一、背景分析

傳統(tǒng)的路燈系統(tǒng)是在配電箱中安裝定時設(shè)備，按照設(shè)定時間自動控制路燈開、關(guān)，仍以低效照明為主要功能，能源利用率不高。季節(jié)變化或天氣異常時，必須人工控制路燈開、關(guān)，這種簡單的控制方式缺乏靈活性。路燈系統(tǒng)的運行和維護(hù)需耗費大量的人力、時間成本，且人們不能實時監(jiān)控其運行狀況，收集其運行數(shù)據(jù)。

我將不同領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合，嘗試解決傳統(tǒng)路燈控制系統(tǒng)中存在的問題。

二、功能設(shè)計

模擬配電盤的照明狀態(tài)，將路燈照明系統(tǒng)設(shè)定為分段式照明。路燈照明線路設(shè)置為三相四線制，三條線路分時段控制路燈照明。系統(tǒng)由鐘控、漏電保護(hù)器、繼電器和交流接觸器通過導(dǎo)線連接相互控制來實現(xiàn)路燈分段照明的功能。

以將路燈分三段照明為例，每三天為一個周期。第一天是第一段照明狀態(tài)，第二天即第二段照明狀態(tài)，路燈熄滅再次亮起即為第二段照明線路開啟，實現(xiàn)線路轉(zhuǎn)換的核心元件是數(shù)碼分段開關(guān)控制器，由繼電器的相互控制實現(xiàn)照明。第三天，數(shù)碼分段開關(guān)控制器在關(guān)閉前兩段照明線路的同時，將系統(tǒng)狀態(tài)自動轉(zhuǎn)換到初始狀態(tài)。為了便于維修路燈，我還安裝了手動送電裝置。

該系統(tǒng)可直接加裝在傳統(tǒng)路燈系統(tǒng)中，達(dá)到控制路燈分段照明的效果。如果加裝通信模塊和相關(guān)的應(yīng)用軟件，還可實現(xiàn)對該系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操控。

三、實驗反饋

先將分段照明的時間設(shè)定為一個短周期，如2天～3天，應(yīng)用數(shù)碼分段開關(guān)控制器模擬公共場合路燈的開關(guān)，記錄、比對用電數(shù)據(jù)。在手機(jī)上加裝對應(yīng)的應(yīng)用軟件，通過移動通信遠(yuǎn)程操控。實驗結(jié)果表明，該智能路燈分段照明控制系統(tǒng)能分段控制路燈的開、關(guān)，節(jié)約電能，延長路燈的使用壽命。

四、創(chuàng)新點

以分段模擬系統(tǒng)改進(jìn)傳統(tǒng)路燈照明方式，將路燈系統(tǒng)與電腦、手機(jī)應(yīng)用軟件等結(jié)合，減少人力成本，且置換該系統(tǒng)成本低，易操作。（指導(dǎo)老師：吳寶凱）

作者心聲

智能路燈分段照明系統(tǒng)雖然嘗試應(yīng)用了人工智能化、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化、管理集成化等技術(shù)，但在節(jié)能控制技術(shù)和通信技術(shù)方面，更需要進(jìn)行深入探索和研究。我將在改進(jìn)該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上與新技術(shù)結(jié)合優(yōu)化設(shè)計，并開發(fā)與之相關(guān)的其他功能，例如采用綠色能源為路燈系統(tǒng)供能。

專家點評

趙蕗穎同學(xué)的智能路燈分段照明控制系統(tǒng)是一件創(chuàng)新實踐作品。最難能可貴的是，作為一名高三學(xué)生，她能在學(xué)習(xí)壓力較大的情況下完成這項專業(yè)性強(qiáng)、難度大的項目式學(xué)習(xí)項目。這至少能說明兩點：第一是趙蕗穎同學(xué)具有創(chuàng)新精神，已將為祖國、為人民“有所創(chuàng)造、有所發(fā)明”的人生追求根植于心;第二是趙蕗穎同學(xué)已具備一定的創(chuàng)新實踐能力與時間管理能力，這為她進(jìn)入高校后成長為創(chuàng)新人才打下了堅實的基礎(chǔ)。

但值得與趙蕗穎同學(xué)和輔導(dǎo)老師商榷的有兩點：其一，關(guān)于智能路燈方面的研究是一個專業(yè)性很強(qiáng)的領(lǐng)域，相關(guān)部門的研究人員和有關(guān)公司都在不斷更新與突破，青少年即便模仿或追隨也難達(dá)到一定的高度。其二，在做科技創(chuàng)新項目時，一定要有查新檢索的習(xí)慣，以保障項目的“三性”。

（欄目編輯? 秦銀銀）09C4B401-6EBE-4A47-A9CD-1CC03B63BAD1