CN117082681B - 一种教室智能控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种教室智能控制系统，教室智能控制系统包括服务器、身份验证装置、管理终端、环境监测模块、降噪模块、照明模块和光线控制模块，所述身份验证装置连接所述管理终端，所述服务器分别与所述管理终端、所述环境监测模块、所述降噪模块、所述照明模块和所述光线控制模块进行通讯连接。本发明中，照明调节单元中的LED灯可以调整位置，增加了光照调节的灵活性，并且，借助太阳能发电板收集太阳光中的能量，增加系统的能量储备。

Description

一种教室智能控制系统
技术领域
本发明涉及节能控制技术领域，特别是一种教室智能控制系统。
背景技术
在很多学校里，教室照明灯的开关都处于谁都能操作的状态，有些时候，两三个人喜欢占据整个教室，习惯性地打开所有的开关，有些时候，来自习的时候很自然的开灯，但是等到自习完离开教室的时候却忘记关掉，很容易造成资源的浪费。
现有的针对于教室的智能控制系统，通过红外传感器、摄像头等设备检测教室内的实际人数，根据实际人数控制照明灯的开关状态和亮度，虽然能够部分解决资源浪费的问题，但是仍然存在两个问题：1)照明灯的位置是固定的，光照效果的调节存在一定的局限性；2)只考虑了资源的节约，未能利用技术手段来增加教室的资源储备。
发明内容
为了解决现有技术中光照调节不灵活、节能效果有限的技术问题，本发明提出的教室智能控制系统包括服务器、身份验证装置、管理终端、环境监测模块、降噪模块、照明模块和光线控制模块，所述身份验证装置连接所述管理终端，所述服务器分别与所述管理终端、所述环境监测模块、所述降噪模块、所述照明模块和所述光线控制模块进行通讯连接。
优选的，所述环境监测模块包括前置摄像头和后置摄像头，所述前置摄像头设置于教室的前端，所述后置摄像头设置于教室的后端。
优选的，所述降噪模块包括噪音检测单元和主动降噪单元，所述噪音检测单元设置于窗口位置，所述主动降噪单元设置于教室屋顶的四个角落。
优选的，所述噪音检测单元包括噪音传感器、电压比较器、基准电压源、拾音器和信号传输装置，所述电压比较器分别连接所述噪音传感器、所述基准电压源和所述拾音器，所述拾音器连接所述信号传输装置。
优选的，所述主动降噪单元包括信号接收装置、反相器和扬声器，所述接收装置、所述反相器和所述扬声器依次连接。
优选的，所述光线控制模块包括多个光线控制装置，所述光线控制装置以落地窗的形式设置于教室面对太阳光的一侧。
优选的，所述光线控制装置包括层叠设置的第一透明基材、第一透明导电层、电致变色层、第二透明导电层、液晶盒、第三透明导电层和第二透明基材，所述第二透明导电层连接固定电压，所述第一透明导电层连接第一驱动电压，所述第三透明导电层连接第二驱动电压。
优选的，所述照明模块包括光能收集单元和照明调节单元，所述光能收集单元设置于屋顶靠近太阳光的一侧，所述照明调节单元设置于屋顶的其他位置。
优选的，所述光能收集单元包括位于中心的第一LED灯，所述第一LED灯外围设置有圆形轨道，所述圆形轨道内设置有多个太阳能发电板，所述太阳能发电板可以沿着所述圆形轨道进行运动。
优选的，所述照明调节单元包括X形轨道，所述X形轨道内设置有多个第二LED灯，所述第二LED灯可以沿着所述X形轨道进行运动。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
照明调节单元中的LED灯可以调整位置，增加了光照调节的灵活性，并且，借助太阳能发电板收集太阳光中的能量，增加系统的能量储备。
附图说明
图1是本发明教室智能控制系统的结构图；
图2是本发明教室智能控制系统的模块分布图；
图3是本发明教室智能控制系统的模块分布图；
图4是本发明光线控制装置的结构示意图；
图5是本发明光能收集单元的结构示意图；
图6是本发明照明调节单元的结构示意图。
图中，1-光线控制装置，11-第一透明基材，12-第一透明导电层，13-电致变色层，14-第二透明导电层，15-液晶盒，16-第三透明导电层，17-第二透明基材，21-光能收集单元，211-第一LED灯，212-圆形轨道，213-太阳能发电板，22-照明调节单元，221-X形轨道，222-第二LED灯，31-噪音检测单元，32-主动降噪单元，41-前置摄像头，42-后置摄像头。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，教室智能控制系统包括服务器、身份验证装置、管理终端、环境监测模块、降噪模块、照明模块和光线控制模块，身份验证装置连接管理终端，服务器分别与管理终端、环境监测模块、降噪模块、照明模块和光线控制模块进行通讯连接。
如图2所示，环境监测模块包括前置摄像头41和后置摄像头42，前置摄像头设置于教室的前端，后置摄像头设置于教室的后端，前置摄像头和后置摄像头相互配合，可以确定教室内的实际人数和实际亮度分布，为教室内的照明调节提供依据。
如图2所示，降噪模块包括噪音检测单元31和主动降噪单元32，噪音检测单元设置于窗口位置，主动降噪单元设置于教室屋顶的四个角落。噪音检测单元包括噪音传感器、电压比较器、基准电压源、拾音器和信号传输装置，电压比较器分别连接噪音传感器、基准电压源和拾音器，拾音器连接信号传输装置，当噪音传感器的检测信号大于基准电压源时，说明外界噪音过大，电压比较器将启动拾音器，将拾音器采集的噪音信号通过信号传输装置传输给各个主动降噪单元。主动降噪单元包括信号接收装置、反相器和扬声器，接收装置、反相器和扬声器依次连接，当信号接收装置接收到噪音信号时，反相器生成与噪音同频率同振幅反相位的信号，再通过扬声器发出与信号相对应的声波来抵消环境噪声。
如图2所示，光线控制模块包括多个光线控制装置1，光线控制装置1以落地窗的形式设置于教室面对太阳光的一侧，如图4所示，光线控制装置1包括层叠设置的第一透明基材11、第一透明导电层12、电致变色层13、第二透明导电层14、液晶盒15、第三透明导电层16和第二透明基材17，第二透明导电层连接固定电压，第一透明导电层连接第一驱动电压，通过第一驱动电压可以控制电致变色层的光线透过率，从而控制进入的光线总量，第三透明导电层连接第二驱动电压，通过第二驱动电压控制液晶盒中液晶分子的方向，从而控制光线的出射方向。
如图3所示，照明模块包括光能收集单元21和照明调节单元22，光能收集单元21设置于屋顶靠近太阳光的一侧，照明调节单元22设置于屋顶的其他位置。如图5所示，光能收集单元21包括位于中心的第一LED灯211，第一LED灯外围设置有圆形轨道212，圆形轨道212内设置有多个太阳能发电板213，太阳能发电板可以沿着圆形轨道进行运动，根据来自光线控制装置的光线调整位置，以接收到更多的阳光，太阳能发电板产生的电能通过线路传输至蓄电池存储起来，蓄电池可以为教室智能控制系统的运行提供电能。如图6所示，照明调节单元22包括X形轨道221，X形轨道221内设置有多个第二LED灯222，第二LED灯可以沿着X形轨道进行运动，在进行照明调节时，不仅可以调整第二LED灯的亮度，还可以调整第二LED灯的位置。
身份验证装置用于检测指纹，当指纹符合要求时，可以通过管理终端控制教室智能控制系统的运行参数。
教室智能控制系统的工作模式包括：
1)基本模式，通过环境监测模块确定教室内的实际人数和实际亮度分布，调整光能收集单元中第一LED灯的亮度，以及照明调节单元中第二LED灯的亮度和位置，将光线控制装置中电致变色层的透光率调整至最大，不改变光线的入射方向，关闭降噪模块；
2)节能模式，通过环境监测模块确定教室内的实际人数和实际亮度分布，调整光能收集单元中第一LED灯的亮度，以及照明调节单元中第二LED灯的亮度和位置，将光线控制装置中电致变色层的透光率调整至最大，通过液晶盒将光线投射至光能收集单元，调整光能收集单元中太阳能发电板的位置，以接收太阳光，为蓄电池充电，关闭降噪模块；
3)舒适模式，通过环境监测模块确定教室内的实际人数和实际亮度分布，调整光能收集单元中第一LED灯的亮度，照明调节单元中第二LED灯的亮度和位置，以及光线控制装置中电致变色层的光线透过率，不改变光线的入射方向，启动降噪模块。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
照明调节单元中的LED灯可以调整位置，增加了光照调节的灵活性，并且，借助太阳能发电板收集太阳光中的能量，增加系统的能量储备。
上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明设计结构及原理的前提下对本发明方案所作的等同变化都视作本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种教室智能控制系统，其特征在于,所述教室智能控制系统包括服务器、身份验证装置、管理终端、环境监测模块、降噪模块、照明模块和光线控制模块，所述身份验证装置连接所述管理终端，所述服务器分别与所述管理终端、所述环境监测模块、所述降噪模块、所述照明模块和所述光线控制模块进行通讯连接；
所述光线控制模块包括多个光线控制装置，所述光线控制装置以落地窗的形式设置于教室面对太阳光的一侧，所述光线控制装置包括层叠设置的第一透明基材、第一透明导电层、电致变色层、第二透明导电层、液晶盒、第三透明导电层和第二透明基材，所述第二透明导电层连接固定电压，所述第一透明导电层连接第一驱动电压，通过第一驱动电压可以控制电致变色层的光线透过率，从而控制进入的光线总量，所述第三透明导电层连接第二驱动电压，通过第二驱动电压控制液晶盒中液晶分子的方向，从而控制光线的出射方向；
所述照明模块包括光能收集单元和照明调节单元，所述光能收集单元设置于屋顶靠近太阳光的一侧，所述照明调节单元设置于屋顶的其他位置，所述光能收集单元包括位于中心的第一LED灯，所述第一LED灯外围设置有圆形轨道，所述圆形轨道内设置有多个太阳能发电板，所述太阳能发电板可以沿着所述圆形轨道进行运动，根据来自光线控制装置的光线调整位置，以接收到更多的阳光，所述照明调节单元包括X形轨道，所述X形轨道内设置有多个第二LED灯，所述第二LED灯可以沿着所述X形轨道进行运动，在进行照明调节时，不仅可以调整第二LED灯的亮度，还可以调整第二LED灯的位置；
所述环境监测模块包括前置摄像头和后置摄像头，所述前置摄像头设置于教室的前端，所述后置摄像头设置于教室的后端。
2.根据权利要求1所述的教室智能控制系统，其特征在于，所述降噪模块包括噪音检测单元和主动降噪单元，所述噪音检测单元设置于窗口位置，所述主动降噪单元设置于教室屋顶的四个角落。
3.根据权利要求2所述的教室智能控制系统，其特征在于，所述噪音检测单元包括噪音传感器、电压比较器、基准电压源、拾音器和信号传输装置，所述电压比较器分别连接所述噪音传感器、所述基准电压源和所述拾音器，所述拾音器连接所述信号传输装置。
4.根据权利要求2所述的教室智能控制系统，其特征在于，所述主动降噪单元包括信号接收装置、反相器和扬声器，所述接收装置、所述反相器和所述扬声器依次连接。
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