CN205491333U - 教室led智能照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种教室LED智能照明系统，包括单片机、人体红外检测模块、光照检测模块、LCD显示模块、按键控制模块、LED调光驱动电路、继电器和LED照明设备；所述人体红外检测模块和LED照明设备设置教室内顶部，所述人体红外检测模块、光照检测模块、按键控制模块、LCD显示模块、LED调光驱动电路、继电器分别与单片机连接，所述LED照明设备分别与LED调光驱动电路和继电器连接。能在不同模式下实现相应的控制，这样不仅能满足各照明区域不同的照明需求，而且能达到节能减排的目的。

Description

教室LED智能照明系统

技术领域

本实用新型涉及一种照明系统，具体是一种教室LED智能照明系统。

背景技术

目前高校教学楼照明用电基本处于一种粗放式的管理状态。高校教室大都采用传统的照明灯具和控制系统，具有耗能高、光照舒适度差、无法实现控制人性化、智能化的缺点。伴随着高等教育的普及，高校的数量越来越多，其对应的能耗也越来越大。而当今之中国能源供应日趋紧张，已严重制约国民经济发展，因此采用新型的照明灯具和控制技术节能减排势在必行。

随着单片机控制技术、传感器技术和LED照明技术的发展，教室LED照明系统的控制技术也得到了较大的发展。虽然现在己有多种技术方案对教室LED照明系统进行控制。然而，现有的许多设计方案均简单的对教室LED灯光进行统一控制，这种方法不能对教室的不同区域分区照明，因此只能杜绝一些客观条件下造成的电力浪费，无法满足教室不同区域不同的照明需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种教室LED智能照明系统，能在不同模式下实现相应的控制，这样不仅能满足各照明区域不同的照明需求，而且能达到节能减排的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：该种教室LED智能照明系统，包括单片机、人体红外检测模块、光照检测模块、LCD显示模块、按键控制模块、LED调光驱动电路、继电器和LED照明设备；所述人体红外检测模块和LED照明设备设置教室内顶部，所述人体红外检测模块、光照检测模块、按键控制模块、LCD显示模块、LED调光驱动电路、继电器分别与单片机连接，所述LED照明设备分别与LED调光驱动电路和继电器连接。

进一步，所述人体红外检测模块包括直流电机及其传动装置和热释电红外传感器；热释电红外传感器与单片机输入端连接，直流电机及其传动装置与单片机输出端连接，所述直流电机通过传动装置与热释电红外传感器机械连接。

进一步，所述光照检测模块包括室内光敏传感器、室外光敏传感器，A/D转换模块；所述室内光敏传感器设置在教室内顶部，室外光敏传感器设置在靠近教室窗户的教室外墙体上，A/D转换模块与单片机输入端连接，室内光敏传感器、室外光敏传感器与A/D转换模块连接。

进一步，所述按键控制模块包括照明模式键、MODE键、ON/OFF键、ADD键和DEC键。

与现有技术相比，本实用新型通过单片机、人体红外检测模块、光照检测模块、LCD显示模块、按键控制模块、LED调光驱动电路、继电器和LED照明设备相结合方式，若在进行教学时，通过照明模式键使本系统处于教学照明模式，此时系统根据室内光照强度值利用PWM调光技术实现功能区Ⅰ范围内的照明设备的亮度调节，通过对人体存在信号和室内外光照信号的识别与判断实现功能区Ⅱ范围内照明设备的智能控制；若在进行自习时，通过照明模式键使本系统处于自习照明模式，此时功能区Ⅰ范围内的照明设备自动关闭，系统通过对人体存在信号和室内外光照信号的识别与判断实现功能区Ⅱ范围内照明设备的智能控制。具有以下有益效果：

(1)在不同的功能区采用不同的灯光控制策略，在满足日常学习生活中各功能区不同的照明需求的同时，有效地节约了电能。

(2)可根据环境光照情况自动调节LED照明设备的光照亮度，并根据室内人员分布来自动开启相应照明区内的照明设备，这样既能保证照明质量，又能有效避免能源浪费。

(3)结构简单，成本低，照明效果好，可靠性高；也可应用于图书馆、会议室、办公室等场所，可移植性强，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型实施例中的教室照明分区示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括单片机、人体红外检测模块、光照检测模块、LCD显示模块、按键控制模块、LED调光驱动电路、继电器和LED照明设备；所述人体红外检测模块和LED照明设备设置教室内顶部，所述人体红外检测模块、光照检测模块、按键控制模块、LCD显示模块、LED调光驱动电路、继电器分别与单片机连接，所述LED照明设备分别与LED调光驱动电路和继电器连接。

进一步，所述人体红外检测模块包括直流电机及其传动装置和热释电红外传感器；热释电红外传感器与单片机输入端连接，直流电机及其传动装置与单片机输出端连接，所述直流电机通过传动装置与热释电红外传感器机械连接。

进一步，所述光照检测模块包括室内光敏传感器、室外光敏传感器，A/D转换模块；所述室内光敏传感器设置在教室内顶部，室外光敏传感器设置在靠近教室窗户的教室外墙体上，A/D转换模块与单片机输入端连接，室内光敏传感器、室外光敏传感器与A/D转换模块连接。

进一步，所述按键控制模块包括照明模式键、MODE键、ON/OFF键、ADD键和DEC键。

工作过程：如图2所示，根据使用方式和照明需求的不同将教室划分为两大功能区：功能区Ⅰ和功能区Ⅱ，功能区Ⅰ设置有一组LED照明设备，功能区Ⅱ由6个照明区域组成，每个照明区域设有一组LED照明设备；上述每组LED照明设备均有一个LED调光驱动电路及继电器控制；系统在不同的功能区采用不同的灯光控制策略，以满足两大功能区在日常学习生活中不同的照明需求。

教学照明模式下，功能区Ⅰ范围内的LED照明设备自动开启，且根据室内光敏传感器采集的室内光照强度值自动调节灯光亮度。当室内光照强度值小于系统预设阈值时，单片机增大PWM控制信号的占空比，用于控制LED调光驱动电路增大流过LED照明设备的电流值，从而加强LED灯光亮度；当室内光照强度值大于系统预设阈值时，单片机减小PWM控制信号的占空比，用于控制LED调光驱动电路减小流过LED照明设备的电流值，从而减弱LED灯光亮度，直到室内光照强度值与系统预设阈值时相等；功能区Ⅱ范围内，直流电机通过传动装置每5分钟带动红外传感器对照明区进行实时检测，室内光照传感器采集室内光照强度值，室外光照传感器采集室外光照强度值，当室内光照强度或室外光照强度低于系统预设阈值且照明区域有人存在时，继电器衔铁闭合，该照明区的LED照明设备自动开启。在此照明模式下，可通过按键控制模块的MODE按键切换至手动工作状态；在手动工作状态下，功能区Ⅰ的照明设备亮度可通过ADD键和DEC键进行调亮或调暗；功能区Ⅱ的照明设备可由ON/OFF键强制开启或关闭。

自习照明模式下，功能区Ⅰ范围内的LED照明设备自动关闭。功能区Ⅱ范围内的直流电机通过传动装置每5分钟带动红外传感器对照明区进行实时检测，室内光照传感器采集室内光照强度值，室外光照传感器采集室外光照强度值，当室内光照强度或室外光照强度低于系统预设阈值且照明区域有人存在时，继电器衔铁闭合，该照明区的LED照明设备自动开启；在此照明模式下，可通过按键控制模块的MODE按键切换至手动工作状态；在手动工作状态下，不论当前的光照条件如何，亦不论照明区域是否有人，照明设备均可由ON/OFF键强制开启或关闭。

LCD显示模块始终实时显示系统当前的照明模式、工作状态以及室内外的光照情况。

两种照明模式通过按键控制模块的照明模式键完成切换。

Claims (4)

1.一种教室LED智能照明系统，其特征在于，包括单片机、人体红外检测模块、光照检测模块、LCD显示模块、按键控制模块、LED调光驱动电路、继电器和LED照明设备；所述人体红外检测模块和LED照明设备设置教室内顶部，所述人体红外检测模块、光照检测模块、按键控制模块、LCD显示模块、LED调光驱动电路、继电器分别与单片机连接，所述LED照明设备分别与LED调光驱动电路和继电器连接。

2.根据权利要求1所述的一种教室LED智能照明系统，其特征在于，所述人体红外检测模块包括直流电机及其传动装置和热释电红外传感器；热释电红外传感器与单片机输入端连接，直流电机及其传动装置与单片机输出端连接，所述直流电机通过传动装置与热释电红外传感器机械连接。

3.根据权利要求1所述的一种教室LED智能照明系统，其特征在于，所述光照检测模块包括室内光敏传感器、室外光敏传感器，A/D转换模块；所述室内光敏传感器设置在教室内顶部，室外光敏传感器设置在靠近教室窗户的教室外墙体上，A/D转换模块与单片机输入端连接，室内光敏传感器、室外光敏传感器与A/D转换模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种教室LED智能照明系统，其特征在于，所述按键控制模块包括照明模式键、MODE键、ON/OFF键、ADD键和DEC键。