CN103338557A

CN103338557A - 一种节能型智能照明控制装置及方法

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Publication number: CN103338557A
Application number: CN2013102524026A
Authority: CN
Inventors: 徐进; 朱汉敏; 陈堂敏; 张恒; 俞梁英; 马晓惠
Original assignee: Suzhou Institute of Trade and Commerce
Current assignee: Suzhou Institute of Trade and Commerce
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2013-10-02

Abstract

一种节能型智能照明控制装置及方法，根据室内的亮度和是否有人来控制室内的照明装置开启或关闭，包括：环境亮度采集模块，包括一光敏电阻以及一比较器，用以采集室内的亮度数据并与一预设值比较；人体信号采集模块，包括一热释人体红外传感器，用以判断室内是否有人体，若有人体则产生一人体信号；主控模块，连接环境亮度采集模块、人体信号采集模块，用以根据人体信号激活环境亮度采集模块，并根据亮度数据与预设值比较的结果产生一控制信号；开关控制模块，包括若干电子开关，连接主控模块和照明装置，根据控制信号控制照明装置的开关状态。

Description

一种节能型智能照明控制装置及方法

技术领域

本发明涉及照明控制技术领域，特别涉及一种节能型智能照明控制装置及方法。

背景技术

目前在学校教室、办公室等室内普通存在当室内人员离开时（该现象尤其在高校更为明显），大多数人没形成随手关灯的习惯，以至于当室内无人时，灯还是点亮状态，电能浪费较明显。

现有的最为常见的照明控制装置是声控设备，通常安装在楼道、走廊内，通过采集环境声音来判断是否有人并点亮照明设备，这种设备的缺点在于灵敏度不高，容易受到其他声音干扰，并且在有人的情况下照明装置仍然会突然关闭等缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种节能型智能照明控制装置，用以根据室内的人体信号和亮度控制照明装置的开关数量，从而达到控制室内亮度和自动关闭电源的目的，以节约能源。

本发明通过以下技术方案实现：

一种节能型智能照明控制装置，用以根据室内的亮度和是否有人来控制室内的照明装置开启或关闭，包括：

环境亮度采集模块，包括一光敏电阻以及一比较器，用以采集室内的亮度数据并与一预设值比较；

人体信号采集模块，包括一热释人体红外传感器，用以判断室内是否有人体，若有人体则产生一人体信号，反之则无人体信号；

主控模块，连接环境亮度采集模块、人体信号采集模块，用以根据人体信号激活环境亮度采集模块，并根据亮度数据与预设值比较的结果产生一控制信号；

开关控制模块，包括若干电子开关，连接主控模块和照明装置，根据控制信号控制照明装置的开关状态；

其中，若主控模块接收到人体信号，根据光敏电阻的阻值与预设阻值对比，控制打开或关闭的照明装置的数量，以控制室内亮度；若主控模块在一预设时间内没有接收到人体信号，关闭室内所有的照明装置。

较佳的，开关控制模块连接主控模块以及包括照明装置在内的室内的所有用电设备，根据控制信号控制对应的照明装置的开关状态，在关闭室内所有的照明装置后，关闭除照明装置以外的室内的所有用电设备。

较佳的，还包括一通电模拟指示模块，连接所有的照明装置或包括照明装置在内的室内的所有用电设备，用以检测照明装置或包括照明装置在内的室内的所有用电设备的开关状态。

较佳的，开关控制模块还包括一LED灯指示子模块，用以显示照明装置或包括照明装置在内的室内的所有用电设备的开关状态。

本发明还提供了一种节能型智能照明控制方法，用以根据室内的人体信号和亮度控制照明装置的开关数量，从而达到控制室内亮度和自动关闭电源的目的，以节约能源。

一种节能型智能照明控制方法，提供上述的一种节能型智能照明控制装置，执行包括如下步骤：

S1、人体信号采集模块中的热释人体红外传感器实时判断室内是否有人体；若有，则输出一人体信号至主控模块，以激活环境亮度采集模块，并执行S2；若在一预设时间内无人体信号，则主控模块输出控制信号至开关控制模块，以关闭所有照明装置，并重新执行S1；

S2、环境亮度采集模块中的比较器将光敏电阻的阻值与一预设值进行对比；

S3、主控模块根据对比的结果输出控制信号至开关控制模块，控制打开或关闭的照明装置控的数量，以控制室内亮度。

较佳的，步骤S1中，若在一预设时间内无人体信号，则主控模块输出控制信号至开关控制模块，在一延时时间后关闭所有照明装置，并重新执行S1。

较佳的，还包括：

S4、在步骤S1中的关闭所有照明装置后，通电模拟指示模块检测室内除照明装置外的所有用电设备的开关状态；若检测到有打开状态的用电设备，则主控模块控制开关控制模块关闭打开状态的用电设备。

较佳的，若检测到有打开状态的用电设备，则主控模块控制开关控制模块在一延时时间后关闭打开状态的用电设备；

较佳的，在照明装置打开后一预设时间，重新执行S1。

本发明通过采用热释红外人体传感器检测判断人体发射的红外线判断人体温度与周围环境温度的不同，从而判断出是否存在人体。采用光敏电阻通过电阻的变化引起线路的电压的变化从而来检测环境光线的变化，通过比较器与预设值进行比较，判断环境光线是否过暗。当环境过暗时，主控模块即接受到比较器发出的高电平信号，控制电子开关，从而实现开关的自动开关，当环境光线较充时则打开较少的照明设备，反之则打开较多的照明设备。从而解决教室电器设备存在的用电浪费问题，也可以完成对教室照明回路及其他电气设备的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。

附图说明

图1所示的是本发明的一种节能型智能照明控制装置结构示意图；

图2所示的是本发明的人体信号采集模块的电路图；

图3所示的是本发明的环境亮度采集模块的电路图；

图4所示的是本发明的开关控制模块的电路图；

图5所示的是本发明一种节能型智能照明控制方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

请参考图1，一种节能型智能照明控制装置，用以根据室内的亮度和是否有人来控制室内的照明装置开启或关闭，包括：环境亮度采集模块2，包括一光敏电阻21以及一比较器22，用以采集室内的亮度数据并与一预设值比较；人体信号采集模块3，包括一热释人体红外传感器31，用以判断室内是否有人体，若有人体则产生一人体信号，反之则无人体信号；主控模块1，连接环境亮度采集模块2、人体信号采集模块3，用以根据人体信号激活环境亮度采集模块，并根据亮度数据与预设值比较的结果产生一控制信号；开关控制模块5，包括若干电子开关，连接主控模块和照明装置，根据控制信号控制照明装置的开关状态。

开关控制模块5连接主控模块1以及包括照明装置在内的室内的所有用电设备，根据控制信号控制对应的照明装置的开关状态，在关闭室内所有的照明装置后，关闭除照明装置以外的室内的所有用电设备。开关控制模块还包括一LED灯指示子模块，用以显示照明装置或包括照明装置在内的室内的所有用电设备的开关状态。

增设通电模拟指示模块4，连接所有的照明装置或包括照明装置在内的室内的所有用电设备，用以检测照明装置或包括照明装置在内的室内的所有用电设备的开关状态。

请参考图2，人体信号采集电路，选用BISS0001芯片，BISSOOO1芯片是一款具有较高信能的传感信号集中处理芯片，它配以热释电红外传感器31和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。BISS0001芯片是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。该部分实现的功能是如果有人进入教室，BISS0001的输出端会向主控模块输出一个信号。人体红外检测主要的器件是菲涅尔透镜，它主要有折射式和反射式两种方式，当人体进人检测区，通过菲涅尔透镜，热释电红外传感器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，通过感应移动物体与背景物体的温度的差异来实现防人体检测。

请参考图3，环境亮度采集电路，该部分电路主要由光敏电阻21和比较器22（LM393）组成，光敏电阻的工作原理是有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大。在室外太阳光强照射下、室内适宜光照下、室内昏暗条件下三种光照条件下分别测的光敏电阻的阻值为<=320欧、1.4--3.6k欧、>=15.6k欧（本发明在此不做限制，技术人员可根据实际情况设置对应的阻值分界点）。电阻值的变化将引起电压的变化，当光敏电阻采集到环境亮度的信号时，光敏电阻电压增大，比较器引脚检测到光敏电阻的电压低于0.4V时一下就会控制输出高电平信号给主控模块。单片机检测到高电平信号则表示室内光线过暗，主控模块即输出一个信号，点亮照明装置。

请参考图4，开关控制模块的电路主要由电子开关，LED灯组成，分别模拟控制教室里的其他电器的工作状态。开关按下后则点亮相应LED灯和打开相应的电子开关，再按一下则使相应的设备停止，及熄灭相应LED灯。当主控模块接收到比较器传来的电压信号后，表示室内环境昏暗，主控模块将输出低电平，TLP521-4光耦实现控制电路和工作电路隔离，光耦打开，Q5基级高电平，Q5饱和，继电器线圈得电，电子开关合上，用电设备得电，用电设备工作。在这里，开关控制模块可由人手动控制或由主控模块控制。

本发明的控制方法流程如图5所示，主要包括：

S3、主控模块根据对比的结果输出控制信号至开关控制模块，控制照明装置控的打开或关闭的数量，以控制室内亮度。

在步骤S1中的关闭所有照明装置后，通电模拟指示模块检测室内除照明装置外的所有用电设备的开关状态；若检测到有打开状态的用电设备，则主控模块控制开关控制模块关闭打开状态的用电设备。当然，技术人员可以设置在一延迟时间后关闭照明装置或室内所有用电设备；以及，在照明装置打开一定时间后重新检测是否有人体信号，本发明在此不做限制

本发明的输入参数主要是人体存在信号和环境光强度信号等外界因素。环境光的强度达到一定值时不开灯，环境光强度在一定阀值以下且有人存在时开灯，模拟样机证明这种方案可以实现对教室灯进行智能控制。

教室灯光控制器一般安装在教室内避开电灯直射的位置，且人体传感器安置时应使人体活动方向与人体传感器中两个热释电元连线方向垂直，这样可使人体存在信号采集更加灵敏、可靠，同时还要尽可能避免外界风直接吹向人体传感器。

此次设计以AT89C51单片机作为主控模块的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，电路启动后，首选扫描教室有人体，即执行人体检测程序模块，如果有人则单片机P26口输出控制信号，启动教室设备控制系统（设备1~设备5，根据设备选通开关），如选通设备1，则单片机P33口输出低电平，光电隔离开关，控制继电路工作，从面使设备1集入电路。

采用光敏电阻构成的电路检测环境光的强度，根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路及其他电气设备的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限与此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种节能型智能照明控制装置，用以根据室内的亮度和是否有人来控制室内的照明装置开启或关闭，其特征在于，包括：

人体信号采集模块，包括一热释人体红外传感器，用以判断室内是否有人体，若有人体则产生一人体信号；

主控模块，连接所述环境亮度采集模块、人体信号采集模块，用以根据所述人体信号激活所述环境亮度采集模块，并根据所述亮度数据与所述预设值比较的结果产生一控制信号；

开关控制模块，包括若干电子开关，连接所述主控模块和照明装置，根据所述控制信号控制照明装置的开关状态；

其中，若所述主控模块接收到所述人体信号，根据所述光敏电阻的阻值与所述预设阻值对比的结果，控制打开或关闭的照明装置的数量，以控制室内亮度；若所述主控模块在一预设时间内没有接收到所述人体信号，关闭室内所有的照明装置。

2.根据权利要求1所述的一种节能型智能照明控制装置，其特征在于，所述开关控制模块连接所述主控模块以及包括所述照明装置在内的所述室内的所有用电设备，根据所述控制信号控制对应的照明装置的开关状态，在关闭室内所有的照明装置后，关闭除照明装置以外的所述室内的所有用电设备。

3.根据权利要求1或2所述的一种节能型智能照明控制装置，其特征在于，还包括一通电模拟指示模块，连接所有的所述主控模块，用以检测所述照明装置或包括所述照明装置在内的所述室内的所有用电设备的开关状态。

4.根据权利要求2所述的一种节能型智能照明控制装置，其特征在于，所述开关控制模块还包括一LED灯指示子模块，用以显示所述照明装置或包括所述照明装置在内的所述室内的所有用电设备的开关状态。

5.一种节能型智能照明控制方法，其特征在于，提供如权利要求1所述的一种节能型智能照明控制装置，执行包括如下步骤：

S3、主控模块根据对比的结果输出控制信号至开关控制模块，控制打开或关闭的照明装置的数量，以控制室内亮度。

6.根据权利要求5所述的一种节能型智能照明控制方法，其特征在于，步骤S1中，若在一预设时间内无人体信号，则主控模块输出控制信号至开关控制模块，在一延时时间后关闭所有照明装置，并重新执行S1。

7.根据权利要求6所述的一种节能型智能照明控制方法，其特征在于，还包括：

在步骤S1中的关闭所有照明装置后，通电模拟指示模块检测室内除照明装置外的所有用电设备的开关状态；若检测到有打开状态的用电设备，则主控模块控制开关控制模块关闭打开状态的用电设备。

8.根据权利要求7所述的一种节能型智能照明控制方法，其特征在于，若检测到有打开状态的用电设备，则主控模块控制开关控制模块在一延时时间后关闭打开状态的用电设备。

9.根据权利要求5所述的一种节能型智能照明控制方法，其特征在于，还包括：

S4、在照明装置打开后一预设时间，重新执行S1。