一种智能节能走廊灯控制系统的制作方法

文档序号:12479958阅读:716来源:国知局

本发明涉及一种控制系统,具体涉及一种智能节能走廊灯控制系统。



背景技术:

走廊灯用于在公共区域照明,由于管理难度大,经常几十层大楼的走廊照明在整个夜晚都照亮,这样就造成了电能的浪费。传统的走廊灯基于简单的光控和声控,打开灯需要光线暗和声音发出。存在问题:需要人发出较大声音才能触发电路通导;一段时间后就会关闭,可能此时人还未离开,需要人再次唤醒,也可能人早已离开,但灯并未关闭,浪费能源。这种声控开关的电路非常灵敏,周围稍有声响就会动作,比如关门的声音、楼下汽车鸣笛声等,都会让声控照明灯亮起来,不能节电。

有一些走廊里面让灯总是点亮,但是将亮度调低,当有人走到某盏灯下方时,传感器检测到,然后把灯设置为亮度较高。但是这种情况下,没人的时候灯一直处于低亮,既无任何作用,又浪费资源;当有人时,只有人头顶上的一盏灯高亮,又不符合实际情况,因为根据常识,人走路时是注意到的是前方的距离,此时头顶上的灯高亮并无实际作用。

有的走廊灯检测走廊中的光线强度和走廊中人数来进行测定,然后根据这两个数据控制走廊中灯点亮的数目,来达到给走廊提供合适的光照。但是这种装置并不能及时地在住户的家门或电梯门打开时打开灯,需要住户的家门或电梯门打开后甚至是人走出来后才能检测到人,并且这种装置在人多的时候亮度就强,人少时亮度就弱,不符合实际。

有的走廊灯在电梯控制系统和走廊灯控制系统中各加入一个通讯模块来进行发送,电梯控制器向通讯模块发送下一个抵达楼层的信号,通讯模块接收上述信号后向即将抵达楼层的信号接收模块发送该信号,楼层信号接收模块接收上述信号后,传送信号至开启模块,将此层的走廊灯开启。但是这种系统的通信模块容易被不法分子攻击,并且只能解决住户从电梯走到家门的照明,并不能解决住户从家门到电梯的照明,节能效果不太好。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是现有的走廊灯节能效果不好,不能在实际中解决住户在走廊中的照明情况,目的在于提供一种智能节能走廊灯控制系统,在满足走廊照明的情况下最大限度的节能。

本发明通过下述技术方案实现:

一种智能节能走廊灯控制系统,包括信息采集模块、微处理器、控制模块,所述信息采集模块包括光敏二极管、热释电传感器、反射红外光电传感器,所述热释电传感器、反射红外光电传感器均与一个滤波器连接,滤波器连接一个放大器,所述放大器、光敏二极管均与微处理器连接,所述微处理器连接一个无线传输器,所述控制模块包括一个控制器,所述控制器分别与无线接收器、开关控制器、亮度调节器连接。

一种智能节能走廊灯控制系统,所述无线传输器和无线接收器通过NRF24L01进行信号传输。

一种智能节能走廊灯控制系统,9个热释电传感器组成一个采集点,并且所述9个热释电传感器在同一水平直线上。

一种智能节能走廊灯控制系统,所述控制器采用LED恒流控制芯片。

一种智能节能走廊灯控制系统,所述微处理器为单片机。

其中,反射式红外光电传感器是把红外线发射器和接收器装入同一个装置内,在其前方装一块反光板,利用反射原理完成光电控制作用的光电传感器。可以用来检测地面明暗和颜色的变化,也可以探测有无接近的物体。

热释电红外传感器在结构上引入场效应管,其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片,并在它的两面镀上金属电极,然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元。利用菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理,在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”,以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时,人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”,这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,从而强其能量幅度。

人体辐射的红外线中心波长为9~10um,而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为7~10um,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收,这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。

NRF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片。

LED要求采用串联供电,而且是恒流的,流经管子的电流为定值,以保持稳定的光输出,作为LED的驱动芯片,要求其输出具有恒流特性。

通过LED恒流控制芯片来控制走廊灯。这样每个灯只用接两根电源线到电源板,进而减少了布线量和外界对信号的干扰。同样每个传感器组也用NRF24L01,也采用一对多通信,将传感器的信号处理后传给微处理器,这样就只有两根线了。

光敏二极管,实际上就是一个光敏电阻,它对光的变化非常敏感。光敏二极管的管芯是一个具有光敏特征的PN结,具有单向导电性,因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。

传感器节点是采用自组织方式进行组网以及利用无线通信技术进行数据转发的,节点都具有数据采集与数据融合转发双重功能。节点对本身采集到的信息和其它节点转发给它的信息进行初步的数据处理和信息融合之后以相邻节点接力传送的方式传送到基站,然后通过基站以互联网、卫星等方式传送给最终用户。

系统通过安装在门框上的反射型红外光电传感器可以检测到住户放入房门和电梯门的开和关的状态。通过光敏二极管检测光线强度,并利用传感器的冗余以及放大滤波等处理,滤除干扰,从而判断外界光线,在白天时,不用开灯;在夜间时,需要开灯。

夜晚,当住户从房门出来时,当门推开,门框上的反射型红外光电传感器检测到信号,并将信号传递给微处理器上的单片机,单片机接收到信号后,经过处理,将此层楼的走廊灯点亮。并控制对应走廊灯高亮,其余的低亮。在此之前,走廊灯是全部关闭的,这样就使住户一打开门就能看得清楚楼道,且亮灯方案更为科学。

进一步的,节点均悬挂在走廊顶上,一个传感器节点包括9个热释电红外传感器,等分为3组(假设3组足够覆盖一层楼的走廊),三组按次序分布在走廊中,每组中的三个传感器并排安装在同一水平直线上,当这样一个传感器节点悬挂于走廊顶时,因为走廊高远大于三个并排摆放的相互距离,他们的感知是相互重叠的。每个传感器节点上有三个热释电红外传感器、一个单片机、一个NRF24L01无线模块以及其周边电路,单片机将信号处理后通过无线传输器,将数据传给与控制器连接的无线接收器。经控制器上的单片机将各节点的数据经过使用适当的算法处理后就可得知人体的位置。进而发送信号给开关控制器与亮度调节器,使人体前方5~10米的走廊灯高亮,其余的走廊灯低亮。并且通过单片机和传感器实时刷新数据,以确定人体的位置,来刷新单片机控制走廊灯的信号。

系统通过反射型红外光电传感器可以检测到住户的房门和电梯门开、关的状态。通过两个光敏二极管检测光线强度,并通过利用传感器的冗余以及放大滤波等处理,避免出现小虫子或者其他东西出现在传感器前造成误判断。白天总是关灯,晚上的时候一般关灯,当有住户的开门或者电梯门打开时,住户家门上的反射型红外光电传感器检测到信号,表示有人从房门或者电梯门出来。此时靠近电梯口或者住户门的几个走廊灯高亮,走廊的其他灯低亮。当有人走在走廊上时,根据生活常识,人走路的时候看的是自己前方5~10米处的路,并不是自己身处的地方的路,所以从人到人的前方5~10米处的灯高亮,其他低亮。当人离开走廊后关闭全部灯,以达到节能的作用。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、本发明一种智能节能走廊灯控制系统,采用无线传输信号,减少布线。

2、本发明一种智能节能走廊灯控制系统,根据实验数据得出,本发明节能效果好。

3、本发明一种智能节能走廊灯控制系统,传感器的信号采集使住户一出门就能有照明的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示,本发明一种智能节能走廊灯控制系统,包括信息采集模块、微处理器、控制模块,所述信息采集模块包括光敏二极管、热释电传感器、反射红外光电传感器,所述热释电传感器、反射红外光电传感器均与一个滤波器连接,滤波器连接一个放大器,所述放大器、光敏二极管均与微处理器连接,所述微处理器连接一个无线传输器,所述控制模块包括一个控制器,所述控制器分别与无线接收器、开关控制器、亮度调节器连接。

所述的一种智能节能走廊灯控制系统,无线传输器和无线接收器通过NRF24L01进行信号传输。

所述的一种智能节能走廊灯控制系统,9个热释电传感器组成一个采集点,并且所述9个热释电传感器在同一水平直线上。

所述的一种智能节能走廊灯控制系统,控制器采用LED恒流控制芯片。

所述的一种智能节能走廊灯控制系统,微处理器为单片机。

所述的一种智能节能走廊灯控制系统,一条走廊长76.5m,每层楼有8户人,每1.5m一盏3W的LED,就需要50盏LED。假设每天的夜晚时间为10小时里经过走廊的次数为24次(当两个或几个人一起的时候算一次),人的走路速度为1.5m/s,每家住户的门到电梯门的平均距离为18m,所以每次大概要花12s。假设开门花10s。经计算(假设每次人离开走廊后才会有下一人走入走廊),每次全部LED灯消耗2100J电能,假设整个系统的效率为75%(减压电路消耗25%)。则每次总共消耗2800J。由于其余时间基本上只有单片机及传感器耗电,而耗电量极小,则计每天消耗300J。每天消耗67500J。对于一般的只有光线传感器和声控开关或者只有光线传感器和热释电传感器的走廊灯(这两种为现在较为流行的案中较省电的),在以上客观条件下(人在走廊待的时间为35s等条件),根据市场上的走廊灯得知走廊灯的延时大约为1min,这里就假设每次灯全部灯量的时间为60s,经计算每次消耗9000J,假设效率为75%,每天消耗约为288000J。

因此本发明的节能效果很好。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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