CN115942576A - 一种基于uwb组网定位的智能灯具控制系统及智能灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,该系统包括以下模块:智能灯具、无线通讯单元、照明控制管理单元、人员定位管理单元、三维场景控制单元、安全监测预警单元、能耗统计管理单元、远程信息管理中心及扩展联动单元;智能灯具,用于作为智能照明载体提供照明并调节光照强度;无线通讯单元,用于实现智能灯具的远程无线通讯连接;照明控制管理单元,用于依据控制策略对灯具进行控制与调节;本发明还公开了一种基于UWB组网定位的智能灯具。本发明通过采用UWB组网定位,能够实时监测环境内工作人员动态,解决了作业区域中照明与高精度定位问题,方便监控人员实时掌握作业人员的活动情况以及可能因误入禁止区域。
Description
技术领域
本发明涉及智能灯具技术领域,具体来说,涉及一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统及智能灯具。
背景技术
目前,大多数煤矿、厂矿或冶金等企业的通道、隧道或厂房照明都采用一条线路由一个总开关控制的方式,这条线路所有灯具要么处于全部点亮状态,要么全部关闭。而在较为密封的通道隧道或厂房中所有灯具全部关闭,势必会造成通行不便;因此工业厂区的照明装置,尤其隧道照明灯具一般都是处于长时间点亮的状态,在无人或无车通过时,浪费了大量的电能,在安装后都是长时间持续开启,不仅造成能源的浪费,违背当前碳中和、碳达标的双碳目标,而且灯具发热会使得环境内温度上升,不利于工业生产作业。灯具的长期点亮会造成灯具平均使用寿命降低,增加了对灯具进行更新和维护的频率,消耗大量人力物力。而且,煤矿、厂矿企业由于其工作环境的特殊性,一般都要求灯具具有一定的防爆性能,因此灯具本身相对比较笨重,接线和更换都相当不便。
除此之外,现有技术工业厂区中大多采用传统高能耗、低效率、寿命短、难维护的金卤灯或钠灯,不能响应国家节能减排的号召。在矿山、石油化工等高危行业工矿作业时由于人员实际流动频繁且地形复杂,这对照明和定位技术及监控系统软件有较高要求,目前市场上常用的ZigBee、BLE、RFID等技术普遍存在照明智慧照明灯具管理混乱、时延长、覆盖范围小、定位精度低、通信容量小等问题,并不能满足高危能源行业的重安全、高效率、高质量的照明与定位的基本作业环境要求。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题,本发明提出一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统及智能灯具,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此,本发明采用的具体技术方案如下:
根据本发明的一个方面,提供了一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,该系统包括以下模块:智能灯具、无线通讯单元、照明控制管理单元、人员定位管理单元、三维场景控制单元、安全监测预警单元、能耗统计管理单元、远程信息管理中心及扩展联动单元;
智能灯具,用于作为智能照明载体提供照明并调节光照强度;
无线通讯单元,用于实现智能灯具的远程无线通讯连接;
照明控制管理单元,用于依据控制策略对灯具进行控制与调节;
人员定位管理单元,用于获取区域内人员位置信息与运动轨迹;
三维场景控制单元,用于构建三维场景模型对灯具进行云监控;
安全监测预警单元,用于对灯具状态与人员信息进行监控预警;
能耗统计管理单元,用于统计计算灯具的亮灯时长与综合能耗;
远程信息管理中心,用于对灯具与人员进行配置、管理与显示;
扩展联动单元,用于与各类型监控监测系统进行联动与管理。
进一步的,照明控制管理单元包括手动控制模块、定时控制模块、光敏控制模块及智能控制模块;
其中,手动控制模块用于人工使用手动开关对智能灯具进行控制,且手动开关包括常亮模式、智能模式及关闭模式;
定时控制模块用于对不同分组智能灯具进行定时控制;
光敏控制模块用于根据光照强度对智能灯具进行控制;
智能控制模块用于根据环境内人员流动与分布情况对智能灯具进行智能控制与调节。
进一步的,依据控制策略对灯具进行控制与调节包括以下步骤:
人工将手动控制模块中的手动开关调节为智能模式;
光敏控制模块实时监测附近环境的光照强度,当光照强度低于光强阈值时,下达第一控制指令;
对处于同一区域内的智能灯具进行分组,利用定时控制模块下达第二控制指令,对不同分组的智能灯具进行定时,同时智能灯具调节为低能耗状态;
当存在人员流动时,获取人员定位信息,当智能灯具与人员的距离小于预设距离时,智能控制模块下达第三控制指令,直接将该智能灯具调节为高能耗状态,并在人员离开预设距离时,撤销第三控制指令。
进一步的,人员定位管理单元包括人员定位终端、信号收发模块、定位测距模块、轨迹记录模块及区域预警模块;
其中,人员定位终端用于存储工作人员的身份信息并作为移动目标的待检测定位标签;
信号收发模块用于采集接收人员定位终端的位置信号,并获取工作人员的身份信息;
定位测距模块用于根据位置信号计算距离智能灯具的距离并确定工作人员高精度的位置信息;
轨迹记录模块用于根据位置信息确定工作人员的运动轨迹,并结合工作人员的身份信息相匹配进行实时记录;
区域预警模块用于存储环境内危险区域的范围信息,并判断工作人员的位置信息是否进入危险区域;
人员定位管理单元作为工作人员信号监测基站安装在对应的智能灯具内部,位于同一区域内每个信号收发模块均具有私有编号且共同构成组网。
进一步的,根据位置信号计算距离智能灯具的距离并确定工作人员高精度的位置信息包括以下步骤:
结合智能灯具与地面的高度差计算位置信号与附近范围内信号收发模块之间的距离,并利用差值计算公式计算不同信号收发模块之间距离的差值;
利用泰勒级数展开模型对差值进行迭代优化,得到工作人员的高精度位置信息。
进一步的,利用泰勒级数展开模型对差值进行迭代优化,得到工作人员的高精度位置信息包括以下步骤:
对位置信号所在的初始坐标进行泰勒级数展开,同时忽略二阶以上的分量得到泰勒级数展开模型,并进行迭代计算;
对泰勒级数展开模型进行加权最小二乘算法进行计算得到最小二乘估值,并代入差值计算公式进行下一轮泰勒级数展开;
重复进行迭代,直至人员定位终端真实坐标与迭代值的差值小于指定阈值,得到高精度的人员位置信息。
进一步的,三维场景控制单元包括三维建筑模型模块、灯具电路网络模块、人员分布展示模块、数据同步录入模块、云控网关模块及模型参数计算模块;
其中,三维建筑模型模块用于结合建筑的施工数据与结构数据构建三维建筑模型;
灯具电路网络模块用于采集与获取智慧灯具安装与电路布局信息,并导入三维建筑模型中构建统一的仿真模型;
人员分布展示模块用于在三维建筑模型中展示建筑中工作人员分布情况及人员对应的身份信息;
数据同步录入模块用于获取与同步智能灯具的设备信息与人员定位管理单元检测得到的人员分布信息;
云控网关模块用于连接照明控制管理单元实现云端远程控制,调节建筑内智能灯具的运行状态;
模型参数计算模块用于根据三维建筑模型的结构数据与智能灯具的设备参数计算相关照明参数。
进一步的,根据三维建筑模型的结构数据与智能灯具的设备参数计算相关照明参数包括以下步骤:
输入智能灯具的设备参数与光源参数,结合光域网定义智能灯具空间光源亮度分布表现形式,并计算空间工作面照度;
采集环境参数与智能灯具的温度、电压与电流数据,计算智能灯具运行状态下的光损失系数。
进一步的,安全监测预警单元包括灯具状态监测模块与人员位置监测模块;
其中,灯具状态监测模块用于实时监测灯具运行状态并进行预警提醒;
人员位置监测模块用于实时监测工作人员分布情况并进行预警提醒。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种基于UWB组网定位的智能灯具,包括下壳体,下壳体顶端设置有上壳体,下壳体内底部设置有LED灯组,上壳体一侧设置有接线端口,上壳体顶端两侧均设置有安装座。
本发明的有益效果为:
1、通过采用UWB组网定位,能够实时监测环境内工作人员动态,解决了作业区域中照明与高精度定位问题,方便监控人员实时掌握作业人员的活动情况以及可能因误入禁止区域,或离开指定作业区域而引发的事故,及时向监控人员和作业人员示警,有效预防事故发生;同时,通过高精度定位与智慧灯具之间的智能控制调节,实现了智慧灯具的“人来灯亮,人走灯灭”等控制模式;此外,通过构建三维场景模型并将其作为云端远程控制平台,结合高精度人员定位管理,能够保证三维场景模型的可靠性与及时性,通过三维模型能够展示出厂房环境内的实况信息,实现智能灯具的远程精确调控,并且可通过对系统参数的监控,精确分析智能灯具运行的相关参数与能效表现,进一步提高智能灯具的控制效果。
2、通过构建针对智能灯具的多功能多模式的控制调节系统,能够利用不同的控制模块智能调控灯具的亮灭与亮度,不仅能够实现“人走灯灭,人来灯亮”的效果,且能利用定时分组调控灯具的亮灭与亮度,从而大幅减少资源的浪费,节能减排,且保证环境内始终维持可见状态;同时利用5G无线通信可以显著提高信息传输的实时性、可靠性,提高亮度调控的及时性和准确度。
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是根据本发明实施例的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统的系统框图;
图2是根据本发明实施例的一种基于UWB组网定位的智能灯具的结构示意图之一;
图3是根据本发明实施例的一种基于UWB组网定位的智能灯具的结构示意图之二。
图中:
1、智能灯具;101、下壳体;102、上壳体;103、LED灯组;104、接线端口;105、安装座;2、无线通讯单元;3、照明控制管理单元;301、手动控制模块;302、定时控制模块;303、光敏控制模块;304、智能控制模块;4、人员定位管理单元;401、人员定位终端;402、信号收发模块;403、定位测距模块;404、轨迹记录模块;405、区域预警模块;5、三维场景控制单元;501、三维建筑模型模块;502、灯具电路网络模块;503、人员分布展示模块;504、数据同步录入模块;505、云控网关模块;506、模型参数计算模块;6、安全监测预警单元;601、灯具状态监测模块;602、人员位置监测模块;7、能耗统计管理单元;8、远程信息管理中心;9、扩展联动单元。
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图,这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理,配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点,图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例,提供了一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统。现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明,如图1所示,根据本发明实施例的基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,该系统包括以下模块:智能灯具1、无线通讯单元2、照明控制管理单元3、人员定位管理单元4、三维场景控制单元5、安全监测预警单元6、能耗统计管理单元7、远程信息管理中心8及扩展联动单元9;
所述智能灯具1,用于作为智能照明载体提供照明并调节光照强度;
所述无线通讯单元2,用于实现所述智能灯具1的远程无线通讯连接;
本发明采用5G通讯技术,实现数据的远程传输。
所述照明控制管理单元3,用于依据控制策略对灯具进行控制与调节;
所述照明控制管理单元3包括手动控制模块301、定时控制模块302、光敏控制模块303及智能控制模块304;
其中,所述手动控制模块301用于人工使用手动开关对所述智能灯具1进行控制,且手动开关包括常亮模式、智能模式及关闭模式;
所述定时控制模块302用于对不同分组所述智能灯具1进行定时控制;
所述光敏控制模块303用于根据光照强度对所述智能灯具1进行控制;
所述智能控制模块304用于根据环境内人员流动与分布情况对所述智能灯具1进行智能控制与调节。
所述依据控制策略对灯具进行控制与调节包括以下步骤:
S31、人工将所述手动控制模块301中的手动开关调节为智能模式;
S32、所述光敏控制模块303实时监测附近环境的光照强度,当光照强度低于光强阈值时,下达第一控制指令;
S33、对处于同一区域内的所述智能灯具1进行分组,利用所述定时控制模块302下达第二控制指令,对不同分组的所述智能灯具1进行定时,同时所述智能灯具1调节为低能耗状态;
S34、当存在人员流动时,获取人员定位信息,当所述智能灯具1与人员的距离小于预设距离时,所述智能控制模块304下达第三控制指令,直接将该智能灯具1调节为高能耗状态,并在人员离开预设距离时,撤销所述第三控制指令。
所述人员定位管理单元4,用于获取区域内人员位置信息与运动轨迹;
所述人员定位管理单元4包括人员定位终端401、信号收发模块402、定位测距模块403、轨迹记录模块404及区域预警模块405;
其中,所述人员定位终端401用于存储工作人员的身份信息并作为移动目标的待检测定位标签;
所述信号收发模块402用于采集接收所述人员定位终端401的位置信号,并获取工作人员的身份信息;
所述定位测距模块403用于根据位置信号计算距离所述智能灯具1的距离并确定工作人员高精度的位置信息;
所述根据位置信号计算距离所述智能灯具1的距离并确定工作人员高精度的位置信息包括以下步骤:
S41、结合所述智能灯具1与地面的高度差计算所述位置信号与附近范围内所述信号收发模块402之间的距离,
如下式:
并利用差值计算公式计算不同所述信号收发模块402之间距离的差值,如下式:
Ri,j=Ri-Rj=cΔt
式中,Ri表示人员定位终端401到第i个信号收发模块402的距离;
Rj表示人员定位终端401到第j个信号收发模块402的距离;
(xi,yi,zi)表示第i个信号收发模块402的坐标;
(x,y,z)表示待检测的人员定位终端401的坐标;
Ri,j表示人员定位终端401到第i个信号收发模块402与到第j个信号收发模块402的距离的差值;
c表示光速;
Δh表示所述智能灯具1与地面的高度差;
Δt表示人员定位终端401到不同信号收发模块402的时间差;
S42、利用泰勒级数展开模型对所述差值进行迭代优化,得到工作人员的高精度位置信息,包括以下步骤:
S421、对所述位置信号所在的初始坐标进行泰勒级数展开,同时忽略二阶以上的分量得到泰勒级数展开模型,并进行迭代计算;
S422、对所述泰勒级数展开模型进行加权最小二乘算法进行计算得到最小二乘估值,并代入所述差值计算公式进行下一轮泰勒级数展开;
S423、重复进行迭代,直至所述人员定位终端401真实坐标与迭代值的差值小于指定阈值,得到高精度的人员位置信息。
其中,构建泰勒级数展开模型,公式为:
T=GΔ+ε
Ri′表示每一次迭代过程中,人员定位终端401到第i个信号收发模块402距离的迭代值;
Δx、Δy表示人员定位终端401真实坐标与迭代值的差值;
对T=GΔ+ε进行加权最小二乘算法得到Δ的最小二乘估计为:
Δ=(GTQ-1G)-1GTQ-1h
式中,Q表示TDOA测量值的协方差矩阵,通过上述公式可以得到下次迭代的初始值,将该初始值代入Ri,j=Ri-Rj=cΔt进行下一轮的泰勒级数展开,下次迭代的初始值为:
重复上述步骤,直至Δx、Δy的值小于指定阈值,得到满足精度要求的人员定位终端401的坐标。
所述轨迹记录模块404用于根据位置信息确定工作人员的运动轨迹,并结合工作人员的身份信息相匹配进行实时记录;
所述区域预警模块405用于存储环境内危险区域的范围信息,并判断工作人员的位置信息是否进入危险区域;
所述人员定位管理单元4作为工作人员信号监测基站安装在对应的所述智能灯具1内部,位于同一区域内每个所述信号收发模块402均具有私有编号且共同构成组网。
所述三维场景控制单元5,用于构建三维场景模型对灯具进行云监控;
所述三维场景控制单元5包括三维建筑模型模块501、灯具电路网络模块502、人员分布展示模块503、数据同步录入模块504、云控网关模块505及模型参数计算模块506;
其中,所述三维建筑模型模块501用于结合建筑的施工数据与结构数据构建三维建筑模型;
所述灯具电路网络模块502用于采集与获取所述智慧灯具1安装与电路布局信息,并导入所述三维建筑模型中构建统一的仿真模型;
所述人员分布展示模块503用于在所述三维建筑模型中展示建筑中工作人员分布情况及人员对应的身份信息;
所述数据同步录入模块504用于获取与同步所述智能灯具1的设备信息与所述人员定位管理单元4检测得到的人员分布信息;
所述云控网关模块505用于连接所述照明控制管理单元3实现云端远程控制,调节建筑内所述智能灯具1的运行状态;
所述模型参数计算模块506用于根据三维建筑模型的结构数据与所述智能灯具1的设备参数计算相关照明参数。
所述根据三维建筑模型的结构数据与所述智能灯具1的设备参数计算相关照明参数包括以下步骤:
S51、输入所述智能灯具1的设备参数与光源参数,结合光域网定义所述智能灯具空间光源亮度分布表现形式,并计算空间工作面照度;
S52、采集环境参数与所述智能灯具1的温度、电压与电流数据,计算所述智能灯具1运行状态下的光损失系数。
所述安全监测预警单元6,用于对灯具状态与人员信息进行监控预警;
所述安全监测预警单元6包括灯具状态监测模块601与人员位置监测模块602;
其中,所述灯具状态监测模块601用于实时监测灯具运行状态并进行预警提醒;
人员位置监测模块602用于实时监测工作人员分布情况并进行预警提醒。
人员告警信息的实时上报。定位人员可以通过人员定位终端上的SOS按键发送告警信息至监控中心,监控中心的专用软件会在控制界面中对此报警信息进行实时显示。人员离开或进入指定区域的告警。可以设置某些特定的区域在某特定时间段为禁止离开或禁止进入区域,如有定位人员离开或进入此区域则可以触发自动告警。
所述能耗统计管理单元7,用于统计计算灯具的亮灯时长与综合能耗;
通过实时统计收录灯具的运行状况,可实时查询厂区内智能灯具的功耗数据,对厂区智能灯具进行按日、按月、按年度统计能耗,也可按照智能灯具分组情况进行功耗统计;支持自动生成能耗曲线图、柱状图、饼图等,详细展示功耗数据统计分析情;同时可查询厂区内智能灯具的亮灯时间数据,对厂区智能灯具进行按日、按月、按年度统计亮灯时间,也可按照智能灯具分组情况进行亮灯时间统计。
所述远程信息管理中心8,用于对灯具与人员进行配置、管理与显示;
管理人员可以随时通过监视显示设备,查看定位区域内,任意区域的人员的实时活动情况,并且可以查看、编辑每个ID的资料信息,以及生成报表,历史数据查询,为管理者带来极大的便利。其中个人信息包括姓名、年龄、职务、进出时间和逗留时间等。
另外远程信息管理中心8可展示三维场景控制单元5并进行控制操作,包括主要建筑物、主要标志物机主要设备等。展示页面可选择进行二维展示,也可以三维立体图形的形式实时显示厂区内人员的当前位置,可查看现场人员的个人信息,并可按区域统计当前人数;人员位置发生移动时,位置移动响应时间不超过5S;可查询任意指定人员、任意时间段内的历史运动轨迹并进行回放。
所述扩展联动单元9,用于与各类型监控监测系统进行联动与管理。
系统支持视频联动功能,系统支持接入已有视频监控系统,充分发挥视频监控系统功能,系统可根据各种报警信号实现视频联动。
根据本发明的另一个实施例,如图2-图3所示,还提供了一种基于UWB组网定位的智能灯具,包括下壳体101,所述下壳体101顶端设置有上壳体102,所述下壳体101内底部设置有LED灯组103,所述上壳体102一侧设置有接线端口104,所述上壳体102顶端两侧均设置有安装座105。
综上所述,借助于本发明的上述技术方案,通过采用UWB组网定位,能够实时监测环境内工作人员动态,解决了作业区域中照明与高精度定位问题,方便监控人员实时掌握作业人员的活动情况以及可能因误入禁止区域,或离开指定作业区域而引发的事故,及时向监控人员和作业人员示警,有效预防事故发生;同时,通过高精度定位与智慧灯具之间的智能控制调节,实现了智慧灯具的“人来灯亮,人走灯灭”等控制模式;此外,通过构建三维场景模型并将其作为云端远程控制平台,结合高精度人员定位管理,能够保证三维场景模型的可靠性与及时性,通过三维模型能够展示出厂区环境内的实况信息,实现智能灯具的远程精确调控,并且可通过对系统参数的监控,精确分析智能灯具运行的相关参数与能效表现,进一步提高智能灯具的控制效果。通过构建针对智能灯具的多功能多模式的控制调节系统,能够利用不同的控制模块智能调控灯具的亮灭与亮度,不仅能够实现“人走灯灭,人来灯亮”的效果,且能利用定时分组调控灯具的亮灭与亮度,从而大幅减少资源的浪费,节能减排,且保证环境内始终维持可见状态;同时利用5G无线通信可以显著提高信息传输的实时性、可靠性,提高亮度调控的及时性和准确度。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,该系统包括以下模块:智能灯具、无线通讯单元、照明控制管理单元、人员定位管理单元、三维场景控制单元、安全监测预警单元、能耗统计管理单元、远程信息管理中心及扩展联动单元;
所述智能灯具,用于作为智能照明载体提供照明并调节光照强度;
所述无线通讯单元,用于实现所述智能灯具的远程无线通讯连接;
所述照明控制管理单元,用于依据控制策略对灯具进行控制与调节;
所述人员定位管理单元,用于获取区域内人员位置信息与运动轨迹;
所述三维场景控制单元,用于构建三维场景模型对灯具进行云监控;
所述安全监测预警单元,用于对灯具状态与人员信息进行监控预警;
所述能耗统计管理单元,用于统计计算灯具的亮灯时长与综合能耗;
所述远程信息管理中心,用于对灯具与人员进行配置、管理与显示;
所述扩展联动单元,用于与各类型监控监测系统进行联动与管理。
2.根据权利要求1所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述照明控制管理单元包括手动控制模块、定时控制模块、光敏控制模块及智能控制模块;
其中,所述手动控制模块用于人工使用手动开关对所述智能灯具进行控制,且手动开关包括常亮模式、智能模式及关闭模式;
所述定时控制模块用于对不同分组所述智能灯具进行定时控制;
所述光敏控制模块用于根据光照强度对所述智能灯具进行控制;
所述智能控制模块用于根据环境内人员流动与分布情况对所述智能灯具进行智能控制与调节。
3.根据权利要求2所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述依据控制策略对灯具进行控制与调节包括以下步骤:
人工将所述手动控制模块中的手动开关调节为智能模式;
所述光敏控制模块实时监测附近环境的光照强度,当光照强度低于光强阈值时,下达第一控制指令;
对处于同一区域内的所述智能灯具进行分组,利用所述定时控制模块下达第二控制指令,对不同分组的所述智能灯具进行定时,同时所述智能灯具调节为低能耗状态;
当存在人员流动时,获取人员定位信息,当所述智能灯具与人员的距离小于预设距离时,所述智能控制模块下达第三控制指令,直接将该智能灯具调节为高能耗状态,并在人员离开预设距离时,撤销所述第三控制指令。
4.根据权利要求3所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述人员定位管理单元包括人员定位终端、信号收发模块、定位测距模块、轨迹记录模块及区域预警模块;
其中,所述人员定位终端用于存储工作人员的身份信息并作为移动目标的待检测定位标签;
所述信号收发模块用于采集接收所述人员定位终端的位置信号,并获取工作人员的身份信息;
所述定位测距模块用于根据位置信号计算距离所述智能灯具的距离并确定工作人员高精度的位置信息;
所述轨迹记录模块用于根据位置信息确定工作人员的运动轨迹,并结合工作人员的身份信息相匹配进行实时记录;
所述区域预警模块用于存储环境内危险区域的范围信息,并判断工作人员的位置信息是否进入危险区域;
所述人员定位管理单元作为工作人员信号监测基站安装在对应的所述智能灯具内部,位于同一区域内每个所述信号收发模块均具有私有编号且共同构成组网。
5.根据权利要求4所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述根据位置信号计算距离所述智能灯具的距离并确定工作人员高精度的位置信息包括以下步骤:
结合所述智能灯具与地面的高度差计算所述位置信号与附近范围内所述信号收发模块之间的距离,并利用差值计算公式计算不同所述信号收发模块之间距离的差值;
利用泰勒级数展开模型对所述差值进行迭代优化,得到工作人员的高精度位置信息。
6.根据权利要求5所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述利用泰勒级数展开模型对所述差值进行迭代优化,得到工作人员的高精度位置信息包括以下步骤:
对所述位置信号所在的初始坐标进行泰勒级数展开,同时忽略二阶以上的分量得到泰勒级数展开模型,并进行迭代计算;
对所述泰勒级数展开模型进行加权最小二乘算法进行计算得到最小二乘估值,并代入所述差值计算公式进行下一轮泰勒级数展开;
重复进行迭代,直至所述人员定位终端真实坐标与迭代值的差值小于指定阈值,得到高精度的人员位置信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述三维场景控制单元包括三维建筑模型模块、灯具电路网络模块、人员分布展示模块、数据同步录入模块、云控网关模块及模型参数计算模块;
其中,所述三维建筑模型模块用于结合建筑的施工数据与结构数据构建三维建筑模型;
所述灯具电路网络模块用于采集与获取所述智慧灯具安装与电路布局信息,并导入所述三维建筑模型中构建统一的仿真模型;
所述人员分布展示模块用于在所述三维建筑模型中展示建筑中工作人员分布情况及人员对应的身份信息;
所述数据同步录入模块用于获取与同步所述智能灯具的设备信息与所述人员定位管理单元检测得到的人员分布信息;
所述云控网关模块用于连接所述照明控制管理单元实现云端远程控制,调节建筑内所述智能灯具的运行状态;
所述模型参数计算模块用于根据三维建筑模型的结构数据与所述智能灯具的设备参数计算相关照明参数。
8.根据权利要求7所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述根据三维建筑模型的结构数据与所述智能灯具的设备参数计算相关照明参数包括以下步骤:
输入所述智能灯具的设备参数与光源参数,结合光域网定义所述智能灯具空间光源亮度分布表现形式,并计算空间工作面照度;
采集环境参数与所述智能灯具的温度、电压与电流数据,计算所述智能灯具运行状态下的光损失系数。
9.根据权利要求8所述的一种基于UWB组网定位的智能灯具控制系统,其特征在于,所述安全监测预警单元包括灯具状态监测模块与人员位置监测模块;
其中,所述灯具状态监测模块用于实时监测灯具运行状态并进行预警提醒;
所述人员位置监测模块用于实时监测工作人员分布情况并进行预警提醒。
10.一种基于UWB组网定位的智能灯具,用于权利要求1-9中任一项所述基于UWB组网定位的智能灯具控制系统的实现,其特征在于,包括下壳体(101),所述下壳体(101)顶端设置有上壳体(102),所述下壳体(101)内底部设置有LED灯组(103),所述上壳体(102)一侧设置有接线端口(104),所述上壳体(102)顶端两侧均设置有安装座(105)。
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CN202211555881.4A CN115942576A (zh) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | 一种基于uwb组网定位的智能灯具控制系统及智能灯具 |
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CN117395837A (zh) * | 2023-10-30 | 2024-01-12 | 广东宏迪照明科技有限公司 | 一种酒店大型灯用亮度调节管理系统 |
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2022
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