臺灣博碩士論文加值系統

現今，隨著石化能源存量即將用盡以及溫室效應日益嚴重等環境問題使得與節能減碳相關之環保概念備受重視，且隨著節能減碳這股潮流的趨勢，於各領域中也發展出了許多節能系統。其中，與人們日常生活息息相關的「道路照明」亦有許多節能系統之技術、專利被提出，並提倡以路燈照明亮度的調控，減少不必要的耗電量，達成節電、節碳之目標。

但是，多數節能路燈系統只將重點放在節電功能上，並無詳加考慮到節能路燈系統的使用時機，甚至忽略了節能路燈系統可能會造成駕駛、用路人產生視覺疲勞進而導致交通意外等問題。為了改善前述之缺失，因此本研究建構出一套LED 路燈控制系統，不但可以達成節電、減碳、環保等功效，亦兼顧了駕駛、用路人的行車安全以及讓節能路燈系統使用於適當的時機以延長路燈與控制系統的使用壽命。

Nowadays, with the environmental problems such as imminent exhaustion of fossil energy and increasingly serious global warming make the concept of environmental protection about energy conservation, and carbon emission reduction has been taken seriously, and many energy-saving systems have been proposed in various fields with the trend of energy conservation and carbon emission reduction. Furthermore, there are a lot of energy-saving technologies and patents of "road lighting", which are closely linked with people's daily life. In order to achieve the goal such as energy conservation and carbon emission reduction, those technologies and patents recommend reducing unnecessary power consumption by adjusting the brightness of streetlight.

However, most of energy-saving streetlight systems merely focus on their energy-saving function, but neglect the optimal opportunity of using ofenergy-saving streetlight system, even ignore the problem that the energy-saving streetlight system may cause driver or road user to produce a phenomenon of visual fatigue, which may further lead to a traffic accident. In order to mitigate the foregoing disadvantages, this thesis constructs an LED streetlight control system that not only achieves energy conservation, carbon emission reduction, and environmental protection but also considers the traffic safety of drivers and road users. This system also makes the energy-saving streetlight work at the appropriate time to extend the life of streetlight and control system.

中文摘要--------------------------------------------I
英文摘要--------------------------------------------II
致謝-----------------------------------------------IV
目錄-----------------------------------------------V
表目錄---------------------------------------------VIII
圖目錄---------------------------------------------IX
符號說明-------------------------------------------XI
第一章 緒論-----------------------------------------1
1.1 研究背景----------------------------------------1
1.2 研究動機與目的-----------------------------------4
1.3 論文架構----------------------------------------6
第二章 LED道路照明之相關特性介紹----------------------7
2.1 LED相關特性介紹---------------------------------7
2.1.1 LED的發光原理及構造---------------------------7
2.1.2 白光LED的製造技術-----------------------------9
2.1.3 LED的應用領域--------------------------------10
2.1.4 LED的調光技術--------------------------------11
2.1.4.1 類比調光技術-------------------------------11
2.1.4.2 多顆LED進行分組調控------------------------11
2.1.4.3 交流矽控整流調光技術------------------------12
2.1.4.4 脈波寬度調變調光技術------------------------13
2.2 傳統道路照明光源的介紹--------------------------15
2.2.1 螢光燈--------------------------------------16
2.2.2 水銀燈--------------------------------------17
2.2.3 高壓鈉燈-------------------------------------18
2.2.4 複金屬燈-------------------------------------18
2.2.5 各類路燈光源之比較----------------------------19
2.3 各類道路用偵測器介紹----------------------------20
2.3.1 紅外線偵測器---------------------------------20
2.3.1.1 主動式紅外線偵測器--------------------------20
2.3.1.2 被動式紅外線偵測器--------------------------21
2.3.2 超音波偵測器---------------------------------21
2.3.3 微波雷達偵測器-------------------------------21
2.3.4 環路線圈式偵測器-----------------------------22
2.3.5 影像式偵測器---------------------------------22
2.3.6 無線射頻偵測器-------------------------------23
第三章 道路照明的設計與相關規範----------------------25
3.1 道路照明基本需求之分析--------------------------25
3.1.1 道路照明的亮度與均勻度------------------------25
3.1.2 眩光的避免-----------------------------------27
3.1.3 路燈光源的特性-------------------------------28
3.1.3.1 光源的演色性------------------------------28
3.1.3.2 光源的色溫--------------------------------28
3.1.3.3 光源的穿透性------------------------------29
3.2 道路照明的設計流程-----------------------------30
3.2.1 道路現況調查與分析---------------------------30
3.2.2 選擇適當的照明基準---------------------------31
3.2.3 照明系統分析選用-----------------------------34
3.2.4 蒐集有關燈具的資料---------------------------35
3.2.5 計算平均照度---------------------------------39
3.2.6 計算明暗均勻度-------------------------------39
3.2.7 道路照明用電密度-----------------------------40
第四章 先前技術------------------------------------42
4.1 中華民專利公告第M409349 號---------------------42
4.2 中華民專利公告第I362896 號---------------------43
4.3 中華民專利公告第M413891 號---------------------44
4.4 中華民專利公開第201251507 號-------------------45
4.5 中華民專利公開第201208477 號-------------------46
4.6 中華民專利公開第201229973 號-------------------48
4.7 中華民專利公開第201134304 號-------------------49
第五章 具節能的LED 路燈控制系統---------------------51
5.1 以模型實現「具節能的LED 路燈控制系統」-----------52
5.1.1 模型尺寸之設計流程---------------------------52
5.1.1.1 預設道路類型------------------------------52
5.1.1.2 選定燈具、燈具資料收集---------------------53
5.1.1.3 計算道路平均照度、路燈設置桿距--------------54
5.1.1.4 查驗是否符合照明基準-----------------------57
5.1.1.5 模型尺寸----------------------------------60
5.1.2 「具節能的LED 路燈控制系統」之實際運作說明-----61
5.1.3 「具節能的LED 路燈控制系統」之設計理念---------66
5.1.3.1 感應照明之LED 路燈維持最大亮度的持續時間-----66
5.1.3.2 「感應照明模式下」固定亮度之LED 路燈設置-----67
5.1.4 系統架構------------------------------------69
5.1.4.1 系統主控端之電路架構-----------------------69
5.1.4.2 LED路燈控制端之電路架構--------------------74
5.1.4.3 控制系統之程式開發-------------------------77
5.2 成果評估--------------------------------------79
5.2.1 傳統水銀路燈系統評估-------------------------80
5.2.2 具節能的LED路燈控制系統評估------------------81
5.2.3 兩套路燈系統評估結果之比較-------------------84
5.2.4 兩套路燈系統價格之評估-----------------------86
第六章 結論與未來研究方向--------------------------88
6.1 結論-----------------------------------------88
6.2 未來研究方向----------------------------------90
參考文獻-----------------------------------------91

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[47] “Progisp” User Manual. http://rytelyne.com/store/wp-content/uploads/2013/03/AVR-USBISPMANUAL.pdf
[48] 東亞照明，“2011-2012 綜合照明型錄”。 http://www.chinaelectric.com.tw/toa-2011cts.pdf
[49] 台灣電力公司，“103 年度電價表” http://www.taipower.com.tw/UpFile/_userfiles/file/詳細電價表(1).pdf
[50] Jeffrey Langholz, Kelly Turner, 2003, You Can Prevent Global Warming(and Save Money!), Andrews McMeel Publishing, Kansas City.