CN102291902A

CN102291902A - 通用照明调控控制器

Info

Publication number: CN102291902A
Application number: CN2011103023622A
Authority: CN
Inventors: 李应生
Original assignee: Huanghuai University
Current assignee: Huanghuai University
Priority date: 2011-10-09
Filing date: 2011-10-09
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明提供一种通用照明调控控制器，它包括主单片机、电源模块、控制继电器模块、显示和键盘电路、光照度测量模块、进/出人数测量模块以及不少于一组灯具；所述光照度测量模块连接所述主单片机并安装在第一组灯具的光照区，所述进/出人数测量模块包括一对配套应用的红外接收器和红外发射器，所述主单片机通过所述控制继电器模块连接所述灯具。本发明能根据室内的光照度和具体人数对室内的灯具进行分组与分级照明控制，真正实现了“按需亮灯”，其具有设计科学、实用性强、管理方便、节约用电成本的优点。

Description

通用照明调控控制器

技术领域

本发明涉及一种用电照明调控控制系统，具体的说，涉及了一种可用于学校的教学楼、图书馆、实验楼等场所的通用照明调控控制器。

背景技术

进入二十一世纪以来，经济社会日新月异地发展着，电灯、电脑、空调等用电设备使我们的生活变得更加的方便、舒适。但是，随着生活电器的不断增加，对电力的消耗越来越大，在一定时期内，对于能源的巨大需求难免与各类能源浪费现象相伴而生。因此，避免电能浪费、节约用电是当前必须解决的问题，据统计，我国的照明用电占整个电力用电的15%左右，具有很大的节能空间。

学校是一个巨大的电能消费体，人为造成的照明能源浪费现象非常的严重。以大学校园为例，据不完全统计，80%的教学楼在白天光照良好的情况下教室的灯具仍然开启，午休时间长明灯的现象也屡见不鲜，这些都导致了教室用电的大量浪费。然而，这不仅是学生节能意识薄弱的问题，同时也是节能照明控制器应用与研究不够的结果，目前，在各类学校中，还没有合适的智能控制器来有效地控制照明系统。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、管理方便、节约成本的通用照明调控控制器。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种通用照明调控控制器，包括主单片机、电源模块、控制继电器模块、显示和键盘电路、光照度测量模块、进/出人数测量模块以及不少于一组灯具；所述光照度测量模块安装在第一组灯具的光照区，所述主单片机连接所述光照度测量模块以便采集室内光照度信号；所述主单片机连接所述进/出人数测量模块以便采集室内人数信号；所述主单片机通过所述控制继电器模块连接所述灯具，以便根据室内光照度信号控制所述灯具的通断和调节所述灯具的亮度，并根据室内人数控制相应组数的灯具通断。

基于上述，所述进/出人数测量模块包括一对配套应用的红外接收器和红外发射器；所述红外接收器包括有接收单片机和沿人体通道一侧水平方向间隔设置的两个红外接收管，所述接收单片机分别连接两个红外接收管以便采集两个不同的红外接收信号；所述红外发射器包括有发射单片机和沿人体通道另一侧设置的红外发射二极管，所述发射单片机连接所述红外发射二极管以便控制红外发射信号的发送。

基于上述，每组所述灯具包括不少于三个日光灯。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明将室内人数和光照度与所述灯具的运行联系在一起，即根据室内人数和光照度的具体情况来决定所述灯具应该开启的组数和所述灯具应该开启的日光灯数，系统自动监控操作，能准确的统计出进/出室内的人数和测量出室内的光照度，使室内的灯具发挥出其最大的效果，大大地提高了电能的有效利用率，减少了电能的损失；本发明可进行控制状态的转换，即从自动控制状态转换为人工控制状态，而且整个控制过程可在显示屏幕上清晰可见；使用本发明不仅可以节约用电的成本，而且灯具的使用寿命能够延长40%以上，大大减少了灯具的维修和管理费用；本发明可使用的场所非常的广泛，主要用于学校的体育馆、行政中心、多功能厅的照明节能控制，也可用于企业与事业单位的行政中心、会议室等室内照明节能控制系统，其具有节能环保、明亮舒适、美观大方、安全可靠、便于维护等优点。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是教室内的灯具分组示意图。

图3是所述光照度测量电路的电路示意图。

图4是所述红外发射器和所述红外接收器的安装示意图。

图5是本发明用于教室的日光灯照明调控控制器的软件设计流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种通用照明调控控制器，它包括主单片机、电源模块、控制继电器模块、显示和键盘电路、光照度测量模块、进/出人数测量模块以及5组灯具；如图2所示，所述灯具分为1组、2组、3组、4组、5组，每个所述灯具对应教室里的30个座位，所述灯具的灯罩内安装三个日光管，每个日光管能给室内提供的照度为100lx，所述主单片机通过所述控制继电器模块连接所述灯具，以便根据室内光照度信号控制所述灯具的通断和调节所述灯具的亮度，并根据室内人数控制相应组数的灯具通断。

如图3所示，所述光照度测量模块安装在第一组灯具的光照区，当光线照到光电二极管D上时，光电二极管产生的反向电流与照度成正比，反向电流流过100K电阻时会使运算放大器A1反向端电位下降，经过两级放大转换，产生可测量的电压，经过验证可知，光照区照在光电二极管上的照度和转换后的电压呈现近似线性关系，当光照度测量单元的照度值在100-500Lx变化时，输出与其呈线性关系的电压在1V-5V，该输出电压作为光照度测量模块输出的室内光照度信号，被送到主单片机的PC1端口，从而完成室内光照度的测量。

如图2和图4所示，所述进/出人数测量模块由一对配套应用的红外接收器和红外发射器组成，所述红外接收器包括有接收单片机1和两个与所述接收单片机1连接的红外接收管2，两个所述红外接收管2在水平方向上按50—100mm的间距沿人体通道方向设置，所述红外发射器由发射单片机3和与所述发射单片机3连接的红外发射二极管4组成，所述发射单片机3控制所述红外发射二极管4发射红外线，所述红外发射器与所述红外接收器相对设置于人体通道的两侧，即门5的两侧，若教室内分前、后门5，则前、后门5均要设置所述进/出人数测量模块；

两个所述红外接收管2接收来自所述红外发射二极管4发射的红外线，当人从不同的方向沿着两个所述红外接收管2前通过时，由于人体对红外线的阻挡，两个所述红外接收管2输出不同的信号，利用所述接收单片机1对两个所述红外接收管2输出信号的处理，能得到分别表示人员进、出室内的数字信号，送到主单片机的计数器0和计数器1，主单片机通过计算进、出人数的差值，即可得到室内具体的人数。

如图5所示，设定一个标准光照度值300lx，由光照度测量模块测量室内的光照度，主单片机读取光照度测量模块输出的室内光照度信号并将其与标准光照度值相比，当室内光照度值Ev≥300lx 时，主单片机发出控制信号，通知控制继电器模块关闭室内所有灯具；当室内光照度值Ev<300lx时, 则要根据室内的具体人数来确定开启灯具的组数。主单片机通过所述进/出人数测量模块测量得出室内的具体人数，当室内无人时，关闭所有的灯具；当室内人数在1～30时，开启一组灯；当室内人数在31～60人时，开启两组灯；依次类推, 当室内人数在120 人以上时,打开全部的5组灯具。此时, 每个所述灯具的灯罩内只有一个日光灯管亮，主单片机采集光照度测量模块输出的室内光照度信号并将其再次与标准光照度值相比，当室内光照度下降到在灯罩内只有一个日光灯管亮时光照度值依然小于300lx时，主单片机发出控制信号，通知控制继电器模块，开启两个相应灯组灯罩内的日光灯管；当室内光照度下降到在灯罩内有两个日光灯管亮时光照度依然小于300lx时, 主单片机发出控制信号，通知控制继电器模块，开启三个相应灯组灯罩内的日光灯管。当室内人数不断减少时，主单片机发出控制信号，通知控制继电器模块依次关闭5组、4组、3组、2组的灯具，依此类推，当室内无人时，自动关闭所有的灯具。根据室内人数和光照度的具体情况对室内灯具进行分组与分级照明的多功能调光控制,真正实现了“按需亮灯”的控制功能，使室内的灯组发挥出了其最大的效果，大大地提高了电能的有效利用率，减少了电能的损失。

本发明不仅可自动、准确地运行，还可进行操作切换，将自动控制状态切换到人工操作状态，显示和键盘电路可组成一个人性化的控制面板，通过控制面板的显示屏，可清晰的读取到控制过程中室内的光照度值、室内的具体人数等；通过控制面板还可设定室内的标准光照度值、分组人数等软件判断条件，经过简单的软件控制程序和硬件电路变换，即可将本发明应用到不同的场合，操作非常的简单方便。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种通用照明调控控制器，包括主单片机、电源模块、控制继电器模块、显示和键盘电路以及不少于一组灯具，其特征在于：它还包括光照度测量模块和进/出人数测量模块；所述光照度测量模块安装在第一组灯具的光照区，所述主单片机连接所述光照度测量模块以便采集室内光照度信号；所述主单片机连接所述进/出人数测量模块以便采集室内人数信号；所述主单片机通过所述控制继电器模块连接所述灯具，以便根据室内光照度信号控制所述灯具的通断和调节所述灯具的亮度，并根据室内人数控制相应组数的灯具通断。

2.根据权利要求1所述的通用照明调控控制器，其特征在于：所述进/出人数测量模块包括一对配套应用的红外接收器和红外发射器；所述红外接收器包括有接收单片机和沿人体通道一侧水平方向间隔设置的两个红外接收管，所述接收单片机分别连接两个红外接收管以便采集两个不同的红外接收信号；所述红外发射器包括有发射单片机和沿人体通道另一侧设置的红外发射二极管，所述发射单片机连接所述红外发射二极管以便控制红外发射信号的发送。

3.根据权利要求1所述的通用照明调控控制器，其特征在于：每组所述灯具包括不少于三个日光灯。