CN110032228A - 智能教室光线自动调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能教室光线自动调节方法及系统，涉及自动控制技术领域，在教室室内的不同位置安装光线传感器，对教室室内室外的光线数据采集，将采集的数据与天气数据结合后得到相应的光线控制数据，根据这个光线控制数据可以自动控制教室内窗帘的开闭以及日光灯的亮度，使人眼处于舒适状态，更好的学习工作。整个系统和方法完全自动控制，无需人为操作，且控制准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及智能教室光线自动调节方法及系统。
背景技术
教室是学生的主要学习和活动场所，教师在讲台上授课，学生在座位上听讲，这是目前绝大多数学校采用的教学方式。在教学过程中，教师需要使用各种辅助设备来提高教学效果，例如黑板、多媒体系统等。
想要学生有良好的学习效果，需要提供优良的学习环境，除去教室中的各种辅助设备外，教室内的光强度也很重要，光强度过高或者过低都会对学生的学习过程产生不良影响，甚至会造成学生近视的发生。
目前教室内的光强度主要由日光灯和窗帘控制，而这些控制手段均需要人手动启动，而一间教室中日光灯和窗帘的数量很多，如果都由人去控制那么会非常麻烦。
发明内容
本发明实施提供了智能教室光线自动调节方法及系统，可以解决现有技术中存在的问题。
本发明提供了智能教室光线自动调节方法，该方法包括以下步骤：
按照教室中窗户的位置将教室划分为多个区域，每个区域中具有至少一个日光灯和至少一个窗户；
采集窗户、投影幕布和黑板上的光线强度数据；
获取当前的天气数据；
对采集的各个窗户处的光线强度数据以及当前的天气数据进行分析处理，根据数据库中存储的控制策略生成相应的室内光线控制数据；以及对采集的投影幕布和黑板上的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的讲台光线控制数据；
根据所述室内光线控制数据控制对应区域中窗帘的打开程度，以及控制对应区域中日光灯的亮度，根据所述讲台光线控制数据控制黑板附近日光灯的亮度。
本发明还提供了智能教室光线自动调节系统，所述系统包括：
室内光线传感器，安装在窗户、黑板和投影幕布上，分别用于采集每个窗户处的光线强度数据、黑板上的光线强度数据和投影幕布上的光线强度数据；
嵌入式微处理器，用于按照教室中窗户的位置将教室划分为多个区域，每个区域中具有至少一个日光灯和至少一个窗户；所述嵌入式微处理器还用于获取当前的天气数据，对采集的各个窗户处的光线强度数据以及当前的天气数据进行分析处理，根据数据库中存储的控制策略生成相应的室内光线控制数据；以及对采集的投影幕布和黑板上的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的讲台光线控制数据；
光线控制执行机构，用于根据所述室内光线控制数据控制对应区域中窗帘的打开程度，以及控制对应区域中日光灯的亮度；所述光线控制执行机构还用于根据所述讲台光线控制数据控制黑板附近日光灯的亮度。
本发明的智能教室光线自动调节方法及系统，在教室室内的不同位置安装光线传感器，对教室室内室外的光线数据采集，将采集的数据与天气数据结合后得到相应的光线控制数据，根据这个光线控制数据可以自动控制教室内窗帘的开闭以及日光灯的亮度，使人眼处于舒适状态，更好的学习工作。整个系统和方法完全自动控制，无需人为操作，且控制准确度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的智能教室光线自动调节方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供了智能教室光线自动调节方法，该方法包括以下步骤：
按照教室中窗户的位置将教室划分为多个区域，每个区域中具有至少一个日光灯和至少一个窗户；
采集窗户、投影幕布和黑板上的光线强度数据；
从互联网上获取当前的天气数据；
对采集的各个窗户处的光线强度数据以及当前的天气数据进行分析处理，根据数据库中存储的控制策略生成相应的室内光线控制数据；以及对采集的投影幕布和黑板上的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的讲台光线控制数据；
根据所述室内光线控制数据控制对应区域中窗帘的打开程度，以及控制对应区域中日光灯的亮度，以使室内光线强度调整到适合工作学习的状态；例如教室的东侧墙上有窗户，当早上太阳升起时阳光直射进教室，会让这个窗户附近的学生觉得刺眼，这时这个窗户上的窗帘会自动关闭，同时与这个窗户正对的日光灯亮度也会降低，以使教室内部各处的光强大致相同，始终处于让人眼舒适的状态。
根据所述讲台光线控制数据控制黑板附近日光灯的亮度，以使学生能够看清黑板或者投影幕布上的内容；
接收照明模式切换指令，控制黑板附近日光灯的亮度增强或者减弱，例如，教师在黑板上写字时，需要日光灯亮度较高才能使学生看清，而在投影幕布上进行投影教学时，则需要日光灯亮度较低才能让学生看清，因此教师可以用照明模式切换装置在黑板照明模式和投影照明模式之间切换，以对日光灯的亮度进行相应控制。
本发明中，不同的天气会对室外以及室内的光线强度产生不同影响，因此需要根据当前的天气数据，例如晴天、雨天或者阴天，选择相应的控制模式。
基于相同的发明构思，本发明还提供了智能教室光线自动调节系统，该系统的实施可以参照上述方法的实施，重复之处不再赘述，所述系统包括：
室内光线传感器，安装在窗户、黑板和投影幕布上，分别用于采集每个窗户处的光线强度数据、黑板上的光线强度数据和投影幕布上的光线强度数据；
嵌入式微处理器，用于按照教室中窗户的位置将教室划分为多个区域，每个区域中具有至少一个日光灯和至少一个窗户；所述嵌入式微处理器还用于从互联网获取当前的天气数据，对采集的各个窗户处的光线强度数据以及当前的天气数据进行分析处理，根据数据库中存储的控制策略生成相应的室内光线控制数据；以及对采集的投影幕布和黑板上的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的讲台光线控制数据；
光线控制执行机构，用于根据所述室内光线控制数据控制对应区域中窗帘的打开程度，以及控制对应区域中日光灯的亮度，以使室内光线强度调整到适合工作学习的状态；所述光线控制执行机构还用于根据所述讲台光线控制数据控制黑板附近日光灯的亮度，以使学生能够看清黑板或者投影幕布上的内容；所述光线控制执行机构还用于接收照明模式切换指令，控制黑板附近日光灯的亮度增强或者减弱。
本实施例中，所述室内光线传感器采用无线通信的方式将采集的数据发送至所述嵌入式微处理器。所述窗帘优选为百叶式窗帘，安装在窗帘上的光线控制执行机构具体为马达，马达通电运转后即可控制窗帘打开或者关闭，安装在日光灯上的光线控制执行机构具体为亮度控制电路，该亮度控制电路按照室内光线控制数据和讲台光线控制数据调整电流，即可改变日光灯的亮度。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明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 (10)
1.智能教室光线自动调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
按照教室中窗户的位置将教室划分为多个区域，每个区域中具有至少一个日光灯和至少一个窗户；
采集窗户、投影幕布和黑板上的光线强度数据；
获取当前的天气数据；
对采集的各个窗户处的光线强度数据以及当前的天气数据进行分析处理，根据数据库中存储的控制策略生成相应的室内光线控制数据；以及对采集的投影幕布和黑板上的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的讲台光线控制数据；
根据所述室内光线控制数据控制对应区域中窗帘的打开程度，以及控制对应区域中日光灯的亮度，根据所述讲台光线控制数据控制黑板附近日光灯的亮度。
2.如权利要求1所述的智能教室光线自动调节方法，其特征在于，在获取当前的天气数据后，根据该天气数据选择相应的控制模式，在选择的控制模式下对各个窗户处的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的室内光线控制数据。
3.如权利要求1所述的智能教室光线自动调节方法，其特征在于，所述当前的天气数据从互联网获取。
4.如权利要求1所述的智能教室光线自动调节方法，其特征在于，还包括步骤：
接收照明模式切换指令，控制黑板附近日光灯的亮度增强或者减弱。
5.如权利要求4所述的智能教室光线自动调节方法，其特征在于，所述照明模式切换指令包括将黑板照明模式切换为投影照明模式，以及将投影照明模式切换为黑板照明模式，前者的照明模式切换指令使黑板附近日光灯的亮度减弱，后者的照明模式切换指令使黑板附近日光灯的亮度增强。
6.智能教室光线自动调节系统，其特征在于，所述系统包括：
室内光线传感器，安装在窗户、黑板和投影幕布上，分别用于采集每个窗户处的光线强度数据、黑板上的光线强度数据和投影幕布上的光线强度数据；
嵌入式微处理器，用于按照教室中窗户的位置将教室划分为多个区域，每个区域中具有至少一个日光灯和至少一个窗户；所述嵌入式微处理器还用于获取当前的天气数据，对采集的各个窗户处的光线强度数据以及当前的天气数据进行分析处理，根据数据库中存储的控制策略生成相应的室内光线控制数据；以及对采集的投影幕布和黑板上的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的讲台光线控制数据；
光线控制执行机构，用于根据所述室内光线控制数据控制对应区域中窗帘的打开程度，以及控制对应区域中日光灯的亮度；所述光线控制执行机构还用于根据所述讲台光线控制数据控制黑板附近日光灯的亮度。
7.如权利要求6所述的智能教室光线自动调节系统，其特征在于，所述嵌入式微处理器根据天气数据选择相应的控制模式，在选择的控制模式下所述嵌入式微处理器对各个窗户处的光线强度数据进行分析处理，根据所述控制策略生成相应的室内光线控制数据。
8.如权利要求6所述的智能教室光线自动调节系统，其特征在于，所述光线控制执行机构还用于接收照明模式切换指令，控制黑板附近日光灯的亮度增强或者减弱。
9.如权利要求8所述的智能教室光线自动调节系统，其特征在于，所述照明模式切换指令包括将黑板照明模式切换为投影照明模式，以及将投影照明模式切换为黑板照明模式，前者的照明模式切换指令使黑板附近日光灯的亮度减弱，后者的照明模式切换指令使黑板附近日光灯的亮度增强。
10.如权利要求6所述的智能教室光线自动调节系统，其特征在于，所述室内光线传感器采用无线通信的方式将采集的数据发送至所述嵌入式微处理器。
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