CN109413827A - 一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法，属于物联网技术领域，其中，数据收发模块接收到定位卡发送的广播数据包后，根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮、且人走灯灭”的效果；当数据收发模块接收到广播数据包时，定位卡根据数据收发模块回复的ID号和第二信道号，把人员定位数据通过第二信道发送至集中控制器以完成人员定位的功能；解决了工业环境灯具数量庞大的情况下按需亮灯、按需定位这一难题，由传统的人来灯亮、人走灯灭，延伸至可按需亮灯、按需定位满足不同场景、不同人员对亮灯、灭灯按需控制的灵活要求。

Description

一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法

本申请要求于2018年11月14日提交中国专利局、申请号为201811350690.8、发明名称为“一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法。

背景技术

照明对于工业作业场所来说起着举足轻重的作用。良好的工业照明，能为工人提供优质的作业环境和安全保证，同时对于减少生产现场安全事故的发生也起到重要作用。当前工业照明一般是总闸开关控制，所有的照明必须通过人工手动实现，要做到人走灯灭，按需照明，必须对当下区域内所有人员分布情况、电路控制走向和控制闸安装位置十分清楚，照明一旦出现意外，风险极大。

针对照明控制，专利权人李爱国发明了一种“基于RFID的人员定位照明控制系统及其控制方法（专利号CN201110197160）”，该系统包括人流数据服务器和多个照明控制区域；每个照明控制区域内均设有一个照明控制器和多个照明设备，并设有多个监控点，每个监控点均设有一个RFID接收器，每个出入人员均携带一张RFID标签；各照明控制区域均设有分别连接到所在照明控制区域内各照明设备的多个开关量输出端。

专利CN105611695A也公开了一种基于井下人员定位的区域照明灯控管理系统，包括主机、交换机、通讯分站、人员定位识别卡、读卡分站、灯控分站、照明灯；主机通过交换机与多个通讯分站通信，每个讯分站通信连接有多个读卡分站，每个通讯分站还连接控制有一个灯控分站，灯控分站连接控制有多个照明灯；通过读卡分站通信连接灯控分站，灯控分站、集控盒对照明灯连接控制的设置，保证照明可以根据人员进出情况而定，全部人员离开，该区域照明自动关闭，有进入则自动开启。

通过研究发现已有技术中的控灯过程，都是一个控制器控制多个灯具，因此，存在的问题是：当此控制器出现故障时，其连接的灯具将全部失控，也无法真正实现“人来灯亮、人走灯灭”。

针对“人来灯亮、人走灯灭”，发明人赵文娟、刘子昂等发明了一种“具有自动感应功能的智能防爆照明系统及其控制方法”（专利号CN106982502A）主要包括佩戴在作业人员身上的无线感应卡，安装在特殊作业环境中的智能防爆照明灯具和可进行参数设置的遥感控制器；其控制方法为设置参数-感应-指令“人来灯亮，人走灯灭”。通过自动感应智能照明灯具系统，实现“人来灯亮，人走灯灭”或“人来智能防爆照明灯具高亮度，人走智能防爆照明灯具低亮度”的智能照明模式。

分析其原理可以看出：智能防爆照明灯具内安装的zigbee通信模块与无线感应卡内安装的zigbee模块之间能够相互通信，智能防爆灯具通过感应无线感应卡的存在而感知其佩戴人员的存在，从而控制智能防爆照明灯具的不同的照明状态，实现“人来灯亮、人走灯灭”。

首先，上述方法是“当智能防爆照明灯具在2-3min时延时间内扫描到的所有无线信号强度均没有达到“人来”的信号强度阈值时，则判断为“人走”状态”，存在的问题是，当作业现场复杂，作业人还没有走到第二灯具的信号覆盖范围时，第一灯具已经判断出“人走”，第二灯具还没有判断出“人来”，仍然存在作业人员处在黑暗区域的情况，造成不便。

其次，这种方法只实现了有信号来就根据实现设定的亮度亮，无信号就灭/暗，只认信号不认人，由于无法识别人员身份，因此也无法根据不同的卡的身份、角色来自动调整亮暗的程度，即无法实现按需亮灯。

再者，上述专利中的技术方案并没有描述定位功能，更没有实现按需定位。

发明内容

本发明提供一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法，旨在解决工业环境灯具数量庞大的情况下，实现按需亮灯、按需中继、按需定位这一难题，而且将传统意义上的智能照明加入新的内涵，由传统的人来灯亮、人走灯灭，延伸至可按需亮灯、按需定位、按需中继，既满足不同场景、不同人员对亮灯、灭灯按需控制的灵活要求，又实现了低成本高精度的人员定位效果。

本发明提供的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供的一种人员定位和智慧照明的融合系统包括定位卡、数据收发模块和集中控制器，其中，所述定位卡、所述数据收发模块、所述集中控制器之间均为无线通信连接，每一个智能灯具中至少内置一个所述数据收发模块；所述定位卡配置为每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包，接收到所述广播数据包的所述数据收发模块根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；

所述数据收发模块配置为当接收到所述广播数据包时，根据所述广播数据包回复一个应答包，所述应答包包含所述数据收发模块的ID号和第二信道号；所述定位卡同时配置为根据所述数据收发模块回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过所述第二信道发送至所述集中控制器以完成人员定位。

可选的，所述人员定位数据采用“签到清单”技术采集，并降低已签到的所述定位卡的数据发射优先级

另一方面，本发明实施例提供一种人员定位和智慧照明的融合方法，所述融合方法用于包括定位卡、数据收发模块和集中控制器的人员定位和智慧照明的融合系统，其中，所述融合方法包括：

所述定位卡每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包；

接收到所述广播数据包的所述数据收发模块根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；

当接收到所述广播数据包时，所述数据收发模块根据所述广播数据包回复一个应答包，所述应答包包含所述数据收发模块的ID号和第二信道号；

所述定位卡接收到所述应答包时，根据所述数据收发模块回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过所述第二信道发送至所述集中控制器以完成人员定位。

可选的，所述定位卡、所述数据收发模块、所述集中控制器之间均为无线通信连接，每一个智能灯具中至少内置一个所述数据收发模块。

可选的，所述人员定位数据采用“签到清单”技术采集，并降低已签到的所述定位卡的数据发射优先级。

可选的，所述数据收发模块采用分布式可自定义中继节点技术，所述定位卡和所述集中控制器采用多信道分区分配算法。

本发明的有益效果如下：

本发明实施例提供一种人员定位和智慧照明的融合系统包括定位卡、数据收发模块和集中控制器，其中，定位卡、数据收发模块、集中控制器之间均为无线通信连接，每一个智能灯具中至少内置一个数据收发模块；定位卡配置为每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包，接收到广播数据包的数据收发模块根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；数据收发模块配置为当接收到所述广播数据包时，根据广播数据包回复一个应答包，应答包包含数据收发模块的ID号和第二信道号；定位卡同时配置为根据数据收发模块回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过第二信道发送至集中控制器以完成人员定位，进而实现因地定人而不是因人定地，随时明确某位置有/该有/不该有什么人，根据管控“需”求设定定位范围，实现按需定位，解决了工业环境灯具数量庞大的情况下，实现了按需亮灯、按需中继、按需定位这一难题，而且将传统意义上的智能照明加入新的内涵，由传统的人来灯亮、人走灯灭，延伸至可按需亮灯、按需定位、按需中继，既满足不同场景、不同人员对亮灯、灭灯按需控制的灵活要求，又实现了低成本高精度的人员定位效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种人员定位和智慧照明的融合系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合图1对本发明实施例的一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法进行详细的说明。

参考图1所示，本发明实施例提供的一种人员定位和智慧照明的融合系统包括定位卡1、数据收发模块2和集中控制器3，其中，定位卡1、数据收发模块2和集中控制器3之间均为无线通信连接，示例的，定位卡1、数据收发模块2和集中控制器3之间可以是基于无线局域网的通信连接、也可以是基于蜂窝移动网络的无线连接。

参考图1所示，本发明实施例提供的一种人员定位和智慧照明的融合系统在每一个智能灯具中至少内置一个数据收发模块2；定位卡1配置为每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包，接收到广播数据包的数据收发模块2根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；数据收发模块2配置为当接收到广播数据包时，根据广播数据包回复一个应答包，该应答包包含数据收发模块2的ID号和第二信道号；定位卡1同时配置为根据数据收发模块2回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过第二信道发送至集中控制器3以完成人员定位。

其中，参考图1所示，数据收发模块2接收到定位卡1发送的广播数据包后，根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，比如，该区域内定位卡1的数量大于1时数据收发模块2发送打开灯具的控制指令已实现“人来灯亮、且人走灯灭”的效果。

其中，当接收到广播数据包时，数据收发模块2根据广播数据包回复一个应答包，该应答包包含数据收发模块2的ID号和第二信道号，进而定位卡1根据数据收发模块2回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过第二信道发送至集中控制器3以完成人员定位的功能。

其中，定位卡1发送的人员定位数据采用“签到清单”技术采集，并降低已签到的定位卡1的数据发射优先级，也即定位卡1按照每秒钟唤醒一次的周期向外发送人员定位数据，其采用“签到清单”技术采集，“签到清单”技术为同一地点初次签到之后的再次签到优先级逐渐降低的技术策略。

具体的，根据每个定位卡的差异，将海量定位卡分成若干个在不同信道上发送位置ID的小组，并通过数据收发模块逐一在每小组分配的不同信道上侦听，逐一对每个小组中的定位卡进行读写，从而将工作小组（“未签到”）和非工作小组（“已签到”）区分开来，避免了数据收发模块对非小组中定位卡的干扰。

同理，根据每个数据收发模块的差异，将海量数据收发模块分成若干个在不同信道上发送位置ID的小组，并通过集中控制器逐一在每小组分配的不同信道上侦听，逐一对每个小组中的数据收发模块进行读写，从而将工作小组（“未签到”）和非工作小组（“已签到”）区分开来，避免了集中控制器对非小组中数据收发模块的干扰。

另外，为了避免组网时的路由深度过大，引起时延过长，数据收发模块采用分布式可自定义中继节点技术，定位卡和集中控制器采用多信道分区分配算法，解决工业环境灯具、人员数量庞大引起的信号冲突碰撞问题。

参考图1所示，数据收发模块2采用分布式可自定义中继节点技术，定位卡1和集中控制器3之间采用多信道分区分配算法，分布式可自定义中继节点技术为可以根据需要任意设定某个节点为中继节点的技术策略。

参考图1所示，数据收发模块2根据接收到的广播数据包对定位卡1进行身份识别，根据来人的角色、身份、位置执行不同的动作，实现按需照明。其中，按需照明具体为：根据来人的角色、身份配置不同的亮度，示例的，巡检人员配置亮度为1、维修人员配置亮度为2、领导人员配置亮度为3、多人同时在场配置亮度为4、当有人员进入过程中配置亮度为由暗渐亮，当有人员离开时配置亮度为由亮渐暗，有违规进入人员时配置亮度为亮暗变化闪烁，调试人员根据预先设置的命令或人工发送命令开启相应开关等等。

另外，按需照明还可以具体为：根据流程调光，示例的，根据巡检路线、流程依次亮灯提示等；按照时间调光，示例的，根据时间段数据，开启或关闭相应的照明灯具；按照命令调光，示例的，根据调试人员预先设置的命令进行交替亮暗调试；按照预案调光，示例的，配置应急模式调光指示；按照策略调光，示例的，根据定位卡位置变化情况分步逐级达到目标亮度，避免因亮度突然变化而产生不安全因素。

参考图1所示，本发明实施例的一种人员定位和智慧照明的融合系统可以实现按需定位功能，实现因地定人而不是因人定地，随时明确某位置有/该有/不该有什么人，根据管控“需”求设定定位范围，如重点区域1.5~3米，非重点区域5~50米，实现按需定位。其中，按需定位具体为：按照位置定位，即根据不同的位置设置不同的阈值，满足不同的定位精度要求，A位置1.5~3米精度要求、B位置5~10米精度要求；按照时间定位，即根据不同的时间设置不同的阈值，满足不同的定位精度要求，实时追踪时精度阈值1，集散点判断人数时精度阈值2；按照身份定位，即根据来人的角色、身份配置不同的阈值，满足不同的定位精度要求等实现按需定位，示例的，巡检人员追踪定位精度配置为1、管理人员定位精度配置为2。

本发明实施例提供一种人员定位和智慧照明的融合系统包括定位卡、数据收发模块和集中控制器，其中，定位卡、数据收发模块、集中控制器之间均为无线通信连接，每一个智能灯具中至少内置一个数据收发模块；定位卡配置为每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包，接收到广播数据包的数据收发模块根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；数据收发模块配置为当接收到所述广播数据包时，根据广播数据包回复一个应答包，应答包包含数据收发模块的ID号和第二信道号；定位卡同时配置为根据数据收发模块回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过第二信道发送至集中控制器以完成人员定位，进而实现因地定人而不是因人定地，随时明确某位置有/该有/不该有什么人，根据管控“需”求设定定位范围，实现按需定位，解决了工业环境灯具数量庞大的情况下，实现了按需亮灯、按需中继、按需定位这一难题，而且将传统意义上的智能照明加入新的内涵，由传统的人来灯亮、人走灯灭，延伸至可按需亮灯、按需定位、按需中继，既满足不同场景、不同人员对亮灯、灭灯按需控制的灵活要求，又实现了低成本高精度的人员定位效果。

另一方面，本发明实施例提供一种人员定位和智慧照明的融合方法，该融合方法用于包括定位卡1、数据收发模块2和集中控制器3的图1所示的人员定位和智慧照明的融合系统，其中，该融合方法包括：

定位卡1每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包；

接收到该广播数据包的数据收发模块2根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；

当接收到该广播数据包时，数据收发模块2根据该广播数据包回复一个应答包，该应答包包含数据收发模块2的ID号和第二信道号；

定位卡1接收到该应答包时，根据数据收发模块2回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过第二信道发送至集中控制器3以完成人员定位。

其中，定位卡1、数据收发模块2和集中控制器3之间均为无线通信连接，每一个智能灯具中至少内置一个数据收发模块2已完成数据收发功能。

其中，人员定位数据采用“签到清单”技术采集，并降低已签到的所述定位卡的数据发射优先级；数据收发模块2采用分布式可自定义中继节点技术，定位卡1和集中控制器3采用多信道分区分配算法。

需要说明的是，本发明实施例的一种人员定位和智慧照明的融合方法，应用于上述的一种人员定位和智慧照明的融合系统，两者属于同一个发明构思，其具体的实现过程可以参考前述的一种人员定位和智慧照明的融合系统。

本发明实施例提供的一种人员定位和智慧照明的融合方法，数据收发模块2接收到定位卡1发送的广播数据包后，根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，比如，该区域内定位卡1的数量大于1时数据收发模块2发送打开灯具的控制指令已实现“人来灯亮、且人走灯灭”的效果；当接收到广播数据包时，数据收发模块2根据广播数据包回复一个应答包，该应答包包含数据收发模块2的ID号和第二信道号，进而定位卡1根据数据收发模块2回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过第二信道发送至集中控制器3以完成人员定位的功能；进而实现因地定人而不是因人定地，随时明确某位置有/该有/不该有什么人，根据管控“需”求设定定位范围，实现按需定位，解决了工业环境灯具数量庞大的情况下，实现了按需亮灯、按需中继、按需定位这一难题，而且将传统意义上的智能照明加入新的内涵，由传统的人来灯亮、人走灯灭，延伸至可按需亮灯、按需定位、按需中继，既满足不同场景、不同人员对亮灯、灭灯按需控制的灵活要求，又实现了低成本高精度的人员定位效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种人员定位和智慧照明的融合系统，其特征在于，所述融合系统包括定位卡、数据收发模块和集中控制器，其中，所述定位卡、所述数据收发模块、所述集中控制器之间均为无线通信连接，每一个智能灯具中至少内置一个所述数据收发模块；所述定位卡配置为每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包，接收到所述广播数据包的所述数据收发模块根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；所述数据收发模块配置为当接收到所述广播数据包时，根据所述广播数据包回复一个应答包，所述应答包包含所述数据收发模块的ID号和第二信道号；所述定位卡同时配置为根据所述数据收发模块回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过所述第二信道发送至所述集中控制器以完成人员定位。

2.根据权利要求1所述的融合系统，其特征在于，所述人员定位数据采用“签到清单”技术采集，并降低已签到的所述定位卡的数据发射优先级。

3.根据权利要求1和2所述的融合系统，其特征在于，所述数据收发模块采用分布式可自定义中继节点技术，所述定位卡和所述集中控制器采用多信道分区分配算法。

4.一种人员定位和智慧照明的融合方法，其特征在于，所述融合方法用于包括定位卡、数据收发模块和集中控制器的人员定位和智慧照明的融合系统，其中，所述融合方法包括：

所述定位卡每秒钟唤醒一次，并通过第一信道发送一个广播数据包；

接收到所述广播数据包的所述数据收发模块根据设定的固定阈值决定是否点亮对应灯具，以实现“人来灯亮”的效果；

当接收到所述广播数据包时，所述数据收发模块根据所述广播数据包回复一个应答包，所述应答包包含所述数据收发模块的ID号和第二信道号；

所述定位卡接收到所述应答包时，根据所述数据收发模块回复的ID号和第二信道号，切换至第二信道，把人员定位数据通过所述第二信道发送至所述集中控制器以完成人员定位。

5.根据权利要求4所述的融合方法，其特征在于，所述定位卡、所述数据收发模块、所述集中控制器之间均为无线通信连接，每一个智能灯具中至少内置一个所述数据收发模块。

6.根据权利要求4所述的融合方法，其特征在于，所述人员定位数据采用“签到清单”技术采集，并降低已签到的所述定位卡的数据发射优先级。

7.根据权利要求4和5所述的融合方法，其特征在于，所述数据收发模块采用分布式可自定义中继节点技术，所述定位卡和所述集中控制器采用多信道分区分配算法。