一種教室照明的智能管理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明管理系統(tǒng)，具體涉及一種基于教室照明的智能管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的不斷進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全球大多數(shù)國家都充分意識到環(huán)境對人類社會發(fā)展的重要性。我國人口眾多、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展底子較薄落，節(jié)約能源、保護(hù)生存環(huán)境是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。而此項(xiàng)基于教室等類似環(huán)境照明的智能管理系統(tǒng)，正是認(rèn)真踐行節(jié)能的理念，為在全社會形成節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的良好風(fēng)尚負(fù)起一份責(zé)任。
[0003]目前學(xué)校教室基本上都是采用全局照明方式，日光燈普遍采用手動的開關(guān)，其照明系統(tǒng)的使用浪費(fèi)現(xiàn)象屢見不鮮。在晚自習(xí)或是在陰暗的天氣情況下，由于缺乏科學(xué)管理和管理人員的責(zé)任心不強(qiáng)，有時教室只有寥寥幾個人或者自習(xí)完后沒人關(guān)燈，整個教室的燈全部一直亮著，即使采用節(jié)能燈也是嚴(yán)重浪費(fèi)電能的，而且對設(shè)備的損傷很大，同時也給學(xué)校帶來較重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?；趩纹瑱C(jī)的照明系統(tǒng)節(jié)能控制的設(shè)計，已經(jīng)是越來越多?，F(xiàn)在市面上的燈控開關(guān)，普遍是直接采用熱釋電傳感器，然而熱釋電傳感器最大的感應(yīng)范圍只有110°左右。而對于教室這種學(xué)生位置相對密集的地方，如果只能感應(yīng)110°，坐在角落的學(xué)生就不能被感應(yīng)到了，這樣就會很容易造成燈控的誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于教室照明的智能管理系統(tǒng)及方法，在照明區(qū)域安裝相應(yīng)數(shù)量的照明燈，以及用于偵測人員數(shù)量和環(huán)境情況的傳感器。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種教室照明的智能管理系統(tǒng)，其特征在于:包括光照檢測電路、紅外模塊、單片機(jī)控制模塊、供電電路以及照明控制模塊；所述光照檢測電路用于檢測外界光照強(qiáng)弱，預(yù)先設(shè)定一閾值，當(dāng)光照強(qiáng)度低于該閾值時單片機(jī)控制紅外模塊工作；有人進(jìn)入教室或教室區(qū)域內(nèi)有人來往走動，紅外模塊將感應(yīng)得到的信號傳送至單片機(jī)控制模塊；所述單片機(jī)控制模塊對接收到的信號進(jìn)行判斷后通過照明控制模塊控制相應(yīng)區(qū)域照明燈的亮滅；當(dāng)教室已有人且燈亮后，光照檢測電路停止工作，直到教室無人后才重新開啟；供電電路向單片機(jī)控制模塊供電。
[0006]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光照檢測電路包括一可調(diào)電阻及一光敏電阻；所述光敏電阻一端接單片機(jī)控制模塊的一輸出；所述光敏電阻另一端接地；所述可調(diào)電阻的一端接所述光敏電阻一端；所述可調(diào)電阻的另一端接供電電路；所述可調(diào)電阻可調(diào)端接可調(diào)電阻的另一端。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述紅外模塊包括第一至第十二紅外對管；將教室分成四個等同大小且兩兩相鄰的區(qū)域，區(qū)域一包括前門，區(qū)域二包括后門；第一紅外對管和第二紅外對管安裝該教室前門；第十一紅外對管和第十二紅外對管安裝于該教室后門；第三紅外對管和第四紅外對管安裝在區(qū)域一和區(qū)域三交界處，用于判斷區(qū)域一和區(qū)域三的人數(shù)變動；第五紅外對管和第六紅外對管安裝在區(qū)域一和區(qū)域二交界處，用于判斷區(qū)域一和區(qū)域二的人數(shù)變動；第七紅外對管和第八紅外對管安裝在區(qū)域三和區(qū)域四交界處，用于判斷區(qū)域三和區(qū)域四的人數(shù)變動；第九紅外對管和第十紅外對管安裝在區(qū)域二和區(qū)域四交界處，用于判斷區(qū)域二和區(qū)域四的人數(shù)變動；當(dāng)某區(qū)域人數(shù)有人進(jìn)入后，該區(qū)域的的燈被點(diǎn)亮，當(dāng)該區(qū)域人數(shù)達(dá)到上限人數(shù)時，再有人進(jìn)入其他區(qū)域，其他區(qū)域的燈才能點(diǎn)亮。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述照明控制模塊包括信號放大電路、第一至第四繼電器及分別與第一至第四繼電器并聯(lián)的第一至第四燈控開關(guān)；所述信號放大電路的輸入接所述單片機(jī)控制模塊的輸出；所述第一至第四繼電器分別接所述信號放大電路的第一至第四輸出；所述第一至第四繼電器分別對應(yīng)控制區(qū)域一至四的照明燈。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括一與單片機(jī)控制模塊連接上限人數(shù)調(diào)節(jié)電路；所述上限人數(shù)調(diào)節(jié)電路包括第一按鍵、第二按鍵及顯示模塊；第一按鍵、第二按鍵一端分別與單片機(jī)控制模塊的輸入連接；第一按鍵、第二按鍵另一端接地；第一按鍵、第二按鍵一端分別通過一上拉電阻接供電電路；所述顯示模塊與單片機(jī)模塊的輸出連接；通過調(diào)整第一按鍵、第二按鍵調(diào)節(jié)上限人數(shù)，并通過顯示模塊進(jìn)行顯示調(diào)節(jié)過程。
[0010]本發(fā)明還提供一種基于上述的教室照明的智能管理系統(tǒng)的方法，其特征在于:包括以下步驟:步驟S1:預(yù)先設(shè)定一閾值，當(dāng)所述光照檢測電路檢測到的外界光照強(qiáng)度低于該閾值時單片機(jī)控制紅外模塊工作；
步驟S2:當(dāng)?shù)谝患t外對管和第二紅外對管或第十一紅外對管和第十二紅外對管檢測到當(dāng)?shù)谝粋€人進(jìn)入教室時，區(qū)域一或區(qū)域二燈亮，并且延時I分鐘查看該人最后進(jìn)入哪個區(qū)域，若離開，區(qū)域一或區(qū)域二燈滅；若其他區(qū)域未有檢測到該人進(jìn)入的信號，則區(qū)域一或區(qū)域二燈保持為亮；步驟S3:當(dāng)某個區(qū)域有人進(jìn)入時，系統(tǒng)判斷是否為進(jìn)入第一人，若是則該區(qū)域人數(shù)加一并開燈；若不是第一人，則要判斷該區(qū)域人數(shù)是否達(dá)到上限人數(shù)，若達(dá)到上限人數(shù)，則當(dāng)再有人進(jìn)入其他區(qū)域，其他區(qū)域的燈點(diǎn)亮，否則其他區(qū)域的燈不能點(diǎn)亮；當(dāng)有人離開時，則對應(yīng)區(qū)域的人數(shù)減一，若該區(qū)域人數(shù)減到零，則關(guān)燈；
步驟S4:當(dāng)教室全部到燈滅時返回步驟SI。
[0011]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述閾值通過調(diào)整可調(diào)變電阻的阻值來改變光敏電阻和可調(diào)電阻之間的比值，從而實(shí)現(xiàn)對外界光照強(qiáng)度的感應(yīng)度。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)某個區(qū)域的燈因突發(fā)情況需要亮?xí)r，通過人為控制第一至第四燈控開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
[0013]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述上限人數(shù)根據(jù)該區(qū)域的容量進(jìn)行調(diào)整；上限人數(shù)的調(diào)整包括以下步驟:長按第一按鍵，顯示模塊顯示當(dāng)前區(qū)域，顯示數(shù)字為亮滅閃爍狀態(tài)，進(jìn)入選擇區(qū)域的狀態(tài)；短按第一按鍵進(jìn)行區(qū)域數(shù)加或短按第二按鍵進(jìn)行區(qū)域數(shù)減從而來選擇所要調(diào)整的區(qū)域；長按第二按鍵，顯示模塊顯示當(dāng)前區(qū)域原先設(shè)置的上限人數(shù)，顯示數(shù)字為長亮狀態(tài)，此時進(jìn)入調(diào)整對應(yīng)區(qū)域的上限人數(shù)；短按第一按鍵進(jìn)行上限人數(shù)加或短按第二按鍵上限人數(shù)減從而改變對應(yīng)區(qū)域的上限人數(shù)；當(dāng)兩個按鍵同時閉合時，可以打開或關(guān)閉數(shù)碼管的顯示。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的照明系統(tǒng)不能根據(jù)光照強(qiáng)度及時調(diào)整開關(guān)燈具的時間；不能根據(jù)照明區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量增減或移動及時調(diào)整相應(yīng)區(qū)間燈具的開閉等問題。充分利用技術(shù)優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理的理念，實(shí)現(xiàn)了教室照明的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【附圖說明】
[0014]圖1為照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0015]圖2為光照檢測電路及上限人數(shù)調(diào)整的電路原理圖。
[0016]圖3為紅外模塊發(fā)射接收電路的電路原理圖。
[0017]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的紅外對管安裝示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例照明控制模塊原理圖。
[0019]圖6為某區(qū)域人數(shù)加一子程序流程圖。
[0020]圖7為某區(qū)域人數(shù)減一子程序流程圖。
[0021]圖8為判斷某區(qū)域人數(shù)是否超過上限人數(shù)的流程圖。
[0022]圖9為本發(fā)明的主要流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]本發(fā)明提供一種教室照明的智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光照檢測電路、紅外模塊、單片機(jī)控制模塊、供電電路以及照明控制模塊；所述光照檢測電路用于檢測外界光照強(qiáng)弱，預(yù)先設(shè)定一閾值，當(dāng)光照強(qiáng)度低于該閾值時單片機(jī)控制紅外模塊工作；有人進(jìn)入教室或教室區(qū)域內(nèi)有人來往走動，紅外模塊將感應(yīng)得到的信號傳送至單片機(jī)控制模塊；所述單片機(jī)控制模塊對接收到的信號進(jìn)行判斷后通過照明控制模塊控制相應(yīng)區(qū)域照明燈的亮滅；當(dāng)教室已有人且燈亮后，光照檢測電路停止工作，直到教室無人后才重新開啟；供電電路向單片機(jī)控制模塊供電。電路原理圖參見圖1。
[0025]光照檢測電路的電路原理圖參見圖2。所述光照檢測電路包括一可調(diào)電阻Rk及一光敏電阻RS ;光敏電阻RS —端接單片機(jī)控制模塊的PO ;光敏電阻RS另一端接地；可調(diào)電阻Rk的一端接所述光敏電阻RS—端；可調(diào)電阻Rk的另一端接供電電路；可調(diào)電阻Rk可調(diào)端接可調(diào)電阻的另一端。當(dāng)對外界光照沒有要求時，可以直接將可調(diào)變阻器Rk短路；當(dāng)要求一定的光照強(qiáng)度時，可通過調(diào)整可調(diào)電阻Rk的阻值來改變光敏電阻RS和可調(diào)變阻器Rk之間的比值，從而實(shí)現(xiàn)對外界光照強(qiáng)度的感應(yīng)度。
[0026]所述紅外模塊包括第一至第十二紅外對管；將教室分成四個等同大小且兩兩相鄰的區(qū)域，區(qū)域一包括前門，區(qū)域二包括后門；第一紅外對管和第二紅外對管安裝該教室前門；第十一紅外對管和第十二紅外對管安裝于該教室后門；第三紅外對管和第四紅外對管安裝在區(qū)域一和區(qū)域三交界處，用于判斷區(qū)域一和區(qū)域三的人數(shù)變動；第五紅外對管和第六紅外對管安裝在區(qū)域一和區(qū)域二交界處，用于判斷區(qū)域一和區(qū)域二的人數(shù)變動；第七紅外對管和第八紅外對管安裝在區(qū)域三和區(qū)域四交界處，用于判斷區(qū)域三和區(qū)域四的人數(shù)變動；第九紅外對管和第十紅外對管安裝在區(qū)域二和區(qū)域四交界處，用于判斷區(qū)域二和區(qū)域四的人數(shù)變動。紅外模塊的紅外發(fā)射電路原理圖參見圖3。安裝示意圖參見圖4。根據(jù)每對紅外收發(fā)對管之間感應(yīng)的時間差來判斷人是進(jìn)入該區(qū)域還是離開該區(qū)域。例如前門的那對紅外收發(fā)對管，當(dāng)外面的紅外收發(fā)對管I先檢測到信號，里面的紅外收發(fā)對管2后檢測到信號，則可以判斷人是進(jìn)入?yún)^(qū)域一；反之，當(dāng)紅外收發(fā)對管2先檢測到信號，紅外收發(fā)對管I后檢測到信號，則可以判斷人是離開區(qū)域一。利用光照檢查電路判斷外界環(huán)境光照強(qiáng)度(教室外的光線)，當(dāng)外界環(huán)境光照弱時，由單片機(jī)程序控制是否實(shí)現(xiàn)照明；當(dāng)外界光照強(qiáng)時，則單片機(jī)不工作。
[0027]當(dāng)?shù)谝粋€人進(jìn)人教室時，首先區(qū)域一或區(qū)域二燈亮，并且延時I分鐘查看該人最后進(jìn)人哪個區(qū)域，若離開，區(qū)域一或區(qū)域二燈滅；若其他區(qū)域未有檢測到該人進(jìn)人的信號，則區(qū)域一或區(qū)域二燈保持為亮。當(dāng)某個區(qū)域有人進(jìn)入時，系統(tǒng)判斷是否為進(jìn)人第一人，若是則該區(qū)域人數(shù)加一并開燈；若不是第一人，則要判斷該區(qū)域人數(shù)是否達(dá)到上限人數(shù)，若達(dá)至IJ，則當(dāng)再有人進(jìn)入其他區(qū)域時，其他區(qū)域的燈可以點(diǎn)亮，否則不能；當(dāng)