CN216057584U - 一种照明系统智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种照明系统智能控制装置，包括监测单元、多个控制单元和远程监控单元，监测单元包括单片机模块、摄像头模块、wifi模块、存储器和蓝牙模块；控制单元包括主控芯片、多个继电器电路、蓝牙模块、电源电路、接线端子和手按开关通断检测电路，继电器电路、蓝牙模块和手按开关通断检测电路与主控芯片输入、输出均连接，继电器电路和手按开关通断检测电路输入、输出还与接线端子连接，接线端子与照明系统的手按开关连接。本装置安装方便，监测单元设备独立放置，控制单元设备与传统开关的连接，充分考虑传统开关的特点，接线简单，且不改变传统开关的操作功能，还实现了照明系统的远程监控，方便管理人员对建筑照明系统的智能控制。

Description

一种照明系统智能控制装置

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，具体涉及一种照明系统智能控制装置。

背景技术

照明系统是各类建筑、公司或者企业及其家庭日常生活的基础设施和重要组成部分,通常都是采用了传统的人力、物理机械的开关控制模式，开灯与关灯都是在人为手动的基础上进行的。传统的手动或者物理控制灯的方式功能十分简单，只能对灯进行简单的开关操作，而且需要人力手动操作，这些操作在一些情况下十分的不方便。如今全球资源紧缺，但是人们节约电力能源的意识却很薄弱。在一些公共以及办公场合，例如学校教室、商场、大厦办公室，经常出现灯火通明却没有人的这种现象。据有关数据统计，无论是公共建筑还是商业建筑，建筑中的照明设备耗能占比都是比较大的，一般情况下，室内照明用电占比为建筑总用电的三分之一。当今世界电力资源日益短缺，研究智能照明技术，高效利用有限的能源，尽可能的延长灯具的使用时间，对于建造舒适节能的绿色建筑，建设经济节能的现代化城市建筑群具重要意义。国家在宏观政策方面大力支持节能减排，随着物联网技术飞速发展，以物联网技术为基础的照明系统智能控制成为可能。因此急需开发一套满足上述需求的照明系统控制装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种照明系统智能控制装置，本装置可以有效减少电能的浪费，实现了照明系统的智能精准节能控制和远程监控。

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种照明系统智能控制装置，包括监测单元、多个控制单元和远程监控单元，监测单元包括单片机模块、摄像头模块、wifi模块、存储器和蓝牙模块，所述摄像头模块、wifi模块、存储器和蓝牙模块与单片机的输入、输出均连接；控制单元包括主控芯片、多个继电器电路、蓝牙模块、电源电路、接线端子和手按开关通断检测电路，所述继电器电路、蓝牙模块和手按开关通断检测电路与主控芯片输入、输出均连接，继电器电路和手按开关通断检测电路的输入、输出还与接线端子连接，接线端子与照明系统的手按开关连接，控制单元的蓝牙模块与监测单元的蓝牙模块连接；远程监控单元包括服务器及与服务器连接的客户端，其中服务器与监测单元的wifi模块连接。

优选的，本装置还包括系统参数设置单元，所述系统参数设置单元与监测单元连接。

优选的，所述监测单元还包括红外接收模块，所述红外接收模块与单片机模块的输入、输出均连接。

优选的，所述控制单元还包括液晶显示屏，所述液晶显示屏通过串口与主控芯片的输入、输出均连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.本实用新型在不需要改变传统开关的操作习惯前提下，对监控范围进行分区管理，采用图像识别技术判别监控范围内是否有人以及人在哪个监控区域内，控制无人区域照明回路自动断开，减少电能的浪费，实现了照明系统的智能精准节能控制；借助物联网技术，实现照明系统的远程监控，方便管理人员对建筑照明系统的智能控制。

2.本装置安装方便，监测单元设备独立放置，控制单元设备与传统开关的连接，充分考虑传统开关的特点，接线简单，改造容易，且不改变传统开关的操作功能。

3.本装置一个监测单元可以连接多个控制单元，能有效解决建筑照明系统中控制回路分布于多处的问题；一个控制单元最多可以控制8路开关动作，解决照明系统中控制回路数量多的问题；监测单元与控制单元利用蓝牙BLE技术进行组网，组网快捷方便。

4.本装置可通过手机或PC实现对照明系统的远程控制，实现真正的物联网，方便用户对照明系统的实时监控。

附图说明

图1为本实用新型一种照明系统智能控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种照明系统智能控制装置的安装示意图；

图3为本实用新型一种照明系统智能控制装置与手按开关的连接方式示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的和优点更清楚明了，下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型公开了一种照明系统智能控制装置，其包括监测单元、多个控制单元、远程监控单元和系统参数设置单元。所述监测单元分别与控制单元、远程监控单元和系统参数设置单元连接。监测单元一方面能够与远程监控单元(手机或PC)建立wifi直连，接收手机或PC传输的数据，把路由参数及匹配关系的系统设置参数存入EEPROM；另一方面也能够对摄像头的图像信号进行人体识别处理，确定监控范围内是否有人或人处于哪个照明区域，通过蓝牙无线通信技术将识别结果发送给各个控制单元，同时把监控的图像信号上传至远程监控单元的服务器。控制单元连接照明系统的回路开关，利用蓝牙模块接收监测单元发送过来的数据，通过逻辑判断处理，确定无人的照明区域，产生相应的驱动继电器断开指令，从而使对应的照明回路断开，达到智能控制的目的。远程监控单元主要包括服务器及客户端，服务器提供数据存储作用，存储监测单元发送的图像数据及客户端发送的控制指令数据；客户端与云服务器进行数据交互，从服务器下载图像数据，并发送控制指令至服务器，实现照明系统的远程监控。系统参数设置单元利用手机或PC上在本地与检测单元进行wifi直连，设置监测单元的wifi路由参数，并获取摄像头的图像信号，根据照明回路的控制范围对图像划分区域，建立起照明区域与照明控制回路的匹配关系，并把相关数据发送给监测单元。

所述监测单元包括电源电路、单片机模块、摄像头模块、wifi模块、EEPROM存储器、红外接收模块和蓝牙模块，所述摄像头模块、wifi模块、EEPROM存储器、红外接收模块和蓝牙模块分别与单片机的输入、输出均连接。本装置的电源是由直流5V/2A的电源适配器提供，经电源电路处理得到3.3V直流电压，供监测单元各模块使用。摄像头模块定时进行图像信号采集，传送给单片机模块。单片机模块能够通过wifi联网进行系统设置参数的存储及把数据上传服务器，也能够接收摄像头模块传输过来的图像信号，单片机经过图像处理，从图像中识别出监控范围内是否有人或者人处于哪个照明区域，并把识别结果传输给控制单元。蓝牙模块与单片机模块采用串口连接，能够跟各控制单元进行数据交互，监控单元通过蓝牙技术把图像识别的判决结果发送到控制单元。红外接收模块能够接收红外发射器的信号，用于监测单元设备的开关控制及运行模式的选择。Wifi模块有双重作用，一个是监测单元运行在设置模式下时，监测单元与手机或PC进行数据传输；另一个是监测单元运行在工作模式下时，可以实时把监控区域的图像发送至服务器，供手机或者PC终端查看。EEPROM用于存储wifi路由网络参数及照明区域划分参数，这些参数可通过手机或PC在设置模式下进行修改。

监测单元的主要工作过程为：首先单片机模块读取摄像头图像数据，把照片存储在EEPROM中，与上一幅图像进行图像特征比对，如有变化就对图像进行处理，识别出照片中是否有人，如有人则匹配区域参数值，确定人所处的照明区域，并标记本次识别结果，有人区域为“1”，无人区域为“0”，然后把识别的结果通过蓝牙以广播的形式发送到各控制单元。之后连接服务器进行数据交互，上传图像至服务器，并从服务器中读取远程控制指令，执行控制命令。每帧图像处理的时间间隔设定为30秒钟。

所述控制单元包括主控芯片、8个继电器电路、蓝牙模块、电源电路、接线端子、手按开关通断检测电路和液晶显示屏，其中继电器电路主要由驱动电路和继电器组成。继电器电路、蓝牙模块、手按开关通断检测电路和液晶显示屏与主控芯片输入、输出均连接。继电器电路和手按开关通断检测电路输入、输出还与接线端子连接，接线端子与照明系统的手按开关连接。控制单元的蓝牙模块与监测单元的蓝牙模块连接。主控芯片能够完成与监测单元的通信，通过控制驱动电路使固态继电器触点间产生通断动作。控制单元的下端设置有8个回路外部接线端子及交流220V电源接入端子。蓝牙模块用于与监测单元进行数据交互，获取监测单元图像识别的结果，采用串口与主控芯片进行通信。电源电路外接交流220V的电压，通过电压处理模块，得到直流5V电压，供各电路使用。手按开关通断检测电路能够对照明系统各回路中的手动开关通断状态进行检测。主控芯片对手按开关通断状态进行巡检，在液晶屏上显示8个手按开关的通断情况。

控制单元的主要工作过程为：控制单元的蓝牙模块应答监测单元的连接请求，蓝牙连接成功后进入循环工作状态。主控芯片巡查8个回路手按开关的通断状态，接通状态标记为“1”，断开状态标记为“0”。本轮巡检结果与上一轮巡检结果相比较，如果开关的通断状态是由“0”变“1”，表示手按开关有接通的操作，则主控芯片输出低电平驱动固态继电器由断开状态变为接通状态，照明灯亮；如果开关的通断状态是由“1”变“0”，表示手按开关有断开的操作，则主控芯片输出高电平驱动固态继电器由接通状态变为断开状态，照明灯灭。然后进入等待串口中断状态，等待监测单元发送数据。串口中断发生后，接收监测单元对各照明区域有无人的识别结果数据。然后进入逻辑判断阶段，如果照明区域之前6次的识别结果均为“0”(即3分钟内此照明区域无人)，则主控芯片输出高电平驱动固态继电器使开关状态为“1”的回路断开，否则不动作。

所述远程监控单元包括服务器和及与服务器连接的客户端，其中服务器与监测单元的wifi模块。服务器端为阿里云服务器，监测单元与阿里云服务器实现数据交换。客户端主要是手机或PC，用户可以通过客户端请求访问服务器。通过服务器进行数据交互，最终实现对设备信息的远程控制以及查看信息功能，从而实现真正的物联网。

如图2所示，为本产品的安装示意图，在监控区域内，安装1个监测单元设备，在现有手按开关的位置安装多个控制单元设备，每个控制单元最多可以控制8个回路。图3为本产品与手按开关的连接方式示意图，是在原有手按开关的基础上，每个回路只需要增加一根短导线，安装非常方便。

本装置能有效地避免当无人在工作或活动场所内而照明灯具还在工作的情况，延长灯管寿命，亦可避免因停电，来电后无人关断关灯的情况。能减少电能的浪费，节省电费支出，对节能减排工程有重要的意义。同时，可实现照明系统的远程监控，极大方便了用户的使用。

上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种照明系统智能控制装置，其特征在于：包括监测单元、多个控制单元和远程监控单元，

监测单元包括单片机模块、摄像头模块、wifi模块、存储器和蓝牙模块，所述摄像头模块、wifi模块、存储器和蓝牙模块与单片机的输入、输出均连接；

控制单元包括主控芯片、多个继电器电路、蓝牙模块、电源电路、接线端子和手按开关通断检测电路，所述继电器电路、蓝牙模块和手按开关通断检测电路与主控芯片输入、输出均连接，继电器电路和手按开关通断检测电路的输入、输出还与接线端子连接，接线端子与照明系统的手按开关连接，控制单元的蓝牙模块与监测单元的蓝牙模块连接；

远程监控单元包括服务器及与服务器连接的客户端，其中服务器与监测单元的wifi模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种照明系统智能控制装置，其特征在于：还包括系统参数设置单元，所述系统参数设置单元与监测单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种照明系统智能控制装置，其特征在于：所述监测单元还包括红外接收模块，所述红外接收模块与单片机模块的输入、输出均连接。

4.根据权利要求2所述的一种照明系统智能控制装置，其特征在于：所述控制单元还包括液晶显示屏，所述液晶显示屏通过串口与主控芯片的输入、输出均连接。

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