2智能照明控制系統的效益和展望
采用智能照明控制系統帶來的好處主要表現在：照明控制智能化；照度的一致性；場景變換靈活；可觀的節能效果；延長光源壽命；提高管理水平，減少維護費用。因此，智能照明控制系統自誕生起就引起了人們的高度重視，并具備良好的發展前景。
今后，它將繼續朝著智能化、小型化、標準化的方向發展。網絡系統更加優化，功能更加完善，擴展更加便捷，保護更加可靠，節能更加可觀。值得一提的是，當前的控制系統中，照明控制箱和智能控制器都是獨立運行，給生產、設計、用戶使用與維護都增加了不必要的麻煩。把兩者集成到一個箱體內，做成一體化照明智能控制箱，使用時只需連接外部連線，安裝更方便，使用更可靠，也更加節省人力、物力、財力，帶來更大的經濟效益，實用價值更高。
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在分析研究智能天線技術理論的同時,國內外一些大學、公司和研究所分別建立了試驗平臺,用實驗的方法來驗證理論研究的成果,得出相應的結論。
(1)在美國
在智能天線技術方面,美國較其它國家要成熟的多,并已開始投入實用。美國ArrayComm公司將智能天線技術應用于無線本地環路(WLL)系統。ArrayComm方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環形自適應陣列可供不同環境選用,現場實驗表明在PHS基站采用該技術可以使系統容量提高4倍。
(2)在歐洲
歐洲通信委員會(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)計劃中實施了第一階段智能天線技術研究,稱為TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德國、英國、丹麥和西班牙合作完成。該項目是在DECT基站上構造智能天線試驗模型,于1995年初開始現場試驗,天線陣列由8個陣元組成,射頻工作頻率為1.89GHz,陣元間距可調,陣元分布有直線型、圓環型和平面型三種形式。試驗模型用數字波束成形的方法實現智能天線,采用ERA技術有限公司的專用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作為中央控制。
(3)在日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣,射頻工作頻率是1.545GHz。陣元組件接收信號在模數變換后,進行快速付氏變換(FFT)處理,形成正交波束后,分別采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,數字信號處理部分由10片FPGA完成,整塊電路板大小為23.3cm×34.0cm。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線的概念。
我國目前有部分單位也正進行相關的研究。信威公司將智能天線應用于TDD(時分雙工)方式的WLL系統中,信威公司智能天線采用8陣元環形自適應陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD雙工方式,收發間隔10ms,接收機靈敏度最大可提高9dB。
3智能天線的優勢
智能天線是第三代移動通信不可缺少的空域信號處理技術,歸納起來,智能天線具有以下幾個突出的優點。
(1)具有測向和自適應調零功能,能把主波束對準入射信號并適應實時跟蹤信號,同時還能把零響點對準干擾信號。
(2)提高輸入信號的信干噪比。顯然,采用多天線陣列將截獲更多的空間信號,也即是獲得陣列增益。
(3)能識別不同入射方向的直射波和反射波,具有較強的抗多徑衰落和同信道干擾的能力。能減小普通均衡技術很難處理的快衰落對系統性能的影響。
(4)增強系統抗頻率選擇性衰落的能力,因為天線陣列本質上具有空間分集的能力。
(5)可以利用智能天線,實時監測電磁環境和用戶情況來提高網絡的管理能力。
(6)智能天線自適應調節天線增益,從而較好地解決遠近效應問題。為移動臺的進一步簡化提供了條件。越區切換是根據基站接收的移動臺功率的電平來判斷的。由于陰影效應和多徑衰落的影響常常導致錯誤的越區轉接,從而增加了網絡管理的負荷和用戶的呼損率。在相鄰小區應用的智能天線技術,可以實時地測量和記錄移動臺的位置和速度,為越區切換提供更可靠的依據。
4智能天線與若干空域處理技術的比較
為了進一步理解智能天線的概念,我們把智能天線和相關的傳統空域處理技術加以比較。
(1)智能天線與自適應天線的比較
智能天線與自適應天線并沒有本質上的區別,只是由于應用場合不同而具有顯著的差異。自適應天線主要應用于雷達系統的干擾抵消,一般地,雷達接收到的干擾信號具有很強的功率電平,并且干擾源數目比天線陣列單元數少或相當。而在無線通信系統中,由于多徑傳播效應到達天線陣列的干擾數目遠大于天線陣列單元數,入射角呈現隨機分布,功率電平也有很大的動態變化范圍,此時的天線叫智能天線。對自適應天線而言,只需對入射干擾信號進行抵消以獲得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。對智能天線而言,由于到達陣列的多徑信號的入射角和功率電平均數是隨機變化的,所以獲得的是統計意義上的信干噪比(SINR)的最大化。
(2)智能天線與空間分集技術的比較
空間分集是無線通信系統中常用的抗多徑衰落方案。M單元智能天線也可等效為由M個空間耦合器按優化合并準則構成的空間分集陣列。因此可以認為智能天線是傳統分集接收的進一步發展。
但是智能天線與空間分集技術卻是有顯著的差別的。首先空間分集利用了陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號的弱相關性,也即是不同路徑的多徑信號的弱相關性。而智能天線則是對所有陣元接收的信號進行加權合并來形成空間濾波。一個根本性的區別:智能天線陣列結構的間距小于一個波長(一般取λ/2),而空間分集陣列的間距可以為數個波長。
(3)智能天線與小區扇區化的比較
小區的扇區化可以認為是一種簡化的、固定的預分配智能天線系統。智能天線則是動態地、自適應優化的扇區化技術。現在,我們來討論一個頗有爭議的問題。根據IS-95建議,當采用120°扇區時系統容量將增加3倍。由此是否可以得到結論,扇區化波束越窄系統容量提高越大?考慮到實際的電磁環境,我們認為對這一問題的回答是否定的。這是因為窄波束接收到的信號往往是由許多相關性較強的多徑信號構成的。一般情況下,各徑信號的時延擴展小于一個chip周期。這時信號波形易于產生畸變從而降低信號的質量達不到增加系統容量的目的。同時如果采用過窄的波束接收信號,一旦該徑信號受到嚴重的衰落,則將直接導致通信的中斷。另外,過窄的接收波束在工程上是難以實現的,并將成倍地增加設備的復雜度。
5智能天線的未來展望
(1)目前還沒有一個完整的通信理論能夠較全面地將智能天線的所有課題有機地聯系起來,故需要建立一套較完整的智能天線理論;另一方面,高效、快速的智能算法也將是智能天線走向實用的關鍵。
(2)采用高速DSP技術,將原先的射頻信號轉移到基帶進行處理?；鶐幚磉^程是數字算法的硬件實現過程。
(3)由于圓形布陣和二維任意布陣比等間隔線陣優越,同時陣列天線的數字合成算法能夠用于任意形式陣列天線而形成任意圖案的方向圖,因而可考慮在CDMA基站中采用二維任意布陣的智能天線。
(4)在移動臺中(如手機)采用智能天線技術。
(5)采用智能天線技術來改善移動通信信道中上下鏈路不能使用同一套權值的問題,以改善上下鏈路的性能。
(6)目前,智能天線技術的研究已不是單一地研究智能天線本身,應與CDMA的一些關鍵技術(如多用戶檢測技術、多用戶接收技術、功率控制等)結合在一起研究。
6結束語
智能天線是一門綜合性很強的學科。它涉及到天線技術、無線電傳播技術、信號檢測與處理等多學科。智能天線已從單一的軍事應用步入民用通信領域。由于CDMA移動通信系統技術相對于FDMA、TDMA系統具有較大的容量,且由于智能天線可以降低多徑干擾、多址干擾等因素,這使得智能天線技術成為當前移動通信的研究熱點。
要想合理地應用多元化智能，教師就必須根據學生來制定具有較強針對性的教學策略。在新課改中，因材施教的觀念已深深地印入教師們的心中，所以，教師一定要有針對性地進行課堂教學。每個學生之間的性格與其智能高低是不可能相同的，作為傳授者的教師顯得尤為重要。當教師做到按照每一個學生的不同情況做好針對性的教學，肯定可排除學生間因智能高低所產生的問題，從而讓學生得到更為全面的發展。如在學習初中語文教材中“做一名小記者”的口語課時，教師就可組織一次真實的采訪活動。教師可通過平時對學生特點的了解進行針對性的分組，并且布置不同的任務給每一個小組去完成。在任務中可細分出錄音、攝影、筆錄等小任務，讓每個小組成員間有自己單獨任務的同時還要互相幫助才能完成。通過這樣的活動能最大限度地對學生進行針對性培養，也更有利于學生多元智能的成長。
2．多元智能理論的多樣性
改變傳統教學中“灌輸式”、單一式的教學方式不是一個簡單的問題，主要是初中語文教師已對傳統教學模式的思路根深蒂固，因而在教學中過于注重理論知識傳授的現象也不少見。傳統的教學方式很容易造成學生學習思路的單一化，而且會漸漸地讓其對學習語文失去興趣，進而讓多元化智能難以實行。在語文教育改革中，就有人提出語文教育的主要目的是培養學生對喜愛祖國語言的思想情感，與此同時提升學生的語文底蘊。其中還特別強調，教師應正確地指引學生對祖國語言文字的應用和理解，讓其在生活中擁有良好的寫作能力、漢字閱讀能力等。所以，在初中語文教學中，教師應多了解每個學生的特點與愛好，進而采用多樣性的教學方式，讓每個學生的特長智能都能最大程度地發展。如在學習《皇帝的新裝》時，教師可讓學生對其中的場景、對話進行演示，從而增強學生的情感體驗、故事敘述等能力。豐富學生對語文的感悟與興趣，讓學生從根本上喜歡上語文課。
3．多元智能理論的特殊性
初中生是一群正處在思想活躍期的孩子，所以，如果在初中教學中仍然使用傳統的教學方式，沒有及時把學生放在重要位置，忽略學生間的智能不同，采用統一的教學方式，那么將會造成學生出現明顯的差距，其個人特長優勢也都得不到表現與發展。而多元理論則明確地表示，在初中語文教學中要及時地發現和體現出學生間的特別之處。這一理論的誕生，使教師在教學中能不斷地反思，也讓學生有充分表現的機會，從而挖掘出每個學生的優勢智能，讓其能有足夠的時間與空間去成才發揮，這樣才有利于推進多元化理論的前進。如在學習《窗》一文時，教師就可以組織一次表演，讓平時寫作能力比較強的學生寫出另一種結局，喜愛表演的同學負責劇本演出。這樣讓每一個學生都有發揮自身才能的機會，充分體現出學生的特長，使每個學生的獨特個性都得到良好的發展。
4.結束語
1.1大型帶式皮帶機的一般啟動方式在大型帶式皮帶機中一般采用的是全壓啟動、電抗降壓啟動以及星三角啟動等方式，這些方式雖然能夠帶動電機使電機進行啟動，但是在節能以及啟動過程中的保護方面或多或少都存在著一些不足。
1.2大型帶式皮帶機的一般運行方式現今，大型帶式皮帶機多是根據皮帶機的工藝以及皮帶機的最大輸送載荷來確定減速機和膠帶以及電動機的選用的，同時在運行的過程中一直會處于工頻狀態。電機是以恒轉速進行運行的。這就造成了在大型帶式皮帶機的運行過程中處于半載或者是空載的情況下的電能的浪費。以及使用多臺電機來帶動驅動同一條皮帶時所形成的分配難題。
2變頻調速智能控制系統在大型帶式皮帶機中的使用
隨著我國經濟的發展以及電力電子技術水平的不斷提高，通過對原有的大型帶式皮帶機進行變頻調速智能控制的改造，使得大型帶式皮帶機能夠根據膠帶機的使用工況進行相應的智能變頻，同時降低了電機啟停時的電流過大對于電網其他用電設備的影響。同時通過使用變頻調速智能控制實現了對于電機的軟啟動，減少了在電機啟動的過程中由于突然啟停而對于大型帶式皮帶機中的機械部分以及皮帶的影響。
2.1大型帶式皮帶機變頻調速智能控制對于電機的啟動方式通過大型帶式皮帶機進行變頻調速智能控制改造，降低了皮帶機啟動過程中對于減速機、電機機以及皮帶機的損害，近些年來由于電力電子技術的發展，使用變頻調速技術來取代原有的啟動方式，其中變頻調速啟動實際上是一個降壓啟動的過程，在原先的啟動方式中大型帶式皮帶機的啟動采用的是工頻電壓，而在變頻調速中所采用的是將改變頻率的方式來改變輸出電壓，其中電機輸出電壓的頻率是一個變量而不是工頻。通過采用變頻調速的軟啟動方式可以使電機采用慢速啟動，從而帶動大型帶式皮帶機進行緩慢啟動，將大型帶式皮帶機中膠帶彈性變形所存儲的能量緩慢的釋放，保護了皮帶機中的皮帶、減速機、電動機等。
2.2大型帶式皮帶機變頻調速智能控制增加了皮帶機的使用壽命大型帶式皮帶機變頻調速智能控制通過采用變頻調速的方式可以有效的降低對于大型帶式皮帶機的損害。其中變頻調速智能控制的節電裝置是一種電子集成器件，同時它是將機械壽命轉化為電子壽命，有效的延長了大型帶式皮帶機的使用壽命，極大的降低了大型帶式皮帶機的設備維護量。采用變頻調速智能控制的方式能夠根據電機的實際載荷來進入自動調速狀態來實現對于大型帶式皮帶機的節能控制，同時確保大型帶式皮帶機啟動過程中的平滑，以及啟動過程中轉矩較大，且沒有沖擊電流，實現了重載啟動。由于在啟動過程中減少了對于大型帶式皮帶機機械部分的沖擊，增大了皮帶機的使用壽命，極大的提高了大型皮帶機的使用壽命，減少了皮帶機的檢修量，同時，通過進行智能控制改造，使用電機與減速器之間進行直接連接，去除了原先所采用的液力耦合器這一中間環節，使得電機的傳遞效率要較原先的傳遞效率提高5-10個百分點。
2.3大型帶式皮帶機變頻調速智能控制的運行方式大型帶式皮帶機變頻調速智能控制由于采用了智能技術、變頻控制技術等對皮帶機在運行過程中電機的電流、電壓以及功率因數、扭矩等進行檢測，并根據載荷量對變頻器實現實時跟蹤調節電壓和頻率，并饋送出相適應的輸送功率。從而達到降低大型帶式皮帶能耗的目的。通過使用大型帶式皮帶機變頻調速智能控制實現了皮帶機在使用過程中的平滑與穩定，極大的提高了大型皮帶機的使用壽命。當使用多臺電機來帶動皮帶機皮帶進行運轉時，采用主從控制，通過采用PID跟蹤調整的方式，有效的實現了各電機的功率平衡，使得各電機在運行時主從電機的電流基本相等，從而實現了多臺電機驅動同軸輸送機設備時的功率平衡。
2.4大型帶式皮帶機變頻調速智能控制的其他輔助功能大型帶式皮帶機變頻調速智能控制通過采用傳感器來對電動機的電流、電壓以及功率因數、轉矩、速度以及皮帶的運行狀態（如跑偏、撕裂等）進行檢測。并將檢測的狀態實時輸送到液晶顯示屏中，對于大型帶式皮帶機采用手動和自動兩種控制方式，兩種方式之間可以方便的進行切換，手動方式主要應用于對于大型皮帶機的調試與維修。自動控制方式多用于電機的正常運行，通過在電機運行時進行變頻調速來使電動機保持在最佳的工作狀態，從而達到節能的目的。
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賓館改造時采用智能客房控制系統，對客房的資源進行集中管理，幫助客人方便使用賓館客房內的各種用電設備及享用各種軟。在該套系統中，每個客房配置一個客房配電箱和一個客房智能控制器。房間內除了冰箱等不能斷電的重要插座外，其余的用電設備如照明燈具、電視插座、普通插座等都是由客房智能控制器來控制?？头颗潆娤涔╇娊o智能控制器，控制器通過編程對其末端連接的強電燈具、客房插座、空調風機、空調電磁閥、多路音樂、顯示時鐘、請勿打擾等功能進行集中控制;每個客房控制器都有自己獨立的網絡地址，系統底層直接采用標準TCP/IP通信傳輸協議，通過樓層服務器進行數據的集中和轉發，從而保證系統數據的完整和穩定。同時系統通過主干交換機連接所有樓層交換機和數據庫服務器以及前臺、客服、工程部等部門電腦?？头靠刂葡到y設計說明:
1)無人模式:正?？头吭跓o人入住時處于待租無人模式，RCU(智能客控主機)此時處于無人省電運行狀態;系統軟件顯示客房為無人，客房內空調運行于無人模式，受網絡遠程控制。可在軟件端設定其工作狀態。
2)開房模式:客人在前臺辦理入住手續，發電子門鎖卡，客房進入已租入住模式(從賓館管理軟件獲知);空調將由無人模式自動切換到開房模式，在開房模式下，空調設定溫度為舒適溫度，并且為高速運行，使客房在客人進入時已達到舒適溫度，溫度達到設定溫度后，關閉電動閥，停止風機運行。
3)歡迎模式:客人利用賓客卡開啟門鎖，門磁檢測后房門開啟，自動開啟廊燈并延時30s關閉;將門鎖開門卡插入節電開關，節電開關進行智能身份識別，只有合法卡方能取電，燈光進入歡迎模式，開啟客房內指定燈光，門外顯示器及軟件顯示客房為有人;如果采用智能通訊型取電開關，還可將卡片持有人身份如客人卡、服務員姓名、管理人員姓名等傳送到系統軟件進行顯示。
4)普通模式:客人可通過弱電開關面板對燈光、排氣扇、服務功能等進行控制;空調進入本地操作模式，客人可操作溫控器按自己的需求來控制客房溫度;在軟件端可實時查詢客房內空調運行情況，如實際溫度、設定溫度、風速等;客房內“請勿打擾”、“請稍候”、“SOS”、“退房”等服務信息實時傳送到門外顯示器和軟件界面，并有聲音及信息提示;當有“SOS”等信息時，門外顯示器上“勿擾”、“清理”、“請稍候”指示燈將同時閃爍，以引導相關人員迅速找到此客房。此時不可實現“請勿打擾”服務請求;“請勿打擾”還和“請即清理”、“請稍候”實現互鎖;“請勿打擾”狀態下按門外顯示器的“門鈴”鍵無效;當客人在接聽電話或在衛生間時，若門外有人按“門鈴”鍵，客人可在控制面板上按“請稍候”鍵，同時“門外顯示器”上“請稍候”窗口點亮，且不斷閃爍，告之請稍等;當客人再次按下此鍵或開啟房門時，此狀態取消;浴室內可安裝紅外微波探測器，當檢測到客人進入衛生間時，可自動點亮浴室燈、排氣扇(編程修改)，如果長時間無人，可關閉衛生間所有燈具及排氣扇，以節省能源;衣柜內的衣柜燈由行程開關控制，不進入RCU;空調運行狀態和客房溫度，門磁等開關狀態等信息實時傳送到系統軟件。
5)睡眠模式:客人休息時，可按下床頭“總控”鍵，系統進入睡眠模式，燈光全部關閉;在睡眠狀態下，按任意鍵自動開啟夜燈，并喚醒系統恢復普通模式。
6)已租無人模式:當客人外出(未退房)時，系統進入“已租無人”模式;空調按“已租無人”模式運行，如夏天設置為26℃，風速設置為自動(可自由設置);當客人再次回客房時，空調將自動恢復客人以前設定的狀態，以尊重客人的個性化需要。
7)退房模式:當客人按下“退房”鍵時，信息傳送到系統軟件，通知服務人員到該客房進行查房，服務人員可以提前進行結賬工作，以避免讓客人在前臺等待過長時間。客房控制系統通過節電開關、空調遠控和自動控制等一系列措施，可在保證客房舒適度和客人滿意度的前提下，保證最低的能源消耗。通過網絡系統將客人的各種要求及時提供給酒店管理方，使客人在第一時間得到優質服務，從而提高客人的滿意度。
2賓館其他區域電氣智能控制改造
1)賓館大堂的溫度控制門廳作為賓館的門面，全天候對客人開放。但是隨著大堂人流的不同，空調負荷也不同。通過調查發現大堂人流的分布具有一定規律:清晨入住的旅客較多;而離店的旅客則多集中在中午時分;其余時間，旅客則往來較為隨機。因此，大堂的空調熱負荷也隨著客流變動呈現出規律性波動。改造后的樓控智能系統可以根據這種規律，通過變頻器提前調整空調機組和冷水機組的運行狀態，減少控制系統動態波動的能源耗費，這既確保了室內溫度舒適性，又實現了節能控制。
2)室內照明控制賓館的室內照明場所，大體上可分為營業場所(大廳、餐廳、客房)照明、內勤辦公場所照明和公共空間(走廊、洗手間)照明三部分。本次改造中采用了晝光感知器與紅外感應設備來控制照明燈具，具體做法如下:(1)在門廳大堂區域設置晝光感知器:當屋外自然光照充足時，該設備可自動調降可調光型電子安定器的輸出以及靠窗燈具的亮度，或直接關閉燈具。在值班室的客控主機內設置了時序控制器(timer):該控制器可在預定的時間根據相應程序自動地對照明環境作模式切換，或控制燈具的明滅，無須手動操作。避免了因忘記關燈而浪費電能。(2)在賓館的走廊、小型會議室、會客室、衛生間等場所設紅外開關裝置。走廊內紅外感應裝置可自動檢測該空間內的人體溫度:在晚上時，若沒有人經過，則會關閉除應急系統外的大部分燈光，當有人經過時，紅外線感應器送出信號，使該走廊、通道的燈光可以開啟，讓人們可以順利通過，也可以讓安全監控能夠工作。在會議中心，也設置了紅外開關系統。非宴會時間，當有工作人員進入工作廳內工作時，紅外線感應器感應到人體體溫的紅外信號，指令廳內的某幾路燈光漸亮，可以讓工作人員在有光的情景下工作。當工作人員離開后，廳內的燈光延時10min后關燈。宴會期間，可通過調整面板模式，設置燈光效果。當宴會開始后，一旦紅外開關感應到人員入場，則將開啟相應照明模式燈光。
3改造前后的比較
該系統安裝調試好后，經過一段時間的使用，經實地測量其效果比以前有了很大進步，每個客房房間平均每天10h的用電量如表1所示。通過表1，可以看出改造后客房節電率能提高50%～80%，總用電量節約20%～30%，極大地節省了電能，并保證賓館的軟硬件設施的先進性。提升賓館的整體形象，提升客人對賓館的評價，從而大大增加客流量，提高賓館總體的經營收入。該控制方式不僅安全，可靠，更符合國家提倡綠色賓館建設要求。
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本實用新型涉及汽車剎車制動，特別是一種安全可靠的智能剎車系統。
背景技術
目前交通事故主要有：翻車、車撞車、車撞人或者車撞障礙物等，出現這些情況的原因這與現有的剎車系統有很大的關系；主要是因為駕駛員在事故發生前由于各種原因來不及提前手動操作剎車系統，亦有人為誤操作（如誤踩油門）或車體本身的剎車系統失靈等原因造成事故的發生。因此汽車如何減少或最大限度避免交通事故發生，成為汽車安全設計的重中之重，汽車的行駛安全不僅關系到駕乘人員的自身的生命財產安全也關系到他人的生命財產安全，因此汽車在發生碰撞前如何進行自動緊急剎車以避免交通事故的發生或最大限度減小人們的生命財產損失這一問亟待解決。
實用新型內容
為解決上述問題，本實用新型旨在提出一種智能剎車系統。
本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：智能剎車系統，含觸摸屏顯示器、傳感器、電磁閥和輔助剎車裝置，其特征在于：觸摸屏顯示器與PLC可編程邏輯控制器連接組成安裝在汽車駕駛室里的屏觸摸控制器；傳感器安裝在車頭和車尾，電磁閥與油門管道連接；傳感器、電磁閥和輔助剎車裝置通過信號線分別與PLC可編程邏輯控制器連接。
本實用新型安裝在車頭和車尾的傳感器為長度傳感器，用于實監測障礙物與車體前后的距離，所得的感應信號傳送給PLC可編程邏輯控制器；速度傳感器的信號線與PLC可編程邏輯控制器連接，用于實時監測汽車的行駛速度。
本實用新型的有益效果是：長度傳感器對車前車后的障礙物進行實時測距，速度傳感器對汽車的速度進行實時監測，將距離信號和速度信號傳送到PLC可編程邏輯控制器，經PLC處理后得到執行指令信號，該指令信號控制輔助剎車裝置進行剎車制動，同時根據該指令信號對油門電磁閥關閉度進行控制，以控制汽車發動機的輸出功率，使得汽車可根據距離、速度自動調整輔助剎車裝置的制動力和汽車發動機的輸出功率，避免汽車碰撞或追尾事故的發生。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
實施例一：
如圖1～圖3所示的智能剎車系統，觸摸屏顯示器與PLC可編程邏輯控制器5連接組成屏觸摸控制器1并安裝在汽車6駕駛室里；長度傳感器2.0安裝在車頭和車尾，速度傳感器2.1與汽車6原來的速度表連接，速度傳感器2.1的信號線與PLC可編程邏輯控制器5連接；油門防爆電磁閥3與油門管道連接；傳感器、電磁閥3和輔助剎車裝置4通過信號線分別與PLC可編程邏輯控制器5連接。如圖4所示為汽車6向前行駛的情況，當汽車6行駛在公路上時，車前行駛開關K1閉合，車后退開關K2斷開，車后長度傳感器2.0將不起作用，車前傳感器和朝地傳感器均為長度傳感器2.0并處于工作狀態，綠色的CL正常指示燈7保持亮，本實用新型在自動狀態下（分為自動和手動兩種，手動時停止開關K閉合，自動時相反）,在一定的距離內長度傳感器2.0傳感器感應到障礙物9(長度傳感器2.0能夠感應到的最大距離c米)；長度傳感器2.0能夠感應到的最大距離c米和汽車6當前速度傳感器2.1所感應到的行駛速度成正比，在感應到障礙物9后，汽車6與障礙物9的距離小于或等于最大距離c米時,傳感信號立即輸送至PLC可編程邏輯控制器5,通過系統的運算處理；根據感應的距離的長短輸出信號給剎車動力裝置，同時PLC可編程邏輯控制器5給報警燈8一個信號，絕色報警燈8閃爍，提醒司機剎車，在司機沒有采取剎車動作后，同時輔助剎車裝置4根據得到信號的強弱將執行四個不同的指令(也可以說是分為四個檔:25%、50%、75%、100%。當輔助剎車裝置4得到強信號時，輔助剎車裝置4的輸出是100%)。當設定的最大距離是c米，最小距離是b米時，當汽車6的車前長度傳感器2.0感應到距離為c米時，輔助剎車裝置4的輸出功率是25%)；b米時輔助剎車裝置4的輸出功率是100%。同時油門自動控制防爆電磁閥3在感受距離為c米時，油門防爆電磁閥3關閉度為50%（在人工誤操作，手動把油門打到100%，油門的輸出最大只有50%；c/2米時電磁閥3的關閉度為100%（也可按具體情況而設定，在人工誤操作，手動把油門打到100%，油門也會全部關閉）。輔助剎車裝置4和電磁閥3的控制可實行PID方式控制。行駛的汽車6按上述的設置，當汽車6距障礙物9的距離達到c米時，輔助剎車裝置4開始啟動，立即剎車25%，同時油門電磁閥3關閉50%；當距離達到c/2米時，油門電磁閥3關閉100%（即全部關閉），當距離達到b米時，輔助剎車裝置4的輸出功率為100%（即全部剎死）；這樣就避免了車禍的發生。
實施例二：
如圖5所示的智能剎車系統其結構和控制方式同實施例一，即汽車6車在倒車時撞障礙物9前的控制原理和實施例一相同，汽車6在倒車時撞障礙物9前，汽車6的車前傳感器和朝地傳感器均為長度傳感器2.0并將不起作用，因為倒車的速度比較慢，只要汽車6和被撞障礙物9之間設置的距離在d米內，汽車6的輔助剎車裝置4根據需要全部剎車；是否進行全部剎車也可以根據車主的習慣而定，僅需要改變PLC可編程邏輯控制器5的程序即可實現。
實施例三：
如圖6所示的智能剎車系統，其結構和工作原理同實施例一，不同的在于在翻車前的控制，當汽車6向前行駛，汽車6的前端有懸崖10，在駕駛員來不及剎車和/或手動剎車失靈時，汽車6在翻車前控制原理和汽車6在倒車時撞障礙物9前的控制原理和上述實施例一樣，朝地傳感器是以地面為參照物，當車要沖下懸崖10前，當車離懸崖10邊的距離小于或等于a米時，這時朝地傳感器感應不到地面，就會發出一個信號給PLC系統，（一般“a”的值比較小），PLC系統通過處理，給油門防爆電磁閥3和輔助剎車裝置4一個信號，立即100%自動關閉油門和100%啟動剎車動力裝置，使車立即剎車，以免車掉下
生物識別門禁系統根據人體的生物特征差異來識別身份。正由于生物特征不能仿冒，具有獨特性和唯一性，所以該系統安全系數最高，成為高機密場所和信息中心的第一選擇。常見的有指紋識別、臉譜識別、虹膜識別等。但是，生物識別門禁系統的成本太高，因此應用的范圍很窄。感應式IC卡門禁系統又分為接觸式和非接觸式。接觸式卡容易磨損，使用次數有限；而非接觸式卡憑其耐用性好、讀取的速度快、安全系數高等優勢，迅速成為主流。但是傳統的感應式IC卡式門禁系統存在功能單一、攜帶不方便、成本高、信息存儲介質易損壞、使用溫度范圍窄、不能適應惡劣環境等缺點。針對這些不足，本文設計了一種新型的具有時間顯示、身份識別、開鎖、儲存信息等功能的智能門禁系統。
2系統的硬件設計
本文設計的門禁系統硬件主要由身份識別電路、主控單元、存儲電路、LED顯示電路、時鐘電路和繼電器控制電路六大模塊構成。
2.1主控單元模塊
本設計采用AT89C51作為系統的主控模塊，實現出入控制、時間顯示、報警控制、出入人員信息記錄等功能，并在系統中預留有相應的IO接口，便于系統根據不同場合的需要擴展功能，例如擴展攝像功能、危險品檢測功能等。
2.2繼電器控制模塊
在設計中，繼電器的驅動是由三極管來控制的。三極管的基級一端通過一個電阻與單片機引腳相連接。當該引腳輸出高電平時，三極管導通，繼電器線圈通電使常開觸點閉合，提示燈亮，此時表明電子鎖打開，可以通行。
2.3身份識別模塊
本設計選用第三類IC卡，即觸碰卡（touchmemory，簡稱“TM卡”），又稱為ibutton，它是美國DALLAS公司的產品，采用單線協議通訊，只有單根信號線。TM卡既傳輸時鐘信號，又傳輸數據內容，而且數據的傳輸是雙向的，其線路簡單，便于總線擴展，具有抗撞擊、耐腐蝕、抗電磁干擾、防折疊、防爆、防潮、防煤塵、具有唯一的64位光刻標識號、使用溫度范圍寬且便于攜帶等特點，所以存儲于其中的數據信息具有相當高的安全可靠性，大幅提高了門禁考勤系統的性能，成本低且便于維護使用。TM卡在讀寫數據的時候是通過一個切換開關K來切換5.0×106Ω和50Ω兩個阻抗，從而借助信號被拉低的時間長短表示邏輯電平“0”和“1”。TM卡與單片機的硬件連接如圖1所示。工作原理：ibutton的探頭與單片機引腳間加上了一個10kΩ大小的上拉電阻，當ibutton與該引腳所連接探頭接觸后，命令信號和雙向數據經過該引腳輸入或輸出。身份識別時，嚴格按照先ROM命令再存儲器命令的順序，只有當TM卡成功完成ROM命令后，才能執行存儲器命令，保障讀取數據的正確性。使用時，將ibutton與探頭瞬間接觸，單片機就可以在短時間內與ibutton進行通信，并發送ibutton能夠識別的命令字讀出ibutton內64bits數據，然后再與設定的64位碼進行比較，完成身份的驗證。當兩個碼比較一致后，單片機繼電器控制引腳輸出高電平，三極管導通，使得繼電器常開觸點閉合，啟動門禁控制，提示燈亮，允許通行。
2.4顯示模塊
本設計中，為了節省IO資源，單片機與LED的連接采用串行方式，并采用MAX7221芯片驅動LED共陰極數碼管，通過動態掃描的方式實時顯示出入時間。2.5存儲模塊設計中采用AT24C02芯片來存儲出入人員的信息及時間、報警記錄等，并可在功能擴展的情況下記錄出入人員圖片信息、危險品和非法攜帶品情況等。AT24C02信息存取采用了I2C總線。I2C總線是一種串行數據總線，只有兩根信號線，一根是雙向的數據線SDA，另一根是時鐘線SCL。在本設計中，單片機用兩根I/O口線來模擬I2C總線接口，兩根信號線經過上拉電阻接電源。
3系統的軟件設計
軟件采用C51進行設計，并利用Keil和Proteus軟件進行了仿真。系統的程序流程圖如圖3所示。程序初始化時，要先對DS1302及內部定時器T0進行初始化。啟動程序后，單片機讀取識別卡內部的64位ROM，并與已設定的64位碼進行比較。如果64位碼比較結果一致，系統將閉合繼電器的常開觸點，同時啟動定時器T0，此時，數碼管將會顯示“－－－”。當用戶取下識別卡后，會重新恢復為顯示時間的狀態。如果繼電器常開觸點閉合10s，系統將自動斷開常開觸點。如果兩個碼不同，系統直接調用顯示時間的程序。
4系統的仿真測試
本設計在沒有人通行時，系統只有時鐘電路工作，LED顯示時間；當有人通行，身份識別通過之后記錄來訪者信息，同時繼電器線圈通電，提示燈亮，表示此時允許通行；定時器開始計時，定時結束之后，繼電器恢復斷開狀態，提示燈滅，LED繼續顯示時間。系統的仿真和測試結果表明當出入人員通過ibutton正常通行時，繼電器閉合，提示燈亮，定時10s，同時記錄來訪者的通行時間。定時時間到后，繼電器斷開，提示燈滅。仿真和測試結果表明本設計實現了預期的功能。
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