CN105188206A - 一种可视化室内照明分区智能监控系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可视化室内照明分区智能监控系统及其控制方法的技术方案，该方案包括有灯组、控制盒、摄像头和服务器；控制盒分别与红外感应器、环境光强检测器和服务器连接；摄像头通过网络与服务器连接；灯组与开关组件连接；服务器能够接收控制盒和摄像头传输的信号；服务器能够通过控制盒控制开关组件以及摄像头的开闭。该方案采用室内视频图像作为控制信号源，结合红外感应和光强检测，实现了室内分区照明的自动化、智能化控制，有效地解决了目前多种控制方式存在的问题。

Description

一种可视化室内照明分区智能监控系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及的是一种照明控制系统，尤其是一种可视化室内照明分区智能监控系统及其控制方法。

背景技术

目前室内灯光控制主要有以下一些方式：手动控制、红外感应控制、声音控制、分时段控制、超声波测距控制等。

手动控制方式一般在进入室内的出入口附近安装机械开关，当人进入室内时即开启照明。这种控制方式存在的主要问题是：当室内人员较少时，照明灯仍可能全部开启，造成了电能的浪费；手动控制方式所用开关均采用触点式机械开关，其使用次数有限，用一定时间后存在接触不良等问题；当室内人员离开时如果忘记关灯，则会出现长明灯的现象；手动控制方式也无法根据室内光线的变化实现照明灯具的开启或关闭。

红外感应控制方式主要应用于走廊、过道等通道的照明控制。是根据测控区域内是否存在对象发出的某波段红外线以及对象是否存在移动来进行判断并控制灯具开启或关闭。当测控区域内的对象较长时间没有移动或移动幅度较小时，则控制方式将失效。为解决这一问题，研发人员研发出了主动式红外探测装置，但主动式探测装置成本较高，导致运行费用也较高，因而它主要用于安全领域。

声音控制方式也主要用于走廊、过道等通道的照明控制。它是通过检测某个距离范围内一定频率的声音响度是否达到一个阀值。这种控制方式下如果声音太小或距离较远均可能无法实现控制目的。

分时段控制方式是根据设定的时段控制照明灯的开启或关闭，它无法根据现场光线情况进行控制，也无法根据现场人员分布情况进行有选择的控制。

超声波测距控制是根据检测范围与对象之间的距离进行控制。采用超声波测距方式进行照明灯光控制存在的主要问题有两个：一个是现有民用超声波测距存在较大误差，在进行是否有人判断时容易出现误判；另一个问题是当对像(如书桌)上放置物品时，特别是物品有一定高度时(如计算机显示器等)，超声波测距方式进行灯光控制适用性受到一定限制。

为了实现室内照明的智能化控制，研究人员进行了大量的研究，有的将几种控制方式结合起来，但目前均未达到理想较果。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术存在的不足，提供一种可视化室内照明分区智能监控系统及其控制方法的技术方案，采用室内视频图像作为控制信号源，结合红外感应和光强检测，实现了室内分区照明的自动化、智能化控制，有效地解决了目前多种控制方式存在的问题。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种可视化室内照明分区智能监控系统，其特征是：包括有灯组、控制盒、摄像头和服务器；所述控制盒分别与红外感应器、环境光强检测器、开关组件、摄像头和服务器连接；所述摄像头通过网络与服务器连接；所述灯组与开关组件连接；所述服务器能够接收控制盒和摄像头传输的信号；所述服务器能够通过控制盒控制开关组件以及摄像头的开闭。

作为本方案的优选：控制盒内包括有控制模块、网络通信模块、开关模块、人体红外感应模块、电源模块、环境光强检测模块和外围接口电路；所述控制模块分别与开关模块、人体红外感应模块、环境光强检测模块、网络通信模块连接；所述开关模块与开关组件连接；所述外围接口电路与红外感应器、环境光强检测器连接；所述网络通信模块与服务器进行数据通讯；所述电源模块为其他模块供电。

作为本方案的优选：单个控制盒和单个摄像头组成一组可视化控制组件，多组可视化控制组件通过交换机与服务器连接。

一种可视化室内照明分区智能监控系统的控制方法，包括以下步骤：

a.控制盒初始化：设置环境参数及变量初值；

b.检测是否有人进入室内或室内是否有人：如果有人进入室内或室内有人则开启摄像头，而后进入步骤c；否则转步骤b；

c.检测室内光强：判断是否需要补光并置补光标志；如果需要补光则开启全部灯组后转步骤d，否则直接转步骤d；

d.等待并解析服务器控制信号：如果室内无人，向服务器发出结束监控指令，关闭摄像头及全部灯组，而后转至步骤b；否则，根据补光标志判断是否需要补光，如果需要补光，则转步骤e；如果无需补光则修改控制信号后转步骤e；

e.根据控制信号分别控制各分区灯组开启/关闭，而后转步骤d。

作为本方案的优选：步骤b中由红外检测器判断是否有人进入室内；由服务器根据摄像头采集信号判断室内是否有人。

作为本方案的优选：上诉步骤c中由环境光强检测器检测室内光强。

作为本方案的优选：服务器为计算机。

作为本方案的优选：上诉步骤中由控制盒接收服务器控制指令，以此控制开关组件开闭，从而控制灯组的开闭。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知：本技术解决了现有的室内照明开关机械触点存在的接触不良及触点老化的问题，从而保证了开关长时间有效可靠使用；解决了手动控制不便的问题，不会出现因忘记关灯而出现长明灯的现象；解决了室内照明控制方式不能根据室内光线及人员分布位置自动控制照明问题，从而有效节约了电能；解决了红外感应及声音控制方式存在的误操作或失效问题；解决了超声波控制方式存在的适应性、误操作等问题，解决了分时段控制不能跟据环境光线自动调整的问题，同时实现了室内分区照明控制与监控的一体化功能。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电气连接示意图。

图3为控制盒内部模块的结构示意图。

图4为多组控制盒和摄像头的使用结构示意图。

图5为本发明的系统控制流程图。

图中，1为控制盒，2为红外探测器和环境探测器，3为灯组，4为摄像头，5为开关组件。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

通过附图1-4能够看出，本发明包括有灯组、控制盒、摄像头和服务器；控制盒分别与红外感应器、环境光强检测器和服务器连接；摄像头通过网络与服务器连接；灯组与开关组件连接；服务器能够接收控制盒和摄像头传输的信号；服务器能够通过控制盒控制开关组件以及摄像头的开闭。控制盒内包括有控制模块、网络通信模块、开关模块、人体红外感应模块、电源模块、环境光强检测模块和外围接口电路；控制模块分别与开关模块、人体红外感应模块、环境光强检测模块、网络通信模块连接；开关模块与开关组件连接；外围接口电路与红外感应器、环境光强检测器连接；网络通信模块与服务器进行数据通讯；电源模块为其他模块供电。单个控制盒和单个摄像头组成一组可视化控制组件，多组可视化控制组件通过交换机与服务器连接。

通过附图5可以看出，一种可视化室内照明分区智能监控系统的控制方法，包括以下步骤：

a.控制盒初始化：设置环境参数及变量初值；

b.检测是否有人进入室内或室内是否有人：如果有人进入室内或室内有人则开启摄像头，而后进入步骤c；否则转步骤b；

c.检测室内光强：判断是否需要补光并置补光标志；如果需要补光则开启全部灯组后转步骤d，否则直接转步骤d；

d.等待并解析服务器控制信号：如果室内无人，向服务器发出结束监控指令，关闭摄像头及全部灯组，而后转至步骤b；否则，根据补光标志判断是否需要补光，如果需要补光，则转步骤e；如果无需补光则修改控制信号后转步骤e；

e.根据控制信号分别控制各分区灯组开启/关闭，而后转步骤d。

步骤b中由红外检测器判断是否有人进入室内；由服务器根据摄像头采集信号判断室内是否有人。步骤c中由环境光强检测器检测室内光强。服务器为计算机。上诉步骤中由控制盒接收服务器控制指令，以此控制开关组件开闭，从而控制灯组的开闭。

本方案采用手动与自动两种工作模式。手动工作模式状态与传统的手动控制方式无异。在自动工作模式下，照明灯具的开启与关闭采用电子开关，有效解决了机械开关存在的触点老化及其他原因造成接触不良等问题，实验表明电子开关可保证安全开断100万次以上。

本方案在自动控制模式下，可自动识别室内有人还是无人，并根据室内分区有/无人自动开启或关闭室内相应分区照明灯组，有效解决了因学生或老师忘记关灯出现长明灯的问题，既节省了电能，同时也降低了成本。实验表明采用本方案自动控制室内照明，能节约电能约15%。

本方案采用分区智能控制室内照明灯组。当装置工作在自动模式状态，装置可根据室内人员分布情况自动开关相应区域的照明灯组，并能根据环境光的强弱判定开启或关闭室内照明灯，有效地节约了电能，实验表明采用智能分区控制方式能有效节约电能约15%—45%。

人体红外感应控制方式目前广泛应用于走廊、过道照明等，这主要是因为人体红外热释电传感器只能探测与背景不同的红外信号，如果被探测对象较长时间处于静止状态，则红外感应控制方式就会出现误操作。为解决这一问题，现推出了主动式红外感应装置，但这种方式成本高，难以大范围应用。可视化室内照明分区智能监控系统采用图像自动识别技术，能有效识别目标区域内是否有人及人的微小动作，并控制相应灯组开启或关闭，有效解决了被动式红外感应器不能识别小动作的问题。

声音控制方式广泛应用于走廊、过道照明等，这种控制方式是跟据某频段内的声音阀值控制照明灯的开启。声音控制方式当室内较长时间处于安静状态时，将出现误动作，同时这种控制方式也不能根据光线情况进行操作。

分时段控制方式是根据设定的时间开启或关闭照明灯，这种方式广泛应用于路灯照明的控制。其存在的主要问题是不能根据环境光线强弱情况进行自动控制，只能按设定的时间进行工作。可视化室内照明分区智能监控系统充分考虑了环境光线强弱的变化，如环境光线不足，需要补光，则装置根据室内人员分布情况开启相应区域灯组进行补充照明；如果环境光线很好，不需要补光，装置关闭所有照明灯组。

本方案采用视频图像作为灯光控制信号源，有效解决了超声波控制方式的误判及适用性问题。采用超声波测距方式进行照明灯组控制存在的主要问题有两个：一个是现有民用超声波测距均有较大误差，在进行是否有人判断时容易出在误判；另一个问题是当对像(如书桌)上放置物品时，特别是物品有一定高度时(如计算机显示器等)，超声波测距方式进行灯光控制适用性受到一定限制。

本方案将灯光控制与视频监控有机结合。解决了现有因灯光控制与视频监控两个分离系统而导致的当室内光线较暗时，监控图像质量较差，难以辨认出监控图像中的人、物的特征及细节的问题。本装置将灯光控制与视频监控有机结合，室内光线不足时，及时开启照明灯进行补光，从而保证监控图像的质量符合监控需求。本系统还实现了在录制的监控视频中查找特定对象的功能。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种可视化室内照明分区智能监控系统，其特征是：包括有灯组、控制盒、摄像头和服务器；所述控制盒分别与红外感应器、环境光强检测器、开关组件、摄像头和服务器连接；所述摄像头通过网络与服务器连接；所述灯组与开关组件连接；所述服务器能够接收控制盒和摄像头传输的信号；所述服务器能够通过控制盒控制开关组件以及摄像头的开闭。

2.根据权利要求1所述的一种可视化室内照明分区智能监控系统，其特征是：所述控制盒内包括有控制模块、网络通信模块、开关模块、人体红外感应模块、电源模块、环境光强检测模块和外围接口电路；所述控制模块分别与开关模块、人体红外感应模块、环境光强检测模块、网络通信模块连接；所述开关模块与开关组件连接；所述外围接口电路与红外感应器、环境光强检测器连接；所述网络通信模块与服务器进行数据通讯；所述电源模块为其他模块供电。

3.根据权利要求1所述的一种可视化室内照明分区智能监控系统，其特征是：所述单个控制盒和单个摄像头组成一组可视化控制组件，多组可视化控制组件通过交换机与服务器连接。

4.一种可视化室内照明分区智能监控系统的控制方法，其特征是：包括以下步骤：

a.控制盒初始化：设置环境参数及变量初值；

b.检测是否有人进入室内或室内是否有人：如果有人进入室内或室内有人则开启摄像头，而后进入步骤c；否则转步骤b；

c.检测室内光强：判断是否需要补光并置补光标志；如果需要补光则开启全部灯组后转步骤d，否则直接转步骤d；

d.等待并解析服务器控制信号：如果室内无人，向服务器发出结束监控指令，关闭摄像头及全部灯组，而后转至步骤b；否则，根据补光标志判断是否需要补光，如果需要补光，则转步骤e；如果无需补光则修改控制信号后转步骤e；

e.根据控制信号分别控制各分区灯组开启/关闭，而后转步骤d。

5.根据权利要求4所述的一种可视化室内照明分区智能监控系统的控制方法，其特征是：所述步骤b中由红外检测器判断是否有人进入室内；由服务器根据摄像头采集信号判断室内是否有人。

6.根据权利要求4所述的一种可视化室内照明分区智能监控系统的控制方法，其特征是：上诉步骤c中由环境光强检测器检测室内光强。

7.根据权利要求4所述的一种可视化室内照明分区智能监控系统的控制方法，其特征是：所述服务器为计算机。

8.根据权利要求4所述的一种可视化室内照明分区智能监控系统的控制方法，其特征是：上诉步骤中由控制盒接收服务器控制指令控制开关组件开闭，从而控制灯组的开闭。