CN110139448A - 一种节能减排智能化操控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能减排智能化操控系统，包括数据采集模块、情景识别模块、设备监管模块、灯光调节模块、全局照明模块、局部照明模块、智能终端模块；将家具、灯具、传感器以及智能设备之间的相互关联形成智能物联网，通过数据采集模块采集数据，所述情景识别模块用于生成情景分析报告；设备监管模块向智能终端模块和灯光调节模块发出指令，实现根据智能设备的屏幕照度调节区域光线的目的。自动关闭所有照明设备，检测人夜里起床的状态，自动开启各房间的照明设备，且光线强度增长慢，不会产生晃眼的现象，同时只有有人房间的人体移动监测单元工作，其他屋内为待机状态。在提高使用体验的同时，实现节能减排的目的。

Description

一种节能减排智能化操控系统

技术领域

本发明涉及一种操控系统，具体涉及一种节能减排智能化操控系统。

背景技术

随着科技的发展，普通家庭也越来越多的接入了智能灯具，以实现对室内的灯光控制。现有的技术是通过将智能灯具接入网络，通过智能终端上的app对灯光的色温、亮度等参数进行调节，也可通过网络进行远程控制和定时，但此方法只是对各个灯具单独进行调节，无法对屋内所有房间的进行整体上的控制，同时，随着智能终端以及智能家电的普及，人们越来越多使用智能设备进行工作和娱乐，而现有的灯光控制无法配合家具、智能终端以及智能家电的使用情况来进行调节，达到舒适的使用环境，同时实现节能减排的目的。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种节能减排智能化操控系统。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何对各房间内的灯光的开关以及照度进行调节，以实现节能减排，同时便于使用的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种节能减排智能化操控系统，包括数据采集模块、情景识别模块、设备监管模块、灯光调节模块、全局照明模块、局部照明模块、智能终端模块；

所述数据采集模块用于控制数据的采集，包括红外热成像单元、室外照度传感单元、室内照度传感单元；其中，每个房间均设置有一个红外热成像单元，用于采集热力图像，每个窗口的外侧设置有室外照度传感单元，每个房间内设置有多个均匀设置在天花板上的室内照度传感单元，每个具有固定位置的床、桌、椅以及沙发均设置有压力传感单元，并对压力传感单元添加所在区域的标签；

所述情景识别模块用于获取数据采集模块采集的数据，并对各个房间的使用情况进行分析，整理出各房间是否有人以及每个照明模块的运行状态、房间内外的照度差状态，并生成情景分析报告；

所述设备监管模块根据情景分析报告，向灯光调节模块发出指令，并根据智能终端模块的关联绑定信息以及情景识别模块做出的情景分析报告向智能终端模块发出指令；

所述灯光调节模块用于在接收到指令后，根据指令的内容，对各房间的全局照明模块以及局部照明模块进行调节；

所述全局照明模块用于负责各个房间的整体性照明，且每个房间的全局照明模块相互独立，通过灯光调节模块对各个房间的照度进行调节；

所述局部照明模块用于负责房间内某个局部区域的照明，且设置在具有固定位置的床、桌、椅以及沙发的上方，并通过灯光调节模块对房间内各局部区域的照度进行调节，并将局部照明模块与下方的压力传感单元关联绑定；且全局照明模块包括吊灯、日光灯；所述局部照明模块包括台灯、床头灯、夜灯；

所述智能终端模块根据设备监管模块发出的指令进行调节；智能终端模块包括智能移动设备、智能家电以及智能窗帘，且智能移动设备包括智能手机、平板；所述智能家电包括智能空调、智能电视、PC；对智能家电以及智能窗帘添加所在房间的标签并通过人工与局部照明模块进行绑定，其中移动设备和智能家电设有通过用户手动开关的电源锁定模式；

所述设备监管模块发出指令的具体过程如下：

S1、筛选出无人的房间，向灯光调节模块发出该房间内所有全局照明模块和局部照明模块的关闭指令，同时向房间内未设置为电源锁定模式的智能移动设备以及智能家电发送关闭指令，对于设置为电源锁定模式的智能移动设备以及智能家电发出降低屏幕照度的指令；

S2、筛选出有人的房间，获取房间内的智能移动设备以及智能家电的屏幕是否关闭，若屏幕关闭，则不发出调光指令；若屏幕开启，则获取房间内各个压力传感单元的数据，若压力数据位于预设区间P内，则获取该压力传感单元对应的室内照度传感单元的照度L1，同时得到压力传感单元对应的局部照明模块，再获得对应局部照明模块的智能移动设备以及智能家电的屏幕照度L2，并计算L1与L2的照度差δL；

S3、若δL位于预设区间i内，则不向局部照明模块发送照度调节的指令，若δL位于预设区间i外，则获取照度差状态，若室外亮，则向智能窗帘发出打开指令，直至δL位于预设区间i内，若智能窗帘完全打开后δL依旧位于预设区间i外，则向局部照明模块发出照度调节指令，直至δL位于预设区间i内；若满足室内亮或照度均衡中任意一种时，则向局部照明模块发出照度调节指令，直至δL位于预设区间i内。

进一步的，做出所述情景分析报告的具体步骤如下：

步骤一、红外热成像单元每经过时间T采集一次房间的图像数据，通过算法识别图像数据中的人体数量，若人体数量为0，则将此房间标记为无人；若人体数量不为0，则将此房间标记为有人；

步骤二、通过灯光调节模块获取标记为无人的房间对应的全局照明模块和局部照明模块的运行状态，若为开启状态，则标记为无人开启；若为关闭状态，则标记为无人关闭；

步骤三、通过灯光调节模块获取标记为有人的房间对应的全局照明模块和局部照明模块的运行状态，若为开启状态，则标记为有人开启；若为关闭状态，则标记为有人关闭；

步骤四、将安装在同一房间的室外照度传感单元以及室内照度传感单元归为同一组，获取各组中室内照度传感单元与室外照度传感单元的数据，计算室内各区域与室外的照度差ΔL，当照度差ΔL大于预设阈值且为负数时，照度差状态标记为室外亮，当照度差ΔL大于预设阈值且为正数时，照度差状态标记为室内亮，当照度差ΔL小于预设阈值，则照度差状态标记为照度均衡；

步骤五、获取各房间每个照明模块的运行状态以及房间内各区域的照度差情况，并结合采集的所有数据生成情景分析报告。

进一步的，所述数据采集模块还包括人体移动监测单元，每个房间的门框处设置有人体移动监测单元，用于检测两侧的房间内人体是否移动，所述设备监管模块发出指令的具体过程还包括：

S4、提醒用户设定睡眠模式的启动时间，在到启动时间后，向灯光调节模块发出关闭所有全局照明模块和局部照明模块的指令；

S5、进入睡眠模式后，筛选无人的房间，获取房间内的同一人体移动监测单元监测的两个房间是否有人，若人体移动监测单元监测的两个房间均无人，向人体移动监测单元发出待机指令，若人体移动监测单元监测的两个房间中至少一个为有人，向人体移动监测单元发出工作指令。

进一步的，所述人体移动监测单元包括测距传感器和声音检测传感器，且人体移动监测单元在工作时，测距传感器检测是否发生移动配合声音检测传感器是否发出声音，以检测房间内人员是否有人移动，若同一房间内任意一个人体移动监测单元检测到人体移动，则向灯光调节模块发出该房间的全局照明模块的调光指令，同时将该房间内人体移动监测单元对应的另一侧无人的房间内的人体移动监测单元发出工作指令，且若在x秒内人体移动监测单元未检测到有人移动，则重新恢复至待机状态，若无人的房间内的人体移动监测单元检测到有人移动，则向灯光调节模块发出该房间的全局照明模块的调光指令。

进一步的，所述全局照明模块在睡眠模式下进行调光时，通过室内照度传感单元检测环境照度，使最高环境照度不超过n，且环境照度呈线性增长。

本发明的有益效果：

将家具、灯具、传感器以及智能设备之间的相互关联形成智能物联网，通过数据采集模块采集数据，所述情景识别模块用于整理出各房间是否有人以及每个照明模块的运行状态、房间内外的照度差状态，并生成情景分析报告；设备监管模块并根据智能终端模块的关联绑定信息以及情景分析报告向智能终端模块和灯光调节模块发出指令，实现根据智能设备的屏幕照度调节区域光线的目的，在提高使用体验的同时，实现节能减排的目的。还可实现在睡眠模式中，自动关闭所有照明设备，检测人夜里起床的状态，自动开启各房间的照明设备，且光线强度增长慢，不会产生晃眼的现象，同时只有有人房间的人体移动监测单元工作，其他屋内为待机状态，进一步降低耗能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

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作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。

请参阅图1所示，本实施例提供了一种节能减排智能化操控系统，包括数据采集模块、情景识别模块、设备监管模块、灯光调节模块、全局照明模块、局部照明模块、智能终端模块；

数据采集模块用于控制数据的采集，包括红外热成像单元、人体移动监测单元、室外照度传感单元、室内照度传感单元；其中，每个房间均设置有一个红外热成像单元，用于采集热力图像，相较于普通摄像机，画面不含面部信息，隐私性更强，每个房间的门框处设置有人体移动监测单元，用于检测两侧的房间内人体是否移动，每个窗口的外侧设置有室外照度传感单元，大房间内可能存在不同位置的照度不一致，因此每个房间内设置有多个均匀设置在天花板上的室内照度传感单元，每个具有固定位置的床、桌、椅以及沙发均设置有压力传感单元，并对压力传感单元添加所在区域的标签；用于检测床、桌、椅以及沙发上是否有人。

情景识别模块用于获取数据采集模块采集的数据，并对各个房间的使用情况进行分析，整理出各房间是否有人以及每个照明模块的运行状态、房间内外的照度差状态，并生成情景分析报告；

做出情景分析报告的具体步骤如下：

步骤一、红外热成像单元每经过时间T采集一次房间的图像数据，通过算法识别图像数据中的人体数量，其中红外图像人体识别算法为现有技术，不在此展开叙述，若人体数量为0，则将此房间标记为无人；若人体数量不为0，则将此房间标记为有人；

步骤二、通过灯光调节模块获取标记为无人的房间对应的全局照明模块和局部照明模块的运行状态，若为开启状态，则标记为无人开启；若为关闭状态，则标记为无人关闭；可将房间分为有人和无人。

步骤三、通过灯光调节模块获取标记为有人的房间对应的全局照明模块和局部照明模块的运行状态，若为开启状态，则标记为有人开启；若为关闭状态，则标记为有人关闭；对房间进一步分类，区分是否有照明设备开启。

步骤四、将安装在同一房间的室外照度传感单元以及室内照度传感单元归为同一组，获取各组中室内照度传感单元与室外照度传感单元的数据，计算室内各区域与室外的照度差ΔL，当照度差ΔL大于预设阈值且为负数时，照度差状态标记为室外亮，当照度差ΔL大于预设阈值且为正数时，照度差状态标记为室内亮，当照度差ΔL小于预设阈值，则照度差状态标记为照度均衡；分析出同一房间内各区域与室外环境的照度差距。

步骤五、获取各房间每个照明模块的运行状态以及房间内各区域的照度差情况，并结合采集的所有数据生成情景分析报告。

设备监管模块根据情景分析报告，向灯光调节模块发出指令，并根据智能终端模块的关联绑定信息以及情景识别模块做出的情景分析报告向智能终端模块发出指令；

灯光调节模块用于在接收到指令后，根据指令的内容，对各房间的全局照明模块以及局部照明模块进行调节；实现对各房间的照明设备进行控制，可方便将非智能灯具与智能灯具进行统一管理。

全局照明模块用于负责各个房间的整体性照明，且每个房间的全局照明模块相互独立，通过灯光调节模块对各个房间的照度进行调节；

局部照明模块用于负责房间内某个局部区域的照明，且设置在具有固定位置的床、桌、椅以及沙发的上方，并通过灯光调节模块对房间内各局部区域的照度进行调节，并将局部照明模块与下方的压力传感单元关联绑定；且全局照明模块包括吊灯、日光灯；局部照明模块包括台灯、床头灯、夜灯；实现家具、灯具、传感器之间的相互关联；每个床、桌、椅以及沙发的位置都是一个独立的光线调节区域；

智能终端模块根据设备监管模块发出的指令进行调节；智能终端模块包括智能移动设备、智能家电以及智能窗帘，且智能移动设备包括智能手机、平板；智能家电包括智能空调、智能电视、PC；对智能家电以及智能窗帘添加所在房间的标签并通过人工与局部照明模块进行绑定，其中移动设备和智能家电设有通过用户手动开关的电源锁定模式，可不受设备监管模块控制，且局部照明模块可以与一个或多个智能家电、智能窗帘绑定，同时智能家电以及智能窗帘也可以与一个过多个局部照明模块绑定；进一步将家具、灯具、传感器以及智能设备之间的相互关联；

设备监管模块发出指令的具体过程如下：

S1、筛选出无人的房间，向灯光调节模块发出该房间内所有全局照明模块和局部照明模块的关闭指令，关闭照明设备，以节省电能，同时向房间内未设置为电源锁定模式的智能移动设备以及智能家电发送关闭指令，对于设置为电源锁定模式的智能移动设备以及智能家电发出降低屏幕照度的指令，如在下载或是缓存中的电脑，可以降低屏幕照度，以实现降低耗能，同时使机器继续运行；

S2、筛选出有人的房间，获取房间内的智能移动设备以及智能家电的屏幕是否关闭，若屏幕关闭，则不发出调光指令；若屏幕开启，则获取房间内各个压力传感单元的数据，若压力数据位于预设区间P内，基于家庭成员的体重设定，预设区间P可为多个区间，以适应家庭中多个成员的体重，如两个区间设为40-70kg和20-30kg，以分别适应家长和小孩的体重；则获取该压力传感单元对应的室内照度传感单元的照度L1，同时得到压力传感单元对应的局部照明模块，再获得对应局部照明模块的智能移动设备以及智能家电的屏幕照度L2，并计算L1与L2的照度差δL；照度差δL过大则不利于观看和保护眼睛，

S3、若δL位于预设区间i内，说明两者差距不大，适合观看，则不向局部照明模块发送照度调节的指令，若δL位于预设区间i外，则获取照度差状态，若室外亮，说明可以从室外获取光源，节省电能，无需使用照明设备，则向智能窗帘发出打开指令，可将智能窗帘打开速度调低或设为多级调节，直至δL位于预设区间i内，若智能窗帘完全打开后δL依旧位于预设区间i外，说明光线仍然不足，需要照明设备，则向局部照明模块发出照度调节指令，直至δL位于预设区间i内；若满足室内亮或照度均衡中任意一种时，说明无法从外部获取光源，则向局部照明模块发出照度调节指令，直至δL位于预设区间i内。可进行分区调光，选择适合情景的照明方式。

设备监管模块发出指令的具体过程还包括：

S4、提醒用户设定睡眠模式的启动时间，在到启动时间后，向灯光调节模块发出关闭所有全局照明模块和局部照明模块的指令；

S5、进入睡眠模式后，筛选无人的房间，获取房间内的同一人体移动监测单元监测的两个房间是否有人，若人体移动监测单元监测的两个房间均无人，向人体移动监测单元发出待机指令，若人体移动监测单元监测的两个房间中至少一个为有人，向人体移动监测单元发出工作指令，只对有人的房间检修检测工作，其他的为待机模式，能够减少电量消耗。

人体移动监测单元包括测距传感器和声音检测传感器，且人体移动监测单元在工作时，测距传感器检测是否发生移动配合声音检测传感器是否发出声音，以检测房间内人员是否有人移动，若同一房间内任意一个人体移动监测单元检测到人体移动，则向灯光调节模块发出该房间的全局照明模块的调光指令，同时将该房间内人体移动监测单元对应的另一侧无人的房间内的人体移动监测单元发出工作指令，且若在x秒内人体移动监测单元未检测到有人移动，则重新恢复至待机状态，若无人的房间内的人体移动监测单元检测到有人移动，则向灯光调节模块发出该房间的全局照明模块的调光指令。

全局照明模块在睡眠模式下进行调光时，通过室内照度传感单元检测环境照度，使最高环境照度不超过n，且环境照度呈线性增长，防止光线突然增大，导致晃眼现象的产生。

本实施例的具体工作过程如下：

将家具、灯具、传感器以及智能设备之间的相互关联形成智能物联网，通过数据采集模块采集数据，情景识别模块用于整理出各房间是否有人以及每个照明模块的运行状态、房间内外的照度差状态，并生成情景分析报告；设备监管模块并根据智能终端模块的关联绑定信息以及情景分析报告向智能终端模块和灯光调节模块发出指令，实现根据智能设备的屏幕照度调节区域光线的目的，在提高使用体验的同时，实现节能减排的目的。还可实现在睡眠模式中，自动关闭所有照明设备，检测人夜里起床的状态，自动开启各房间的照明设备，且光线强度增长慢，不会产生晃眼的现象，同时只有有人房间的人体移动监测单元工作，其他屋内为待机状态，进一步降低耗能。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种节能减排智能化操控系统，其特征在于，包括数据采集模块、情景识别模块、设备监管模块、灯光调节模块、全局照明模块、局部照明模块、智能终端模块；

所述数据采集模块用于控制数据的采集，包括红外热成像单元、室外照度传感单元、室内照度传感单元；其中，每个房间均设置有一个红外热成像单元，用于采集热力图像，每个窗口的外侧设置有室外照度传感单元，每个房间内设置有多个均匀设置在天花板上的室内照度传感单元，每个具有固定位置的床、桌、椅以及沙发均设置有压力传感单元，并对压力传感单元添加所在区域的标签；

所述情景识别模块用于获取数据采集模块采集的数据，并对各个房间的使用情况进行分析，整理出各房间是否有人以及每个照明模块的运行状态、房间内外的照度差状态，并生成情景分析报告；

所述设备监管模块根据情景分析报告，向灯光调节模块发出指令，并根据智能终端模块的关联绑定信息以及情景识别模块做出的情景分析报告向智能终端模块发出指令；

所述灯光调节模块用于在接收到指令后，根据指令的内容，对各房间的全局照明模块以及局部照明模块进行调节；

所述全局照明模块用于负责各个房间的整体性照明，且每个房间的全局照明模块相互独立，通过灯光调节模块对各个房间的照度进行调节；

所述局部照明模块用于负责房间内某个局部区域的照明，且设置在具有固定位置的床、桌、椅以及沙发的上方，并通过灯光调节模块对房间内各局部区域的照度进行调节，并将局部照明模块与下方的压力传感单元关联绑定；且全局照明模块包括吊灯、日光灯；所述局部照明模块包括台灯、床头灯、夜灯；

所述智能终端模块根据设备监管模块发出的指令进行调节；智能终端模块包括智能移动设备、智能家电以及智能窗帘，且智能移动设备包括智能手机、平板；所述智能家电包括智能空调、智能电视、PC；对智能家电以及智能窗帘添加所在房间的标签并通过人工与局部照明模块进行绑定，其中移动设备和智能家电设有通过用户手动开关的电源锁定模式；

所述设备监管模块发出指令的具体过程如下：

S1、筛选出无人的房间，向灯光调节模块发出该房间内所有全局照明模块和局部照明模块的关闭指令，同时向房间内未设置为电源锁定模式的智能移动设备以及智能家电发送关闭指令，对于设置为电源锁定模式的智能移动设备以及智能家电发出降低屏幕照度的指令；

S2、筛选出有人的房间，获取房间内的智能移动设备以及智能家电的屏幕是否关闭，若屏幕关闭，则不发出调光指令；若屏幕开启，则获取房间内各个压力传感单元的数据，若压力数据位于预设区间P内，则获取该压力传感单元对应的室内照度传感单元的照度L1，同时得到压力传感单元对应的局部照明模块，再获得对应局部照明模块的智能移动设备以及智能家电的屏幕照度L2，并计算L1与L2的照度差δL；

S3、若δL位于预设区间i内，则不向局部照明模块发送照度调节的指令，

若δL位于预设区间i外，则获取照度差状态，若室外亮，则向智能窗帘发出打开指令，直至δL位于预设区间i内，若智能窗帘完全打开后δL依旧位于预设区间i外，则向局部照明模块发出照度调节指令，直至δL位于预设区间i内；若满足室内亮或照度均衡中任意一种时，则向局部照明模块发出照度调节指令，直至δL位于预设区间i内。

2.根据权利要求1所述的一种节能减排智能化操控系统，其特征在于，做出所述情景分析报告的具体步骤如下：

步骤一、红外热成像单元每经过时间T采集一次房间的图像数据，通过算法识别图像数据中的人体数量，若人体数量为0，则将此房间标记为无人；若人体数量不为0，则将此房间标记为有人；

步骤二、通过灯光调节模块获取标记为无人的房间对应的全局照明模块和局部照明模块的运行状态，若为开启状态，则标记为无人开启；若为关闭状态，则标记为无人关闭；

步骤三、通过灯光调节模块获取标记为有人的房间对应的全局照明模块和局部照明模块的运行状态，若为开启状态，则标记为有人开启；若为关闭状态，则标记为有人关闭；

步骤四、将安装在同一房间的室外照度传感单元以及室内照度传感单元归为同一组，获取各组中室内照度传感单元与室外照度传感单元的数据，计算室内各区域与室外的照度差ΔL，当照度差ΔL大于预设阈值且为负数时，照度差状态标记为室外亮，当照度差ΔL大于预设阈值且为正数时，照度差状态标记为室内亮，当照度差ΔL小于预设阈值，则照度差状态标记为照度均衡；

步骤五、获取各房间每个照明模块的运行状态以及房间内各区域的照度差情况，并结合采集的所有数据生成情景分析报告。

3.根据权利要求1所述的一种节能减排智能化操控系统，其特征在于，所述数据采集模块还包括人体移动监测单元，每个房间的门框处设置有人体移动监测单元，用于检测两侧的房间内人体是否移动，所述设备监管模块发出指令的具体过程还包括：

S4、提醒用户设定睡眠模式的启动时间，在到启动时间后，向灯光调节模块发出关闭所有全局照明模块和局部照明模块的指令；

S5、进入睡眠模式后，筛选无人的房间，获取房间内的同一人体移动监测单元监测的两个房间是否有人，若人体移动监测单元监测的两个房间均无人，向人体移动监测单元发出待机指令，若人体移动监测单元监测的两个房间中至少一个为有人，向人体移动监测单元发出工作指令。

4.根据权利要求3所述的一种节能减排智能化操控系统，其特征在于，所述人体移动监测单元包括测距传感器和声音检测传感器，且人体移动监测单元在工作时，测距传感器检测是否发生移动配合声音检测传感器是否发出声音，以检测房间内人员是否有人移动，若同一房间内任意一个人体移动监测单元检测到人体移动，则向灯光调节模块发出该房间的全局照明模块的调光指令，同时将该房间内人体移动监测单元对应的另一侧无人的房间内的人体移动监测单元发出工作指令，且若在x秒内人体移动监测单元未检测到有人移动，则重新恢复至待机状态，若无人的房间内的人体移动监测单元检测到有人移动，则向灯光调节模块发出该房间的全局照明模块的调光指令。

根据权利要求4所述的一种节能减排智能化操控系统，其特征在于，所述全局照明模块在睡眠模式下进行调光时，通过室内照度传感单元检测环境照度，使最高环境照度不超过n，且环境照度呈线性增长。