CN208241957U - 一种用于教学区的节能照明系统 - Google Patents

Abstract

一种用于教学区的节能照明系统，包括设置在各教室中的一级子装置、设置在每栋教学楼配电室的二级子装置和设置在教学区的总装置；所述一级子装置包括人员检测单元、光线检测单元、二型模糊自适应控制单元、照明单元和第一显示器；所述二级子装置包括存储器，存储器与二型模糊自适应控制单元电连接，所述存储器还电连接有按键和第二显示器；所述总装置包括远程监控单元，远程监控单元与存储器电连接，所述远程监控单元还电连接有报警器和显示器。本实用新型在保证照明效果的前提下，最大限度的实现电能的节约以及管理的便捷化，使教室内灯光的强度以及照明区域自行调节，避免了长明灯、无人时亮灯等现象，大大节省了能源消耗和经费开支。

Description

一种用于教学区的节能照明系统

技术领域

本实用新型涉及节能照明系统领域，具体的说是一种用于教学区的节能照明系统。

背景技术

随着社会的快速发展，能源消耗量逐年上升，照明用电水平也逐年提高，对日益增长的用电负荷和电量的需求，如不采取照明节电措施，势必会造成相当大的用电缺口，因此，教学区照明节能势在必行。

目前，国内高校教室的照明控制大多采用手动开关，随着学生人数的增加、教室的扩建，教室照明的需求也越来越大，但是纵观各高校，即使加强管理，仍出现忘记关灯的情况，普遍存在长明灯、无人时亮灯等现象，造成了巨大的电能浪费，若手动管理，又将造成很大的人力资源的浪费。此外，我国大部分高校的教室照明强度都高于国家相关标准，这不仅损害眼睛的健康，也造成了不必要的支出和能源浪费。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于教学区的节能照明系统，该节能照明系统用于教学区，在在保证照明效果的前提下，最大限度的实现电能的节约以及管理的便捷化。

本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种用于教学区的节能照明系统，每个教学区包括若干栋教学楼，每栋教学楼有若干个教室，该节能照明系统包括设置在各教室中的一级子装置、设置在每栋教学楼配电室的二级子装置和设置在教学区的总装置；所述一级子装置包括人员检测单元、光线检测单元、二型模糊自适应控制单元、照明单元和第一显示器，所述人员检测单元包括热释电红外传感器和红外热释电处理芯片，所述光线检测单元包括光照度传感器和模数转换器，红外热释电处理芯片和模数转换器分别与二型模糊自适应控制单元电连接，二型模糊自适应控制单元与照明单元电连接，所述二型模糊自适应控制单元包括输入单元、处理器和输出单元，照明单元与第一显示器电连接，所述第一显示器用于显示人员检测单元、光线检测单元和照明单元的工作状态；所述二级子装置包括存储器，存储器与二型模糊自适应控制单元电连接，所述存储器还电连接有按键和第二显示器；所述总装置包括远程监控单元，远程监控单元与存储器电连接，所述远程监控单元还电连接有报警器和显示器。

作为优选的，所述二型模糊自适应控制单元的处理器采用STM32单片机。

作为优选的，所述报警器采用LED灯加蜂鸣器报警。

作为优选的，所述第二显示器为LCD液晶显示屏。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型提供了一种用于教学区的节能照明系统，该节能照明系统包括设置在各教室中的一级子装置、设置在每栋教学楼配电室的二级子装置和设置在教学区的总装置，通过判断自然光和人造光混合之后的光强以及人体发出的红外线，智能调节教室的照明情况，在保证照明效果的前提下，最大限度的实现电能的节约以及管理的便捷化，使教室内灯光的强度以及照明区域自行调节，避免了长明灯、无人时亮灯等现象，大大地节省了能源消耗和经费开支；

（2）本实用新型提供了一种用于教学区的节能照明系统，采用分级控制，利用总装置中的远程监控单元可实时监测整个教学区的照明系统情况，在任何一个环节出问题时都能通过报警器及时通知管理人员进行查看和维修，改变传统的手动管理，实地查看的管理模式，大大节省了人力资源。

附图说明

图1为本实用新型流程图；

图2为本实用新型二级子装置的具体实施流程图；

图3为本实用新型二型模糊自适应控制单元结构示意图；

图4为本实用新型各教室内节能照明系统设置方式示意图；

图5为图4中A处的局部放大图；

附图标记：1、前门，2、后门，3、窗户，4、黑板，5、讲桌，6、投影仪，7、座位，8、人员检测单元，9、光线检测单元,10、二型模糊自适应控制单元，11、第一显示器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示，一种用于教学区的节能照明系统，每个教学区包括若干栋教学楼，每栋教学楼有若干个教室，该节能照明系统包括设置在各教室中的一级子装置、设置在每栋教学楼配电室的二级子装置和设置在教学区的总装置。即本实用新型一种用于教学区的节能照明系统，分三级控制，具体如下：

（1）每个教室配备一个一级子装置，所述一级子装置包括人员检测单元8、人员检测单元9、二型模糊自适应控制单元10、照明单元和第一显示器11，所述人员检测单元8包括热释电红外传感器和红外热释电处理芯片，用于检测室内是否有人以及人员是否在学习区域活动，所述热释电红外传感器用于检测人体发出的红外线，所述红外热释电处理芯片把检测到的红外线信号转化成电信号输入到二型模糊自适应控制单元10；所述人员检测单元9包括光照度传感器和模数转换器，所述光照度传感器用于检测光线强度，所述模数转换器把检测到的光线强度信息转换成电压信号输入到所述二型模糊自适应控制单元10；红外热释电处理芯片和模数转换器分别与二型模糊自适应控制单元10电连接，二型模糊自适应控制单元10与照明单元电连接，所述二型模糊自适应控制单元10包括输入单元、处理器和输出单元，照明单元与第一显示器11电连接，所述第一显示器11用于显示人员检测单元8、人员检测单元9和照明单元的工作状态。

如图3所示，二型模糊自适应控制单元10的输入单元设置有模糊器，所述人员检测单元9和人员检测单元8的输入量通过模糊器进行模糊化，再输入到处理器通过推理机进行模糊推理输出二型模糊集w，所述推理机包含所有模糊规则，之后所述w经过输出单元的降型器使数据能够利用，而后通过解模糊器形成模糊规则查询表，得到对应的控制关系，通过控制关系将模糊控制规则表输入二型模糊自适应控制单元10，照明单元接收二型模糊自适应控制单元10的输出量，智能调节照明装置的光照强度和光照区域，从而达到光照强度的精确自适应控制。

（2）每栋教学楼配电室配备一个二级子装置，所述二级子装置包括存储器，存储器与二型模糊自适应控制单元10电连接，所述存储器还电连接有按键和第二显示器；所述按键用于选择节能照明系统的控制方式—手动方式或者自动方式；所述存储器用于存储各教室照明系统工作状态的信息；所述第二显示器用于显示各教室照明系统各环节的工作情况。

（3）每个教学区配备一个总装置，所述总装置包括远程监控单元，远程监控单元与存储器电连接，所述远程监控单元还电连接有报警器和显示器；所述远程监控单元连接显示器用于监测该教学区内每栋楼、每个教室的节能系统的使用情况；所述报警器连接远程监控单元，在任何一个环节出现问题的情况下发出报警信号，提醒管理人员在显示器查看故障，方便及时维修。

以上为本实用新型的基本实施方式，可在以上基础上作进一步的改进、优化或限定。

进一步的，所述二型模糊自适应控制单元10的处理器采用STM32单片机。

进一步的，所述报警器采用LED灯加蜂鸣器报警。

进一步的，所述第二显示器为LCD液晶显示屏。

本实用新型所述的一种用于教学区的节能照明系统，二型模糊自适应控制单元10的输入单元设置有模糊器，所述人员检测单元9和人员检测单元8的输入量通过模糊器进行模糊化，模糊化方式为分档模糊集法，e1有7个语言值，ec1对应5个语言值；e2有7个语言值，ec2对应5个语言值,从而由输入单元确定模糊变量的模糊集，选择模糊语言变量的隶属度函数，确定模糊控制温度偏差的隶属度；所述模糊推理方式是根据模糊控制规则库；所述将模糊集合解模糊化以求得精确值采用加权平均法。

一种用于教学区的节能照明系统，每个教学区包括若干栋教学楼，每栋教学楼有若干个教室，各教室内节能照明系统设置方式如图4和图5所示，各教室均设置有前门1、后门2和若干个窗户3，位于前门1一侧设置有黑板4、讲桌5和投影仪6，教室内还设置有若干排座位7，所述人员检测单元8和光线检测单元9均匀分布在教室的墙壁四周，主要分布在教室的左右两侧。在使用时，将教室内分成若干区域，由不同位置的人员检测单元8和光线检测单元9来采集教室不同位置的信息，再将该位置信息传递给二型模糊自适应控制单元10。例如，图4中，位于前门1和后门2之间的第一个人员检测单元8和第一个光线检测单元9，负责教室这部分前三排区域的人员检测以及光照度检测，并将采集到的信息传递给二型模糊自适应控制单元10，进而调节前三排正上方照明装置的照明亮度。

本实用新型一种用于教学区的节能照明系统，在使用时，遇到阴雨天气，室外光线较暗，若该教室在上课，则人员检测单元8将检测到教室各区域都有红外信息，并将采集到的信息传递给二型模糊自适应控制单元10的输入单元；再由光线检测单元9检测每个区域的光照强度并将光照强度信息传递给二型模糊自适应控制单元10的输入单元。由输入单元进行模糊处理，确认该区域有人，并且光照强度很暗则由二型模糊自适应控制单元10的输出单元，输出信号来控制照明单元进行一定强度的照明。再由检测单元重复采集信息传送给二型模糊自适应控制单元10，来判断人员是否减少以及光照强度是否适中，如果光照强度仍然太弱，则进一步增大光照强度。若非上课时间，有少数人在教室上自习，人员检测单元8将检测到不同区域的红外线强度不同，把采集到的信息传递给二型模糊自适应控制单元10的输入单元，经过模糊化处理来判断是否有人在该区域学习，同时结合该区域的人员检测单元9采集的信息，来判断是否需要将该区域的照明系统打开以及需要将照明系统的光照强度调到多大。

本实用新型提供了一种用于教学区的节能照明系统，该节能照明系统包括设置在各教室中的一级子装置、设置在每栋教学楼配电室的二级子装置和设置在教学区的总装置，通过判断自然光和人造光混合之后的光强以及人体发出的红外线，智能调节教室的照明情况，在保证照明效果的前提下，最大限度的实现电能的节约以及管理的便捷化，使教室内灯光的强度以及照明区域自行调节，避免了长明灯、无人时亮灯等现象，大大地节省了能源消耗和经费开支。而且采用分级控制，利用总装置中的远程监控单元可实时监测整个教学区的照明系统情况，在任何一个环节出问题时都能通过报警器及时通知管理人员进行查看和维修，改变传统的手动管理，实地查看的管理模式，大大节省了人力资源。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于教学区的节能照明系统，每个教学区包括若干栋教学楼，每栋教学楼有若干个教室，其特征在于：该节能照明系统包括设置在各教室中的一级子装置、设置在每栋教学楼配电室的二级子装置和设置在教学区的总装置；

所述一级子装置包括人员检测单元、光线检测单元、二型模糊自适应控制单元、照明单元和第一显示器，所述人员检测单元包括热释电红外传感器和红外热释电处理芯片，所述光线检测单元包括光照度传感器和模数转换器，红外热释电处理芯片和模数转换器分别与二型模糊自适应控制单元电连接，二型模糊自适应控制单元与照明单元电连接，所述二型模糊自适应控制单元包括输入单元、处理器和输出单元，照明单元与第一显示器电连接，所述第一显示器用于显示人员检测单元、光线检测单元和照明单元的工作状态；

所述二级子装置包括存储器，存储器与二型模糊自适应控制单元电连接，所述存储器还电连接有按键和第二显示器；

所述总装置包括远程监控单元，远程监控单元与存储器电连接，所述远程监控单元还电连接有报警器和显示器。

2.如权利要求1所述的一种用于教学区的节能照明系统，其特征在于：所述二型模糊自适应控制单元的处理器采用STM32单片机。

3.如权利要求1所述的一种用于教学区的节能照明系统，其特征在于：所述报警器采用LED灯加蜂鸣器报警。

4.如权利要求1所述的一种用于教学区的节能照明系统，其特征在于：所述第二显示器为LCD液晶显示屏。