CN107846761A - 一种教室智能照明系统 - Google Patents

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吴建国
胡以桃
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Abstract

本发明公开了一种教室智能照明系统，包括：n个照明模块；第i个照明模块包括控制单元、照明单元、采集单元；照明单元用于根据控制单元的指令选择照明模式对i区域进行照明，采集单元用于采集i区域内的人数Ni以及亮度Di并将采集结果发送至控制单元；且第i个照明模块中的控制单元根据其采集单元的采集结果以及相邻照明模块中的采集单元的采集结果选择不同的照明策略，实现了多个照明模块间的协同配合工作，提高了多个照明模块照明策略选择的智能化和合理性；且每一个照明模块可根据自身对应的照明区域内的实际情况选择特定的照明策略，实现了每一个照明模块的单独工作模式，有利于保证保证照明策略的有效性。

Description

一种教室智能照明系统
技术领域
本发明涉及智能照明系统技术领域，尤其涉及一种教室智能照明系统。
背景技术
目前学校教室基本上都是采用全局照明方式，日光灯普遍采用手动的开关，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。在晚自习或是在阴暗的天气情况下，由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时教室只有寥寥几个人或者自习完后没人关灯，整个教室的灯全部一直亮着，即使采用节能灯也是严重浪费电能的，而且对设备的损伤很大，同时也给学校带来较重的经济负担。
基于单片机的教室智能照明系统已经是越来越多，他们利用图像处理技术根据摄像头拍摄的教室内人员的变动情况自动地启动或关闭教室内的灯具，实现智能控制。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种教室智能照明系统，使得多个照明模块之间可以协同配合工作，克服了必须由总控制器根据传感器采集的数据来控制灯具进行照明的缺陷。
本发明提出的教室智能照明系统，包括：n个照明模块，其中，n≥2；
第i个照明模块包括控制单元、照明单元、采集单元，其中，1≤i≤n；照明单元和采集单元均与控制单元通信连接，照明单元用于根据控制单元的指令选择照明模式对i区域进行照明，采集单元用于采集i区域内的人数Ni以及亮度Di并将采集结果发送至控制单元；
当i＝x时，第i个照明模块中的控制单元与第一集合内所有照明模块中的控制单元均通信连接，其中，第一集合为﹛1,2,3……x-1,x+1,……n﹜，1≤x≤n。
优选地，第i个照明模块中，当采集单元采集到i区域内的人数Ni≥1且Di≤D0时，控制单元指令控制照明单元选择第一照明模式工作，当采集单元采集到i区域内的人数Ni＝0且Di≤D0时，控制单元通过第i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y个照明模块中的控制单元获取i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y区域内的人数Ni-y……Ni-2、Ni-1、Ni+1、Ni+2……Ni+y，若Ni-y……Ni-2、Ni-1、Ni+1、Ni+2……Ni+y中至少一个不小于1时，控制单元指令控制照明单元选择第二照明模式工作；其中，0≤y≤n-i；
优选地，在第一照明模式下，照明单元的亮度为A，在第二照明模式下，照明单元的亮度为B；其中，A、B、D0均为预设值。
优选地，第i个照明模块中，所述采集单元包括红外传感器和/或光照传感器和/或高清摄像仪。
优选地，第i个照明模块中，控制单元嵌入式单片机控制单元、包括发射单元和接收单元，发射单元包括调制单元和编码单元，接收单元包括接收器、解码单元和解调单元。
本发明中任意两个照明模块之间均有信息交互，如此，加强了每一个照明模块之间信息传输的及时性，使得每一个照明模块可以结合自身照明区域内的实际情况以及其它照明模块对应的照明区域内的实际情况来制定照明策略，实现了多个照明模块间的协同配合工作，提高了多个照明模块照明策略选择的智能化和合理性，有利于保证保证照明策略的有效性；进一步地，本发明中设置有多个照明模块，每一个照明模块均对应有特定的照明区域，且每一个照明模块配置有单独的控制单元，如此，使得每一个照明模块可根据自身对应的照明区域内的实际情况选择特定的照明策略，实现了每一个照明模块的单独工作模式，避免了常规技术手段中利用总控制器对多个照明模块进行照明策略调整时的复杂性。
附图说明
图1为一种教室智能照明系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种教室智能照明系统。
参照图1，本发明提出的教室智能照明系统，包括：n个照明模块，其中，n≥2；
第i个照明模块包括控制单元、照明单元、采集单元，其中，1≤i≤n；照明单元和采集单元均与控制单元通信连接，照明单元用于根据控制单元的指令选择照明模式对i区域进行照明，采集单元用于采集i区域内的人数Ni并将采集结果发送至控制单元；
当i＝x时，第i个照明模块中的控制单元与第一集合内所有照明模块中的控制单元均通信连接，其中，第一集合为﹛1,2,3……x-1,x+1,……n﹜，1≤x≤n；本实施方式中，任意两个照明模块间均通过控制单元通信连接，以实现信息交互和流通，方便每一个照明模块中的控制单元根据自身采集单元以及其它照明模块中的采集单元的采集结果制定照明策略，有利于提高照明策略选择的合理性和有效性，且，本实施方式不仅实现了任意一个照明模块根据自身对应的照明区域内的实际情况选择照明策略，而且实现了多个照明模块间的协同配合作用，进一步加强照明策略选择的智能性。
第i个照明模块中，当采集单元采集到i区域内的人数Ni≥1且Di≤D0时，表明i区域内有人员，且该区域内的实际亮度较低，则需要对该区域进行照明，此时控制单元指令控制照明单元选择第一照明模式工作，在第一照明模式下，照明单元的亮度为A，上述A为预设值；当采集单元采集到i区域内的人数Ni＝0且Di≤D0时，表明i区域内没有人员且该区域内实际亮度较低，此时，为进一步对i区域相邻的区域内的实际情况进行分析，控制单元通过第i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y个照明模块中的控制单元获取i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y区域内的人数Ni-y……Ni-2、Ni-1、Ni+1、Ni+2……Ni+y，若Ni-y……Ni-2、Ni-1、Ni+1、Ni+2……Ni+y中至少一个不小于1时，表明i区域相邻区域中至少有一个区域内有人员，此时为提高上述有人员的区域中的照明效果，控制单元指令控制照明单元选择第二照明模式工作，在第二照明模式下，照明单元的亮度为B，B为预设值，如此，在i区域内没有人且相邻区域内有人员时，i区域仍然进行照明，有利于提高对有人员的相邻区域内的照明效果，从而提高用户的使用体验感；其中，0≤y≤n-i；其中，A和B均为预设值，A和B可根据实际的应用场景以及灯光对人体健康的影响程度进行设定，不仅能够提高本实施方式中不同照明策略选择的合理性和健康性，而且有利于保证每一个有人员的区域内灯光显示的全面性和智能化；D0为预设值，可根据不同季节、不同时令以及不同应用场景对D0的实际值进行设定，有利于提高对每一个区域内的是否需要进行照明的临界条件进行精确的设定和调节；
需要说明的是，上述操作过程中i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y区域指的是与i区域相邻的所有区域；进一步地，本实施方式中n个区域的排列关系根据实际情况进行设定，例如n个区域直线型排列、环型排列、S型排列、矩阵型排列等等，在n个区域的不同种排列关系中，i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y区域均指的是与i区域相邻的所有区域。
本实施方式中，第i个照明模块中，所述采集单元包括红外传感器和/或光照传感器和/或高清摄像仪，利用上述设备对i区域内有无人员进行检测，以及对i区域内的实际亮度进行采集，提高了检测结果的准确性和精度。
在进一步的实施例中，第i个照明模块中，控制单元包括嵌入式单片机控制单元、发射单元和接收单元，发射单元包括调制单元和编码单元，接收单元包括接收器、解码单元和解调单元，嵌入式单片机控制单元发出的控制信息经过调制单元的调制处理、编码单元的编码处理后输出到照明单元；接收器接收其它照明模块发出的可见光无线通信数据并转换为电信号后输出到解码单元，解码单元对该电信号进行解码处理后输出到解调单元，再经过解调单元的解调处理后输出数据信号给嵌入式单片机控制单元。
进一步地，本实施方式中的照明单元选择LED灯，LED灯发射的灯光频率可以形成可见光无线通信数据，能够通过光的频率来传输数据，实现多个照明模块间信息和数据的传递，可省去在每一个照明模块中设置发射单元、接收单元的操作，不仅简化了安装步骤，而且可以提高确保各照明模块之间相互通信，提高信息传递的精准性和有效性；同时，选用LED灯可以有效地节约成本，提高每一个照明单元的循环使用寿命。
本实施方式中任意两个照明模块之间均有信息交互，如此，加强了每一个照明模块之间信息传输的及时性，使得每一个照明模块可以结合自身照明区域内的实际情况以及其它照明模块对应的照明区域内的实际情况来制定照明策略，实现了多个照明模块间的协同配合工作，提高了多个照明模块照明策略选择的智能化和合理性，有利于保证保证照明策略的有效性；进一步地，本实施方式中设置有多个照明模块，每一个照明模块均对应有特定的照明区域，且每一个照明模块配置有单独的控制单元，如此，使得每一个照明模块可根据自身对应的照明区域内的实际情况选择特定的照明策略，实现了每一个照明模块的单独工作模式，避免了常规技术手段中利用总控制器对多个照明模块进行照明策略调整时的复杂性。
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于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种教室智能照明系统，其特征在于，包括：n个照明模块，其中，n≥2；
第i个照明模块包括控制单元、照明单元、采集单元，其中，1≤i≤n；照明单元和采集单元均与控制单元通信连接，照明单元用于根据控制单元的指令选择照明模式对i区域进行照明，采集单元用于采集i区域内的人数Ni以及亮度Di并将采集结果发送至控制单元；
当i＝x时，第i个照明模块中的控制单元与第一集合内所有照明模块中的控制单元均通信连接，其中，第一集合为﹛1,2,3……x-1,x+1,……n﹜，1≤x≤n。
2.根据权利要求1所述的教室智能照明系统，其特征在于，第i个照明模块中，当采集单元采集到i区域内的人数Ni≥1且Di≤D0时，控制单元指令控制照明单元选择第一照明模式工作，当采集单元采集到i区域内的人数Ni＝0且Di≤D0时，控制单元通过第i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y个照明模块中的控制单元获取i-y……i-2、i-1、i+1、i+2……i+y区域内的人数Ni-y……Ni-2、Ni-1、Ni+1、Ni+2……Ni+y，若Ni-y……Ni-2、Ni-1、Ni+1、Ni+2……Ni+y中至少一个不小于1时，控制单元指令控制照明单元选择第二照明模式工作；其中，0≤y≤n-i；
优选地，在第一照明模式下，照明单元的亮度为A，在第二照明模式下，照明单元的亮度为B；其中，A、B、D0均为预设值。
3.根据权利要求1或2所述的教室智能照明系统，其特征在于，第i个照明模块中，所述采集单元包括红外传感器和/或光照传感器和/或高清摄像仪。
4.根据权利要求1所述的教室智能照明系统，其特征在于，第i个照明模块中，控制单元包括嵌入式单片机控制单元、发射单元和接收单元，发射单元包括调制单元和编码单元，接收单元包括接收器、解码单元和解调单元。
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