Arduino教室节能装置的开发+文献综述(3)
节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物（包括三废和噪声等）排放；狭义而言，节能减排是指节约能源和减少环境有害物排放。长期以来，能源一直是中国经济发展中的热点和难点问题。能源问题解决得好不好，直接影响到国民经济能否实现可持续发展。如今，解决能源问题，不外乎开发新能源、提高能源的利用效率，厉行节能政策。
1.2 研究目的与意义
中国的能源蕴藏量位居世界前列，同时也是世界第二大能源生产国与消费国能源，但消费总量不断增长，能源利用效率较低，能源一直以来都是制约中国经济增长的"瓶颈"。而我国由于人口数量庞大，学校很多，浪费的电力资源现象很严重。
目前，国内大、中、小学校教室的照明灯具控制大多采用手动开关，即使严格管理，仍不可避免地出现忘记关灯（关电风扇）的时候，特别是在白天，情况更是如此，从而造成大量的能源浪费。为解决上述问题，实现教室照明灯具的自动控制及远端人工监控，设计出一种新型的智能控制系统。 本控制系统分为温度传感器，人体红外感应器以及核心控制板等硬件系统和PC端软件监控系统。其工作原理是：当用户（学生、教职员工）进入教室时，红外感应器模块控制教室干路的断开、闭合状态，温度传感器模块控制电风扇支路的断开、闭合状态，同时上位机可以监控以上电路的断开、闭合状态。
1.3 国内外研究现状和发展趋势
1.4 教室节能装置介绍
本系统主要分为信息采集处理的软硬件系统、远程监控的软件系统和底层信息采集端与远程监控端的通信模块。信息采集的硬件平台以Arduino Duemilanove控制板为核心，外接温度传感器DS18B20、人体红外传感器HC-SR501、Arduino Ethernet W5100 网络扩展板以及电力猫等设备。信息采集的软件平台是以Arduino自带的集成开发环境Arduino-0023为平台，以类C、Java为开发语言。远程监控的平台是以PC机为核心，以Visual Studio 2010为集成开发环境，C#为开发语言，涉及到多窗体、多线程、数据库编程技术。PC端监控软件由三个界面组成，其一是用户登入界面，其二是教学楼用电一览表界面，其三是教室用电控制界面。通信模块采用了UDP协议，以网线、电线为传输媒介。
本系统的工作模式分为以下两种：
自主运行模式。在该模式下，PC端监控软件关闭或者处于断开连接状态，Arduino控制板将依据从传感器中获取到的信息，来控制教室内的日光灯、电风扇的使用状态，完全脱离PC端的监控，独自控制着教室内的用电设备。
远程监控模式。在该模式下，PC端监控软件处于与Arduino控制板连接状态，Arduino控制板将把从传感器中获得的信息上传到PC端，PC端监控软件将会根据数据库内教室用电控制表以及采集到信息，综合起来进行处理，将结果传到Arduino控制板，从而控制教室内的用电设备。在该模式下有两种工作方式，其一是自动监控方式，是将Arduino控制板的传感器信息传到PC端，将信息进行一些处理即将其中温度信息与阈值温度进行比较并将结果显示在界面上，其功能由教室用电一览表界面实现；其二是强制控制方式，在该方式下，处于强制控制中的用电设备将不在受Arduino控制板传来的信息的影响，强制控制对应的用电设备的使用状态，其功能在教室用电一览表界面及教室控制界面中实现。
不同的工作方式，系统的工作原理是有区别的。但其最基本的工作原理都是源自于底层自主模式下的。其基本原理是：通过红外传感器来感应教室内是否有人，温度传感器来感应教室内的温度，若没有人在教室，教室内的日光灯、电风扇会自动关闭，无论教室内的日光灯、电风扇是否打开；若有人，则教室内的日光灯允许打开。若有人，风扇的阈值温度低于教室内温度传感器中的温度，则风扇允许打开，反之，风扇会自动关闭，无论风扇开关是否打开。