CN204634130U - 一种节能照明测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能照明测控系统，该系统包括控制单元、信号测量单元、脉冲整形单元、照明负载、驱动单元、光强转换单元，所述信号测量单元、脉冲整形单元分别与控制单元连接，所述光强转换单元与脉冲整形单元连接，所述单片机通过驱动单元控制照明负载。利用高校教室座椅可翻转的特点，在座椅下边安装限位开关，当无人坐时，限位开关处于常开的状态，当有人坐时，限位开关闭合，把限位开关接入信号测量电路中，限位开关的断开和闭合便转换为电路的高低电平输出，单片机通过检测到的高低电平进而判断此座位是否有人，进而可计算出教室内人数。用限位开关代替热释电传感器测量人体信号，简单可靠，抗干扰能力强，可精确统计教室人数。

Description

一种节能照明测控系统

技术领域

本实用新型涉及一种节能照明控制系统，确切的说是一种用于高校大型教室的节能照明测控系统。

背景技术

目前，高校教室普遍存在“长明灯”的浪费现象，常常可以看到光线充足的白天人们忘了关灯，而到了晚上偌大的教室空无一人或寥寥数人却也“灯光通明”。在保证照明质量的前提下，实现教室照明的节能控制是遏制教室照明浪费现象的一种有效途径。

实现教室照明的节能控制，最首要的问题是要能完成对室内光照的检测和教室人数的统计。对于光强度检测，根据国家最新颁布的《建筑照明设计标准GB 50034-2004》，规定教室、阅览室等大面积公共照明场所内照度值不得低于300lx，可采用精度比较高的光频转换器代替传统的光敏器件对光照度进行量化测量。对于人体信号检测的现行方案主要有以下两种：一种是将教室作为一个整体，通过安装在教室门口的红外热释电传感器统计进入教室的人数，若教室光强不足，就根据进入教室内的人数打开相应数量的灯。这种方案成本低，设计方便，但检测精度低，当教室门口出现人群拥挤或人流不断的情况时就难以正常计数，导致节能效果差。第二种方案是将教室分为几个区域，每个区域内安装一个热释电探测器，探测区域内人数信息，根据探测到的人体信息结合区域内光强信号决定是否打开该区域的灯，这种方案虽然比第一种方案有所改善，但仍然存在一个最大的问题：热释电传感器仅能检测人体是否存在，而无法定量统计区域内人数信息，这样就会导致教室人数分散时打开过多的灯，引起了不必要的浪费。且热释电传感器本身会受到温度、光源的干扰，尤其是环境温度和人体温度接近时，灵敏度明显下降，有时造成短时失灵，导致控制出现混乱，无法达到理想的节能控制效果。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种可精确统计教室人数的检测装置，配合高精度的光强测量集成芯片TSL230分别对人体信息和教室光照强度进行检测，控制中心根据检测到的信息进而做出节能控制决策。

本实用新型的技术方案是： 一种节能照明测控系统，该系统包括控制单元、信号测量单元、脉冲整形单元、照明负载、驱动单元、光强转换单元，所述信号测量单元、脉冲整形单元分别与控制单元连接，所述光强转换单元与脉冲整形单元连接，所述单片机通过驱动单元控制照明负载。所述信号测量单元和照明负载均采用根据教室区域进行划分的阵列组合进行连接。所述信号测量单元的阵列组合和照明负载的阵列组合一一对应。所述信号测量单元包括依次连接电源、电阻、限位开关组，所述限位开关固定于教室座椅上。所述限位开关的两极分别与电阻的一端和地相接，所述座椅为可翻转结构。所述控制单元采用C8051F020芯片组成的单片机最小系统。所述脉冲整形单元采用74HC14芯片，所述光强转换单元采用TSL230芯片。

本实用新型有如下积极效果：本实用新型巧妙利用高校教室座椅可翻转的特点，在座椅下边安装限位开关，当无人坐时，限位开关处于常开的状态，当有人坐时，限位开关闭合，把限位开关接入信号测量电路中，限位开关的断开和闭合便转换为电路的高低电平输出，单片机通过检测到的高低电平进而判断此座位是否有人，进而可计算出教室内人数。用限位开关代替热释电传感器测量人体信号，简单可靠，抗干扰能力强，可精确统计教室人数。为后续的节能控制提高了准确可靠的信息。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的系统结构图；

图2是本实用新型具体实施方式的信号测量单元的电路图；

图3是本实用新型具体实施方式的脉冲整形单元的电路图；

图4是本实用新型具体实施方式的单片机最小系统结构图；

图5是本实用新型具体实施方式的限位开关安装结构图；

图6是本实用新型具体实施方式的限位开关的安装及教室灯光控制区域划分图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种节能照明测控系统，该系统包括控制单元、信号测量单元、脉冲整形单元、照明负载、驱动单元、光强转换单元，所述信号测量单元、脉冲整形单元分别与控制单元连接，所述光强转换单元与脉冲整形单元连接，所述单片机通过驱动单元控制照明负载。所述信号测量单元和照明负载均采用根据教室区域进行划分的阵列组合进行连接。所述信号测量单元的阵列组合和照明负载的阵列组合一一对应。所述信号测量单元包括依次连接电源、电阻、限位开关组，所述限位开关固定于教室座椅上。所述限位开关的两极分别电阻的一端和地相接，所述坐椅为可翻转结构。所述控制单元采用C8051F020芯片组成的单片机最小系统。所述脉冲整形单元采用74HC14芯片，所述光强转换单元采用TSL230芯片。

为了精确统计教室每个区域的人数，在每个座位下面安装限位开关，当有人坐下时，限位开关闭合，当人离开时，凳面自动翻起，限位开关断开。考虑到教室限位开关布线的方便，将教室分为左右两块大区域，各区域采用独立控制系统。每个大区域又分为三个小区域。系统工作总过程为：由光频转换芯片实时监测光照度。当光照度小于300lx，且教室内没有区域亮灯则打开人所在区域的灯，若再有人进入，则监测第一个开灯区域的人数是否大于U（人数上限），若不大于则不再打开其他区域的灯，若大于则打开该区域的灯，以此循环打开其他区域的灯。此时若有人离开，则监测教室各亮灯区域的人数，若有两个区域的人数均小于L（人数下限），则关闭一个区域的灯，任何一个时刻只允许有一个亮灯区域的人数小于U，其他亮灯区域的人数必须大于等于U。若有人继续离开，直到某区域无人，则关闭该区域的灯。若光照度大于300lx且教室无亮灯，无论教室是否有人均不打开灯。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种节能照明测控系统，其特征在于，该系统包括控制单元、信号测量单元、脉冲整形单元、照明负载、驱动单元、光强转换单元，所述信号测量单元、脉冲整形单元分别与控制单元连接，所述光强转换单元与脉冲整形单元连接，单片机通过驱动单元控制照明负载。

2.根据权利要求1所述的节能照明测控系统，其特征在于：所述信号测量单元和照明负载均采用根据教室区域进行划分的阵列组合进行连接。

3.根据权利要求2所述的节能照明测控系统，其特征在于：所述信号测量单元的阵列组合和照明负载的阵列组合一一对应。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的节能照明测控系统，其特征在于：所述信号测量单元包括依次连接电源、电阻、限位开关组，所述限位开关固定于教室座椅上。

5.根据权利要求4所述的节能照明测控系统，其特征在于：所述限位开关的两极分别与电阻和地相接，所述限位开关靠近电阻的一个极作为测量电路的输出与单片机的输入引脚相连，所述电阻的另一端和电源连接，所述限位开关的机械触头朝向座椅的坐板底面方向，所述坐板为可翻转结构。

6.根据权利要求1所述的节能照明测控系统，其特征在于：所述控制单元采用C8051F020芯片组成的单片机最小系统。

7.根据权利要求1所述的节能照明测控系统，其特征在于：所述脉冲整形单元采用斯密特触发器74HC14芯片，所述光强转换单元采用TSL230芯片。