CN113099590A - 一种新能源智能照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源智能照明系统，该系统可以通过人体感应模块检测教学楼的教室和楼道内是否有人以及人所在位置，进而通过主控模块可以控制相应位置的照明灯开启，照明过程更加合理，可以有效的节约照明能耗；同时，通过光线检测模块实时检测教室内的光照强度，结合主控模块的适应性调节，可以将教室内的光照强度控制在一个合理的范围内，避免了刺眼和昏暗的光线损害学生视力健康的问题；此外，该系统通过新能源供电方式进行供电，相比于市电供电更加绿色环保。

Description

一种新能源智能照明系统
技术领域
本发明涉及新能源照明技术领域，更具体的说是涉及一种新能源智能照明系统。
背景技术
目前，教学楼内的照明灯主要通过声音控制以及开关手动控制方式进行管理，这种照明控制方式主要存在以下问题：
1、照明控制主要依赖于人员的自觉操控，很容易出现屋空灯亮的现象，造成电能的不必要浪费；
2、教室内灯光的亮度一般不能调节，在光线过于刺眼，或者光线过于昏暗的环境下学习，很容易对学生的视力造成影响，危害学生的健康。
3、现有的教学楼照明供电方式一般通过市电供应，不够绿色环保。
因此，如何提供一种节能环保、安全智能的用于教学楼的照明系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新能源智能照明系统，该系统通过合理的架构设计，解决了现有的用于教学楼的照明系统电能浪费严重、教室内无法调光以及供电方式不够绿色环保等问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新能源智能照明系统，该系统包括：
人体感应模块，所述人体感应模块用于检测教学楼的教室和楼道内是否有人，并确定人所在位置；
光线检测模块，所述光线检测模块用于检测教室内的光照强度；
主控模块，所述主控模块用于接收所述人体感应模块和所述光线检测模块检测到的信息，并对接收到的信息进行分析处理，根据教室和楼道内人所在位置，生成对应的开灯控制指令，并将实时接收到的教室内的光照强度与预设的光照强度阈值进行比较，根据比较结果生成光照调节指令；
可调光照明模块，所述可调光照明模块用于接收所述开灯控制指令和所述光照调节指令，并执行开灯动作和调光动作；以及
新能源供电模块，所述新能源供电模块用于为所述主控模块供电。
本发明的有益效果是：该系统可以通过人体感应模块检测教学楼的教室和楼道内是否有人以及人所在位置，进而通过主控模块可以控制相应位置的照明灯开启，照明过程更加合理，可以有效的节约照明能耗；同时，通过光线检测模块实时检测教室内的光照强度，结合主控模块的适应性调节，可以将教室内的光照强度控制在一个合理的范围内，避免了刺眼和昏暗的光线损害学生视力健康的问题；此外，该系统通过新能源供电方式进行供电，相比于市电供电更加绿色环保。
进一步地，上述新能源智能照明系统还包括火灾检测模块，所述火灾检测模块用于检测教学楼的教室和楼道内的烟雾浓度和温度，并将检测到的烟雾浓度和温度分别与预设的烟雾浓度阈值和温度阈值进行比较，在所述烟雾浓度高于预设的烟雾浓度阈值和/或所述温度高于预设的温度阈值时，发出火灾预警信号；所述主控模块还用于接收所述火灾预警信号，并生成常开指令；所述可调光照明模块用于接收所述常开指令，并执行常开动作进行持续照明。
为了进一步完善系统功能，本发明还设置了火灾检测模块，配合主控模块，可以在出现火灾隐患时，控制教室和楼道内的灯常亮，以保证教学楼内被困人员可以安全逃生，提高了系统的安全性能。
更进一步地，所述火灾检测模块包括烟雾传感器、温度传感器以及第一处理器；
所述烟雾传感器用于实时检测教室和楼道内的烟雾浓度，所述温度传感器用于实时检测教室和楼道内的温度，所述第一处理器用于接收所述烟雾浓度和温度数据，并将烟雾浓度和温度分别与预设的烟雾浓度阈值和温度阈值进行比较，在所述烟雾浓度高于预设的烟雾浓度阈值和/或所述温度高于预设的温度阈值时，发出火灾预警信号至所述主控模块。
通过感知教学楼内的烟雾浓度和温度来判断是否存在火灾安全隐患，从而可以从多方面进行火灾隐患检测，检测结果更加可靠。
进一步地，所述人体感应模块包括多个热红外人体感应器以及第二处理器，所述热红外人体感应器设于所述楼道的侧壁上以及教室四周和顶部侧壁上，所述热红外人体感应器用于检测楼道和教室内是否有人，所述第二处理器用于接收各个热红外人体感应器的检测数据，根据各个热红外人体感应器的检测数据分析得到人所在位置，并将是否有人的检测结果及人所在位置信息发送至所述主控模块。
进一步地，所述主控模块包括：
接收单元，用于接收所述人体感应模块检测到的是否有人的检测结果及人所在位置信息和所述光线检测模块检测到的光照强度；
处理单元，用于根据是否有人的检测结果及人所在位置信息生成对应的开灯控制指令，并将接收到的光照强度与预设的光照强度阈值进行比较，根据比较结果生成光照调节指令；
发送模块，用于将所述开灯控制指令和所述光照调节指令发送至所述可调光照明模块。
本发明中主控模块为整个系统实现数据收发、数据处理的核心部分，可以根据人所在位置控制相应位置的照明灯开启，并将教室内的光照强度调节到一个合理的范围内，达到节能照明效果，同时，可以为学生提供一个更加适宜的学习环境。
进一步地，所述可调光照明模块包括多个可调光照明灯，所述可调光照明灯等间距布置于教学楼的楼道和教室内，每个可调光照明灯具有唯一对应的编号。
进一步地，所述开灯控制指令包括被控灯编号、启闭控制状态以及启闭控制时间。
为了能够根据人所在位置固定开启周围的照明灯，实现区域照明，本发明预先为各个可调光照明灯进行了编号，主控模块内存储有各个可调光照明灯的编号及位置布局信息，进而根据人所在位置控制满足周围位置要求的可调光照明灯开启，实现针对性的照明。
进一步地，所述新能源供电模块包括供电控制单元、充放电管理单元、风力发电单元、光伏发电单元以及储能单元；
所述供电控制单元的一端与所述主控模块电连接，所述供电控制单元的另一端与所述充放电管理单元电连接，所述风力发电单元、所述光伏发电单元以及所述储能单元均与所述充放电管理单元电连接。
本发明提供的系统采用风力发电和光伏发电两种新能源供电方式，通过储能单元可以将多余的电能存储起来，并通过充放电管理单元对供电源的充电和放电过程进行管理，实现安全、高效的新能源供电。
更进一步地，所述新能源供电模块还包括市电切换单元，所述市电切换单元与所述供电控制单元电连接。考虑到新能源供电方式受外部环境影响，电能输出不稳定的问题，为了保证系统供电稳定，在新能源供电部分输出电能不足或出现异常时，可以通过市电切换单元切换至市电供电，保证了系统运行过程的稳定可靠。
进一步地，上述新能源智能照明系统还包括备用电源，所述备用电源与所述主控模块电连接，所述备用电源用于在所述新能源供电模块工作异常时为所述主控模块供电。
为了进一步提高系统的运行稳定性，本发明还设置了备用电源，在出现紧急状况，无法通过新能源供电模块进行供电时，可以开启备用电源，避免了因出现紧急供电状况系统运行瘫痪的问题。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种新能源智能照明系统的结构架构示意图；
图2为本发明实施例中火灾检测模块的结构架构示意图；
图3为本发明实施例中人体感应模块的结构架构示意图；
图4为本发明实施例中主控模块的结构架构示意图；
图5为本发明实施例中新能源供电模块的结构架构示意图。
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。
参见附图1，本发明实施例公开了一种新能源智能照明系统，该系统包括：
人体感应模块1，人体感应模块1用于检测教学楼的教室和楼道内是否有人，并确定人所在位置；
光线检测模块2，光线检测模块2用于检测教室内的光照强度；
主控模块3，主控模块3用于接收人体感应模块1和光线检测模块2检测到的信息，并对接收到的信息进行分析处理，根据教室和楼道内人所在位置，生成对应的开灯控制指令，并将实时接收到的教室内的光照强度与预设的光照强度阈值进行比较，根据比较结果生成光照调节指令；
可调光照明模块4，可调光照明模块4用于接收开灯控制指令和光照调节指令，并执行开灯动作和调光动作；以及
新能源供电模块5，新能源供电模块5用于为主控模块供电。
更优地，上述新能源智能照明系统还包括火灾检测模块6，火灾检测模块6用于检测教学楼的教室和楼道内的烟雾浓度和温度，并将检测到的烟雾浓度和温度分别与预设的烟雾浓度阈值和温度阈值进行比较，在烟雾浓度高于预设的烟雾浓度阈值和/或温度高于预设的温度阈值时，发出火灾预警信号；主控模块3还用于接收火灾预警信号，并生成常开指令；可调光照明模块4用于接收常开指令，并执行常开动作进行持续照明。
当检测到教学楼内存在火灾隐患时，本实施例通过控制楼道和教室内照明灯常亮的方式为楼内人员逃生以及救援人员实施救援提供便利，同时，考虑到白天照明需求不大，且白天照明灯常亮不易被楼内人员注意的问题，可以加装声音报警模块和远程报警模块，声音报警模块与火灾检测模块集成于一体，在检测到火灾时，自动发出声音报警提示，提示效果更加醒目，同时，远程报警模块与管理人员的智能终端通信，可以将报警信号上报至管理人员的智能终端上，实现远程报警功能。
参见附图2，火灾检测模块6具体包括烟雾传感器601、温度传感器602以及第一处理器603；
烟雾传感器601用于实时检测教室和楼道内的烟雾浓度，温度传感器602用于实时检测教室和楼道内的温度，第一处理器603用于接收烟雾浓度和温度数据，并将烟雾浓度和温度分别与预设的烟雾浓度阈值和温度阈值进行比较，在烟雾浓度高于预设的烟雾浓度阈值和/或温度高于预设的温度阈值时，发出火灾预警信号至主控模块3。
参见附图3，人体感应模块1包括多个热红外人体感应器101以及第二处理器102，热红外人体感应器101设于楼道的侧壁上以及教室四周和顶部侧壁上，热红外人体感应器101用于检测楼道和教室内是否有人，第二处理器102用于接收各个热红外人体感应器101的检测数据，根据各个热红外人体感应器101的检测数据分析得到人所在位置，并将是否有人的检测结果及人所在位置信息发送至主控模块3。
本实施例中热红外人体感应器在楼道中设置时，可以将其当作开关使用，具体地，将楼道内的照明灯与热红外人体感应器一一对应设置，这样，每个照明灯都可以由与其对应的热红外人体感应器单独控制，这种直接控制方式在感应到人体存在时，可以最快的开启照明灯进行照明，照明响应速度大大提高。
教室内的热红外人体感应器可以配合工作，从而确定学生的聚集位置，进而控制聚集位置周围的照明灯开启，进行针对性的照明，并调整教室内的光照强度至适宜范围内，保证照明效果最佳。
在确定聚集位置时，可以预先将各个热红外人体感应器的设置位置以及各个可调光照明灯的设置位置和编号存储起来，通过第二处理器确定检测到人体的热红外人体感应器所在位置，并根据所有检测到人体的热红外人体感应器位置确定学生的聚集区域，进而通过主控模块控制聚集区域内以及靠近区域边缘的可调光照明灯点亮，实现针对性的照明。
本实施例中光线检测模块2主要由多个光照传感器组成，光照传感器等间距布置于教室内，可以检测到教室内各个位置的光照强度信息。
参见附图4，主控模块3包括：
接收单元301，用于接收人体感应模块1检测到的是否有人的检测结果及人所在位置信息和光线检测模块2检测到的光照强度；
处理单元302，用于根据是否有人的检测结果及人所在位置信息生成对应的开灯控制指令，并将接收到的光照强度与预设的光照强度阈值进行比较，根据比较结果生成光照调节指令；
发送模块303，用于将开灯控制指令和光照调节指令发送至可调光照明模块4。
具体地，可调光照明模块4包括多个可调光照明灯，可调光照明灯等间距布置于教学楼的楼道和教室内，每个可调光照明灯具有唯一对应的编号。
为了便于确定聚集区域，还可以对红外人体感应器进行编号，将各个红外人体感应器的编号与可调光照明灯的编号一一对应，根据检测到人体的红外人体感应器的编号直接确定与其对应的照明灯的编号，进而通过同时开启相应编号的照明灯，实现针对性的照明。
具体地，开灯控制指令包括被控灯编号、启闭控制状态以及启闭控制时间。
其中，启闭控制时间可以根据人为设定，或者根据预设的照明时段进行设置，比如教室内照明时，预设的照明时段为下午17点至晚上22点以及早上6点至8点，照明灯开启时为晚上20点，这样照明灯开启后只在20点至22点点亮，到达时间上限时，自动关闭。再比如楼道中照明灯开启后，20秒后自动关闭。
参见附图5，新能源供电模块5包括供电控制单元501、充放电管理单元502、风力发电单元503、光伏发电单元504以及储能单元505；
供电控制单元的一端与主控模块电连接，供电控制单元的另一端与充放电管理单元电连接，风力发电单元、光伏发电单元以及储能单元均与充放电管理单元电连接。
更优地，新能源供电模块还包括市电切换单元506，市电切换单元与供电控制单元电连接。
新能源供电模块可以通过风力发电和光伏发电两种方式获得电能，为了便于电能的收集，风力发电单元和光伏发电单元可以固定安装在教学楼的楼顶上，可以获得更多的太阳能和风能，从而满足更持久、稳定的供电需求。
更优地，上述新能源智能照明系统还包括备用电源7，备用电源7与主控模块3电连接，备用电源7用于在新能源供电模块5工作异常时为主控模块3供电。
备用电源7可以选择大容量可充电电源，也可以使用发电机供电，主要保证新能源供电模块工作异常时，照明系统可以在短时间内为系统正常供电，保证系统可以短时间内正常运行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种新能源智能照明系统，其特征在于，包括：
人体感应模块，所述人体感应模块用于检测教学楼的教室和楼道内是否有人，并确定人所在位置；
光线检测模块，所述光线检测模块用于检测教室内的光照强度；
主控模块，所述主控模块用于接收所述人体感应模块和所述光线检测模块检测到的信息，并对接收到的信息进行分析处理，根据教室和楼道内人所在位置，生成对应的开灯控制指令，并将实时接收到的教室内的光照强度与预设的光照强度阈值进行比较，根据比较结果生成光照调节指令；
可调光照明模块，所述可调光照明模块用于接收所述开灯控制指令和所述光照调节指令，并执行开灯动作和调光动作；以及
新能源供电模块，所述新能源供电模块用于为所述主控模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，还包括火灾检测模块，所述火灾检测模块用于检测教学楼的教室和楼道内的烟雾浓度和温度，并将检测到的烟雾浓度和温度分别与预设的烟雾浓度阈值和温度阈值进行比较，在所述烟雾浓度高于预设的烟雾浓度阈值和/或所述温度高于预设的温度阈值时，发出火灾预警信号；所述主控模块还用于接收所述火灾预警信号，并生成常开指令；所述可调光照明模块用于接收所述常开指令，并执行常开动作进行持续照明。
3.根据权利要求2所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，所述火灾检测模块包括烟雾传感器、温度传感器以及第一处理器；
所述烟雾传感器用于实时检测教室和楼道内的烟雾浓度，所述温度传感器用于实时检测教室和楼道内的温度，所述第一处理器用于接收所述烟雾浓度和温度数据，并将烟雾浓度和温度分别与预设的烟雾浓度阈值和温度阈值进行比较，在所述烟雾浓度高于预设的烟雾浓度阈值和/或所述温度高于预设的温度阈值时，发出火灾预警信号至所述主控模块。
4.根据权利要求1所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，所述人体感应模块包括多个热红外人体感应器以及第二处理器，所述热红外人体感应器设于所述楼道的侧壁上以及教室四周和顶部侧壁上，所述热红外人体感应器用于检测楼道和教室内是否有人，所述第二处理器用于接收各个热红外人体感应器的检测数据，根据各个热红外人体感应器的检测数据分析得到人所在位置，并将是否有人的检测结果及人所在位置信息发送至所述主控模块。
5.根据权利要求1所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，所述主控模块包括：
接收单元，用于接收所述人体感应模块检测到的是否有人的检测结果及人所在位置信息和所述光线检测模块检测到的光照强度；
处理单元，用于根据有无人及人所在位置信息生成对应的开灯控制指令，并将接收到的光照强度与预设的光照强度阈值进行比较，根据比较结果生成光照调节指令；
发送模块，用于将所述开灯控制指令和所述光照调节指令发送至所述可调光照明模块。
6.根据权利要求1或5所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，所述可调光照明模块包括多个可调光照明灯，所述可调光照明灯等间距布置于教学楼的楼道和教室内，每个可调光照明灯具有唯一对应的编号。
7.根据权利要求6所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，所述开灯控制指令包括被控灯编号、启闭控制状态以及启闭控制时间。
8.根据权利要求1所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，所述新能源供电模块包括供电控制单元、充放电管理单元、风力发电单元、光伏发电单元以及储能单元；
所述供电控制单元的一端与所述主控模块电连接，所述供电控制单元的另一端与所述充放电管理单元电连接，所述风力发电单元、所述光伏发电单元以及所述储能单元均与所述充放电管理单元电连接。
9.根据权利要求8所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，所述新能源供电模块还包括市电切换单元，所述市电切换单元与所述供电控制单元电连接。
10.根据权利要求1、8或9所述的一种新能源智能照明系统，其特征在于，还包括备用电源，所述备用电源与所述主控模块电连接，所述备用电源用于在所述新能源供电模块工作异常时为所述主控模块供电。
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