光控路灯控制器.
光控路灯控制器设计
光控路灯控制器设计光控路灯控制器是一种能够自动感知光线强弱并控制路灯亮灭的设备。
它利用光敏电阻、光敏二极管等感光元件对周围环境光线进行检测与测量，并通过控制继电器或晶体管等开关元件来实现路灯的自动控制。
光控路灯控制器的设计离不开硬件电路和软件程序两个方面。
硬件电路部分，光控路灯控制器的主要包括感光元件、信号处理电路和执行电路。
感光元件通过接收周围环境的光线，并将光线强度转化为电信号。
常用的感光元件有光敏电阻和光敏二极管，其特点分别是阻值与光强负相关和电压与光强正相关。
感光元件输出的电信号传入信号处理电路，通过对信号进行放大、滤波、转换等处理，将其变为适合控制运算的信号。
执行电路根据信号处理电路输出的信号，通过控制继电器或晶体管等开关元件来控制路灯的亮灭。
此外，为了提高系统的稳定性和可靠性，还可以在电路中添加过压保护和过流保护电路，以预防由于电源异常等原因引起的损坏。
软件程序方面，光控路灯控制器的设计需要进行光感度调节和控制算法设计两个步骤。
光感度调节是为了使控制器能够在不同的环境光强下正常工作，可以通过在程序中设定合适的阈值，对感光元件输出的电信号进行判定，并调整控制器的工作范围和响应时间。
控制算法设计是为了实现自动控制的功能，根据光强的变化来控制路灯的亮灭。
一种简单的算法是通过判断当前光强和预设光强值的大小关系，来控制路灯的开关。
当光强小于预设值时，控制器使路灯亮起；当光强大于预设值时，控制器使路灯熄灭。
另一种更复杂的控制算法是根据不同时间段的光强变化规律来进行精准控制。
例如，在夜晚光强较低且稳定的情况下，可以降低光控灯的亮度，以节约能源及维护环境的目的。
总结起来，光控路灯控制器的设计需要从硬件电路和软件程序两个方面进行考虑。
在硬件电路方面，需要选择合适的感光元件和开关元件，并添加保护电路，以确保系统的稳定性和可靠性。
在软件程序方面，需要进行光感度调节和控制算法设计，以实现自动控制的功能。
通过合理的设计，光控路灯控制器可以方便地应用于各种场所，为人们提供更加智能、舒适和节能的路灯照明环境。
风光互补控制器说明书(最原始版)
风光互补(通用/路灯)控制器说明书一、型号及意义G W S xx yy □—○二、技术规格三、主要功能和特点1、使用灵活，即可用做风光互补路灯控制器，也可作为通用风光互补控制器。
2、有LCD和LED两种显示方式的机型可供选择。
3、可视化的人机对话界面：LCD或LED显示，按键或拔码进行设置和控制操作。
4、采用单片机实现了高智能化的控制，对蓄电池的充电进行科学化的管理。
5、两路路灯定时时间分别可设。
6、用做风光互补路灯控制器时，智能滤除短时光照变化，如闪电、短时遮蔽等的影响,不会误开灯。
7、具有光控、双时段时控、可选择的天亮前二次开灯功能。
天黑时光控制开灯（两路同时开灯），第一定时器开始计时。
在第一定时器定时时间满时关闭第二路灯（负载二）同时启动第二定时器；在第二定时器定时时间满时关闭第一路灯（负载一）天亮后既使定时未到也会关灯。
若使用了天亮前二次开灯功能则自动记忆前一日天亮时间，在天亮前会再次开灯约一小时（两路同时）。
8、蓄电池的充电电压门限值可进行设置，以便对不同特性的蓄电池进行合理的充电管理。
9、具有温度补偿功能，在-38℃—60℃的范围进行-30mV/（℃*12V）的温度补偿。
以满足不同温度下蓄电池的充电特性。
10、独立的温度探头可放置在蓄电池有代表性的测温点上。
以测得精确的蓄电池温度。
11、温度探头的智能识别：当温度探头不接或损坏时，控制器可自动按25℃时的参数进行充电管理。
12、在做通用控制器时，两路负载输出具有可独立设置的欠压保护门限和欠压恢复门限，以满足不同负载的需求。
13、具有过流、短路保护功能，工作稳定可靠。
当负载电流超过额定值时，过载指示灯闪烁；当负载电流超过额定值的120-150%时，过载指示灯长亮并切断负载。
当负载短路时立即切断负载，并过载指示灯长亮。
四、机器外观样式1、LCD控制器外观式样如图所示：2、LED控制器外观式样如图所示：五、显示界面和设置1、LCD显示器显示界面a)欢迎界面开机后显示欢迎界面几秒后进入工作参数显示界面。
光控路灯自动控制器电路图
光控路灯自动控制器电路图：路灯自动控制器，是天黑自动开灯、天亮自动关灯的装置，能节约劳力、电力和延长灯泡寿命，能自动根据天气晴或阴来推后或提前开灯时间。
适用于工矿、街道、航标等外部照明控制，亦适合电力供应紧张地区的家属照明在天亮后自动关断电源，以节约生活用电。
工作原理如图所示。
接通220v交流电源，电容C4两端将获得十12v直流电压。
天黑时．光敏电阻RG呈高阻，三极管VTl、v1．2均截止。
继电器KMl未通电，KMl的触点2—3闭合。
交流继电器KM2路灯自动控制器，是天黑自动开灯、天亮自动关灯的装置，能节约劳力、电力和延长灯泡寿命，能自动根据天气晴或阴来推后或提前开灯时间。
适用于工矿、街道、航标等外部照明控制，亦适合电力供应紧张地区的家属照明在天亮后自动关断电源，以节约生活用电。
工作原理如图所示。
接通220v交流电源，电容C4两端将获得十12v直流电压。
天黑时．光敏电阻RG呈高阻，三极管VTl、v1．2均截止。
继电器KMl未通电，KMl的触点2—3闭合。
交流继电器KM2通电工作．KM2的触点l—2、4—5闭合，发光二极管vD3显示$情号指示，照明灯H自动燃亮。
天亮时，RG呈低阻，VT1获基极电流而导通，其射松输出高电位使vT2饱和导通。
kMl动作，KMl的触点2—3断开，KM2断电而释放，KM2的触点2-3闭合，4-5断开，vD3将显示绿色信号指示，路灯H自动熄灭。
其中，电阻R1，电容c1起延时作用，以防止夜间闪电干扰而导致电路误下作。
R2为限流电阻。
电阻R3、电位器RP为vTl的偏置电阻，调节P可改变vTl、vT2的导通电压。
二极管vDl为保护二极管。
电容c2用于消除继电器KMl的吸合及释放可能产生的抖动现象。
电阻R5、电容c3为消火花电路。
二极管vD2、电容c4为半波电流。
经纬光控智能路灯时控器使用说明
无人操作自动待机。 二、技术参数： *工作电压：AC 85~265V *输出回路：1-2 路可选 *显示方式：LCD 中文/英文（H 型出口机为英文版） *人工修正：≤120 分钟 *控制精度：1 分钟 *防雷处理：二级，抗干扰能力强 *负载能力：≤10A/路(阻性) *工作温度：－10℃~55℃ *数据保存：＞10 年 *功率损耗：≤１.5W *外形尺寸：122*75*51mm *时间误差：＜2s/天 *重 量：270g 适用地区范围：全球 东经 北纬 西经 南纬 三、型号及命名
E119° N26°05'
18'
E121° N25°03'
28'
31'
太原
E112° N37°52'
34'
广州
E113° N23°08'
15'
济南
E117° N36°33'
00'
海口
E110° N20°02'
20'
郑州
E113° N34°48'
42'
南宁
E108° N22°48'
20'
西安
E108° N34°16'
是路灯、景观灯、广告灯箱、霓虹灯等设备的最佳节能控制 装置；可广泛应用于街道、铁路、车站、航道、学校及供电部门 等一切需要时间控制的应用场所。
一 、功能特点 1、采用进口嵌入式工业级硬封装 CPU，工作稳定，可靠性高
2、中文（英文）液晶显示年、月、日、时、分、秒。 3、既有手动操作又有自动开关灯功能，手动操作方便独立检修、 调试或重大庆典的需要 4、控制模式有以下六种： 既可单独工作也可任意组合控制，这是 ET 系列多功能时控器的 一大亮点--多功能 模式 1：普通时控模式，设 定开关灯时间，开灯范围 00:00 到 23:59；关灯范围 00:00 到 23:59 模式 2：经纬度控制模式，开关灯时间由经纬度自动计算并显示 在 LCD 液晶屏上，且可以人工修正 模式 3：光控模式，开关灯时间由光控探头根据事先设置的光照 度进行控制,可设置光控模式有效的时间段。 模式 4：经纬度时控模式，是同时启用模式 1 和模式 2 两种功能， 控制器输出为并行输出，两种模式均可共用同一个端口输出。 模式 5：光控时控模式，是同时启用模式 1 和模式 3 两种功能， 控制器输出为并行输出，两种模式均可共用同一个端口输出。
风光互补控制器使用说明
一、风光互补控制器(风光互补路灯控制器)产品功能与特点:采用先进的MPPT功率跟踪技术,保证风能和太阳能的最高利用。
具有2路负载独立输出功能。
智能化软件控制，自动识别12V/24V系统。
具有负载过载保护功能。
具有负载短路保护功能。
具有浮充功能智能滤除短时光照干扰功能具有风力发电机智能停机系统三种亮灯控制模式:光控模式,监控模式,光控+时控模式时控模式下自动学习天黑、天亮时间，自动开灯至指定时长。
光控模式下根据光照度控制点灯。
监控模式可24小时控制输出。
具有晨亮功能。
可以设置各项运行参数。
大功率负载输出能力大电流风能充电控制能力大电流太阳能充电控制能力二、常见问题及处理方法:1 、风光互补控制器在带载工作中过载灯产闪烁。
说明该路负载输出超过额定负载的10%，应检查负载是否超载。
2、风光互补控制器在带载工作中突然关闭输出，过载灯常亮。
说明该路负载输出超过了额定负载的20%或者出现短路，应检查负载情况。
3、无充电，无显示：打开风光互补控制器上盖，检查风光互补控制器直流保险片是否熔断。
当发现熔断，应首先检测蓄电池、太阳能电池板正负极是否接错，确认无误后更换同规格的直流保险片。
4、风力发电机不转：在风力较好的情况下，其它风力发电机运转正常，该风力发电机不转或转速很慢时，请观察风力发电机的尾舵方向是否与风向相同，检查风光互补控制器是否显示过压，若方向相同、风光互补控制器没有过压，尝试断开风光互补控制器与蓄电池连接，待风光互补控制器停止工作后再次连通蓄电池，风力发电机还是不转或转速很慢，尝试断开风力发电机与风光互补控制器的连接，风力发电机旋转正常，说明风光互补控制器的智能停机系统损坏，需要更换。
5、充电电压过高：蓄电池电压值高于充电过压保护电压上限的5%以上时，太阳能电池板或风力发电机用钳形电流表测量仍有充电电流，此故障可能是充电风光互补控制器损坏，需要更换。
三、产品多角度图片四、产品技术规格参数1、控制器功能说明图标及显示灯说明2、模式说明★光控模式(A):光控模式下,控制器根据太阳能电池输入电压低于设定值时开启负载，太阳能电池板输入电压高于设定值时关闭负载输出。
HCL-III-G 鸿程路灯控制器
HCL-III-G智能型光时控路灯控制器一． 概述HCL－Ⅲ-G智能型光时控路灯控制器采用国外最先进的计算机控制技术，根据一年四季变化规律，应用经纬度算法计算日出日落时间，有开关时间微调功能，并与光控相结合，能适应不同地理环境的需要；是路灯、广告灯箱、霓虹灯等设备的最佳时间控制器；可广泛应用于街道、铁路、车站、航道、工矿、学校及供电部门等一切需要时间控制的场所。
二． 功能特点1. 采用国外先进的微处理芯片，可靠性高、误差小、稳定性强。
2. 具有断电数据保存，时钟不间断工作，无需更换电池，维持时钟运行十年以上。
1.经纬度计算开关时间，随季节变化合理控制，最小步长1分钟。
4. 采用液晶显示年、月、日、时、分，并带有背光，方便夜间观察和操作。
5. 具有路数选择功能，可方便的设置为1路、2路或者3路控制。
6. 工作模式0：用户设定开关灯时间，开灯范围00:00到23:59；关灯范围00:00到23:59。
7. 工作模式1：采用经纬度控制开关时间，2路，3路关灯时间可在00:00到23:59设定。
※8. 工作模式2：经纬度控制时间正负30分钟内采用光控。
※9. 工作模式3：光强度控制开关灯。
10. 具有独立检修按钮便于用电设备的检修或重大庆典的需要。
11. 抗干扰能力强，能抵御从电网直接输入幅值达2000伏的干扰脉冲。
12. 大功率继电器输出，可接220伏或380伏接触器，控制稳定，使用寿命长。
三． 技术参数工作电压：220V±10% 工作频率：50HZ工作温度：-50℃—+75℃ 输出电流：20A整机功耗：2 W 计时误差：30S/年最小步长：1Min 时段数量：0组1个/月，1组每天自动调整 外形尺寸：90mm×122mm×64mm四. 安装说明1.将路灯控制器固定在控制柜或控制板上，输入端火线接相线（A），零线接零线（N）。
因路灯控制器内部未含保险丝，需在输入端零线上接1A的保险丝。
光控路灯原理
光控路灯原理光控路灯是一种智能化的路灯系统，它能够根据周围环境光线的强弱自动调节亮度，从而节省能源、延长灯具使用寿命，提高路灯的使用效率。
光控路灯的原理主要包括光感元件、控制器和执行器三部分。
首先，光感元件是光控路灯的感知器，它能够感知周围环境光线的强弱。
常见的光感元件有光敏电阻、光电二极管等。
当周围环境光线较暗时，光感元件会感知到光线的变化并将信号传递给控制器。
其次，控制器是光控路灯的大脑，它接收来自光感元件的信号并进行处理。
控制器会根据接收到的信号判断当前环境光线的强弱，并通过内部的程序算法来控制路灯的亮度。
当环境光线较暗时，控制器会发出指令，调节路灯的亮度增加；当环境光线较亮时，控制器会发出指令，调节路灯的亮度减少。
最后，执行器是光控路灯的执行部分，它根据控制器的指令来实现路灯亮度的调节。
执行器通常是由电机或电子器件组成，能够根据控制器的指令来调节路灯的亮度，从而实现光控路灯的自动调节功能。
总的来说，光控路灯的原理是通过光感元件感知周围环境光线的强弱，控制器进行信号处理和算法运算，最终通过执行器实现路灯亮度的自动调节。
这种智能化的设计能够有效节省能源、延长灯具使用寿命，提高路灯的使用效率，是现代城市道路照明系统中的重要组成部分。
光控路灯的应用在现代城市中越来越广泛，它不仅能够提高路灯的使用效率，还能够减少能源消耗，降低维护成本，减少光污染，改善城市夜间环境。
随着科技的不断发展，光控路灯的原理也在不断创新和完善，未来将会有更多智能化的技术应用到光控路灯中，为城市的夜间照明带来更多便利和效益。
总之，光控路灯的原理是基于光感元件、控制器和执行器三部分的协同作用，实现路灯亮度的自动调节。
这种智能化的设计不仅提高了路灯的使用效率，还为城市的夜间照明带来了更多便利和效益。
相信随着科技的不断进步，光控路灯将会在未来发展出更多的创新应用，为城市的夜间照明带来更多的惊喜和便利。
自动光控制路灯电路设计(已实现)
电子线路课程设计题目路灯控制器设计专业班级09物电电信一班学生姓名徐旷怡陈梦达周吉指导教师张丹二O一二年十一月路灯控制器的设计设计说明：安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启或者自身亮度，同时可以对消耗的电功率进行测量。
实验时用1W白光LED （3.3V@300mA）代替路灯，用调光台灯替代环境光线变化。
（LED采用恒流供电，电流变化可以与LED亮度的变化约为线性变化。
）设计要求：基本部分1、自制电路供电的稳压电源；2、LED采用恒流供电。
3、该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个白光LED（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。
发挥部分1、设计一个环境光线检测器，其输出电压能随光线近线性变化；2、受控的LED灯能随环境光线的明暗变化调整亮度，使在LED灯光照射范围内的光照强度保持恒定。
一、设计方案为了实现LED灯随环境光线的明暗变化调节亮度，我们使用了光敏三级管3DU33和运算放大器构成的基本电路。
通过光敏三级管得感光特性控制第一级运算放大器的输入电压，然后通过反馈来调节LED灯的明暗变化。
实现该电路的电路原理图如下：图1二、原件清单三、电路原理我们设计的电路原理图可以分为三个组成部分：电压控制电路，运算放大器比较电路和电流负反馈电路。
1、运算放大器比较电路如图2，电压控制电路是根据3DU33的感光特性来控制支路电压值得变化。
当有光照（1000lx）的情况下流过光敏三极管的光电流有10mA，这时电阻R1(1k)就会分得大部分电压，于是支路的电压就很小甚至为零；反过来，当环境光线不充足时，流过光敏三极管的暗电流只有几十微安，这时电阻R1分压就会降低，支路就会获得更大的电压。
通过光敏三极管的特性进行线性分压，从而能很好的控制运算放大器输入电压的变化来调节LED灯。
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光电电路设计与应用
课程设计报告
题目: 光控路灯控制器
姓名：李广
专业：电子科学与技术
班级： 132 学号： 1886130215 考核等级：
任课老师：韩新风
一题目要求与方案论证
1.1设计题题目
设计一个可以用光线强弱控制的电路来控制路灯的点亮与熄灭，实现自动控制的目的。
1.2题目要求
•利用光照的强度作为路灯的起控点，实现光线较亮时，自动关闭，晚上光线较暗时，自动开启路灯的控制。
•了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用传感器进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。
1.3 方案论证
方案一：目前大多数的路灯控制采用以时间控制来实现，实际使用中由于冬天和夏天的白天长短不一，因此这种控制方式必然造成在光线充足的情况下，路灯也有时会亮着，从而造成了大量的能源浪费，而各种照明灯也都具有一定的使用时限，在光线充足的情况下仍继续使用，必然增加每天开启灯的时间，会缩短灯的使用寿命。
方案二：本设计主要是运用光敏元件的特性来实现当光照强度足够进自动关闭路灯，而当光照强度不足时，控制继电器吸合，接通路灯回路的电源，达到自动开启路灯的功能。
该设计运用方案二，相对于方案一来说，方案二不仅弥补了资源的浪费，同时也增加了灯的使用寿命。
该方案利用光照强度为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点，利用电桥，可将光线信号转换成电信号，再通过电压比较器等方式，可以有效地完成控制需要。
这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负载，只需再加接触器便可完成。
二电子线路设计与实现
2.1 Multisim仿真电路设计图
1、控制路灯熄灭
图2.11 2、控制路灯亮起
图2.22 2.2 电路设计
图2.23 总电路示意图
1、光敏电阻
光敏电阻器概述：光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。
光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。
光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）µm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。
设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。
光敏电阻工作原理：光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。
在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。
在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收
一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。
光照愈强，阻值愈低。
入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。
在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。
半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
常用光敏电阻参数，都是实验室超级严格环境下的测试结果！仅供参考，实际测值有时候会有偏差！以实际测值为准！以下是几种常用光敏电阻参数。
（仅供参考）
2、继电器
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反
作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
电磁继电器原理图如图2.24所示：
图2.24 电磁继电器原理图
几种常用继电器参数如下
2.3电路分析（含电路的实现过程和各个关键位置处电平变化）
1、外界光线充足时，光敏电阻阻值减小，即对应的图2.21中R2阻值减小到1k Ω以下，常闭式继电器两端电压达到其工作范围，发生动作，导致交流电路断开，路灯熄灭。
2、外界光线减弱时，光敏电阻阻值增大，即对应的图2.22中R2阻值增大到1k Ω以上，常闭式继电器两端电压不处于其工作范围，保持闭合，导致灯泡两端电压达到额定值，路灯亮起。
三总结与体会
通过这学期对光控路灯控制器的设计，我深刻的理解了“学以致用”这句话。
正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行”。
学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期在光电子技术刚学完之际，紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。
这样不仅能加深我们对电子电路的任职，而且还及时、真正的做到了学以致用。
理论联系实际是很重要的，空有理论知识而没有实际的动手操作是不会对理论知识有进一步的了解的。
在设计过程中，和老师的悉心指导是分不开的，对于学生的问题，老师都很耐心的给予细致的讲解。
对于电路的设计，要积极培养自己的动手能力。
在反复摸索中学会实际的效果。
参考文献
[1]《数字电子技术基础》（第五版）主编：阎石高等教育出版社
[2]《电子技术基础模拟部分》（第五版）主编：康华光高等教育出版社
[3]《数字电路逻辑设计》主编：韩振振大连理工大学出版社，2000
[4]《电子技术基础课程设计》主编：任为民中央广播电视大学出版社，1997
[5]《实验电子技术》主编：李振声国防工业出版社，2003。