基于分布式控制的楼宇智能照明系统的制作方法

本发明属于智能楼宇技术领域，涉及一种楼宇智能照明系统，具体是一种基于分布式控制的楼宇智能照明系统。

背景技术：

随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对建筑的照明系统提出了新的要求，比如控制智能化、节能化，楼宇智能照明系统应运而生。同时，新型照明技术(比如led和ccfl灯)的日趋成熟，也推进了楼宇智能照明的发展。

和家居智能照明系统相比，楼宇智能照明系统无论在控制理念上，还是在控制灯光的数量上和用户体验的要求上，都有很大区别。它更多地关注于对整个楼宇数量巨大的灯光的智能控制，尤其是对公共场所(如大厅、走廊和楼梯等位置)灯光的自动控制，以减轻手动控制的人力负担，并达到高效、节能、环保的目的。然而，虽然新技术在不断的被发明，人们对照明质量的要求也不断提高，但是目前的照明系统还只能按照旧有的、基于“普通”照明的标准进行设计，同时，鉴于传感器技术和灯光技术的限制，以及视觉舒适性研究的理论局限，现有的智能照明系统大多只具有灯光亮度调节和情景模式切换功能，不能充分满足人们对照明环境健康、节能的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于分布式控制的楼宇智能照明系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于分布式控制的楼宇智能照明系统，包括通过zigbee网络相互连接的中央控制单元以及若干个分布控制节点，所述中央控制单元通过无线网络连接人工监管终端；

所述分布控制节点包括数据采集设备、节点zigbee设备以及执行设备，所述数据采集设备和执行设备均通过串口连接节点zigbee设备；

所述数据采集设备用于采集区域内光照数据和有无人信息；

所述执行设备用于执行照明灯启闭以及亮度调节；

所述节点zigbee设备，提供了数据传输的通道，连接中央控制单元，同时，作为分布式处理节点，采集和处理照度传感器、微波红外双鉴探测器、压力传感器以及转动传感器的数据，发出控制指令到执行设备，对测量区域内的照明进行控制；

所述中央控制单元包括中央zigbee设备、核心处理器以及wifi模块；

所述中央zigbee设备，提供了数据传输的通道，连接多个分布控制节点，获取各分布控制节点上传的数据，输出到核心处理器；

所述核心处理器，用于完成人工监管终端数据和分布式控制节点数据之间的交互，存储系统数据，并对整个系统进行管控；

所述wifi模块，提供wifi接口，连接人工监管终端，进行数据交互；

所述人工监管终端，为用户提供可操作的界面，对系统进行手动控制。

进一步地，所述数据采集设备包括照度传感器、微波红外双鉴探测器、压力传感器以及转动传感器；

所述照度传感器，安装在室内和室外区域，分别采集测量区域室内和室外的光照强度数据，输出到节点zigbee设备；

所述微波红外双鉴探测器，用于检测测量区域范围内是否有人，输出到节点zigbee设备；

所述压力传感器，安装在测量区域入口处，检测测量区域入口处是否有人通过，输出到zigbee设备；

所述转动传感器，安装在测量区域入口处的门轴上，检测测量区域入口处门的开合信息，输出到zigbee设备。

进一步地，所述执行设备包括电动窗帘、串口继电器、多颜色可调光源以及可调光镇流器；

所述电动窗帘，根据节点zigbee设备指令打开或关闭，调节室内采光；

所述串口继电器，根据节点zigbee设备指令控制通断，控制照明灯打开或关闭；

所述多颜色可调光源，根据节点zigbee设备指令进行调节，控制照明灯光源的颜色；

所述可调光镇流器，根据节点zigbee设备指令进行调节，控制照明灯的光照强度。

本发明的有益效果：本发明提供的楼宇智能照明系统，采用分布式的控制方法，每个分布控制节点利用自己的数据处理能力，负责自己区域内的照明控制，而不将数据统一上传到核心处理器上进行控制，核心处理器具有情景模式切换、灯光统一控制和存储系统状态数据等功能，相比于集中控制的方法，本发明对数据传输和控制器的压力更小，同时避免了控制的时延误差；通过设置电动窗帘，提高了自然光源的利用率，有利于照明健康和节能；通过采用微波红外双鉴探测器和压力传感器、转动传感器相结合进行信息采集，提高了测量的精度和准确性。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种基于分布式控制的楼宇智能照明系统，包括通过zigbee网络相互连接的中央控制单元以及若干个分布控制节点，中央控制单元通过无线网络连接人工监管终端，其中，分布控制节点分别安装在楼宇大厅、走廊、卫生间以及楼梯四个部分，依据各部分不同的照明需求，对楼宇照明进行智能控制。

分布控制节点包括数据采集设备、节点zigbee设备以及执行设备，其中，数据采集设备用于采集区域内光照数据和有无人信息，执行设备用于执行照明灯启闭以及亮度调节，数据采集设备和执行设备均通过串口连接节点zigbee设备。

数据采集设备包括照度传感器、微波红外双鉴探测器、压力传感器以及转动传感器。

照度传感器，安装在室内和室外区域，分别采集测量区域室内和室外的光照强度数据，输出到节点zigbee设备。

微波红外双鉴探测器，用于检测测量区域范围内是否有人，输出到节点zigbee设备。

压力传感器，安装在测量区域入口处，检测测量区域入口处是否有人通过，输出到zigbee设备。

转动传感器，安装在测量区域入口处的门轴上，检测测量区域入口处门的开合信息，输出到zigbee设备。

其中，通过将微波红外双鉴探测器、压力传感器和转动传感器复合使用，协同获取测量范围内是否有人进入，提高了测量的精度和准确性。

节点zigbee设备，提供了数据传输的通道，连接中央控制单元，同时，作为分布式处理节点，采集和处理照度传感器、微波红外双鉴探测器、压力传感器以及转动传感器的数据，发出控制指令到执行设备，对测量区域内的照明进行控制。

zigbee网络最多可以容纳65535个节点设备，具有低功耗和低数据传输速率的特点，采用zigbee技术组建楼宇智能照明系统网络，满足了楼宇智能照明系统对网络的需求节点众多、低功耗、低传输速率的要求，另外，zigbee网络的每个节点还具有一定的数据处理能力，满足楼宇智能照明系统对分布式处理节点的要求。

执行设备包括电动窗帘以及安装在照明灯内的串口继电器、多颜色可调光源、可调光镇流器。

电动窗帘，根据节点zigbee设备指令打开或关闭，调节室内采光，在尽可能使用自然光的情况下，保持室内照明环境在一个稳定的范围内，提高自然光源的利用率，有利于照明健康和节能。

串口继电器，根据节点zigbee设备指令控制通断，控制照明灯打开或关闭。

多颜色可调光源，根据节点zigbee设备指令进行调节，控制照明灯光源的颜色，在寒冷的季节提供暖色调的灯光，在炎热的季节提供冷色调的灯光，提高用户的体验。

可调光镇流器，根据节点zigbee设备指令进行调节，控制照明灯的光照强度。

中央控制单元包括中央zigbee设备、核心处理器以及wifi模块。

中央zigbee设备，提供了数据传输的通道，连接多个分布控制节点，获取各分布控制节点上传的数据，输出到核心处理器。

核心处理器，采用arm处理器，用于完成人工监管终端数据和分布式控制节点数据之间的交互，存储系统数据，包括楼宇的控制信息、用户信息和网络信息等，并对整个系统进行管控；通过采用嵌入式的arm处理器作为处理核心，符合楼宇智能照明系统对处理核心功能的专用性、成本性和体积性的要求，同时，arm处理器结合linux系统的开发作为嵌入式系统开发的主流，技术成熟稳定，是实现楼宇智能照明系统核心处理器功能的最佳选择。

wifi模块，提供wifi接口，连接人工监管终端，进行数据交互。

人工监管终端，采用pc端或各种手持设备，包括智能手机、平板电脑等，为用户提供可操作的界面，对系统进行手动控制。

本发明的工作流程：照度传感器分别采集测量区域室内和室外的光照强度数据，当室外光照强度高，室内光照强度低时，节点zigbee设备控制电动窗帘打开，调节室内采光；当室外光照强度低于阀值时，微波红外双鉴探测器、压力传感器和转动传感器复合使用，获取测量范围内是否有人进入，当有人进入时，节点zigbee设备控制照明灯打开，并根据室内光照强度调节照明灯的光照强度，并可调节光源颜色；用户通过人工监管终端可对照明系统进行手动控制。

本发明提供的楼宇智能照明系统，采用分布式的控制方法，每个分布控制节点利用自己的数据处理能力，负责自己区域内的照明控制，而不将数据统一上传到核心处理器上进行控制，核心处理器具有情景模式切换、灯光统一控制和存储系统状态数据等功能，相比于集中控制的方法，本发明对数据传输和控制器的压力更小，同时避免了控制的时延误差；通过设置电动窗帘，提高了自然光源的利用率，有利于照明健康和节能；通过采用微波红外双鉴探测器和压力传感器、转动传感器相结合进行信息采集，提高了测量的精度和准确性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。