一种教室照明智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及室内照明技术领域，尤其涉及一种教室照明智能控制系统。

背景技术：

目前，学校教室照明系统是由固定开关控制开启与关闭，由于部分同学节能意识淡薄，并且强光下人的眼睛对弱光不敏感，在自然光照大于灯具光照的情况下，难以觉察到灯光的存在。因此，教室内的长明灯现象仍到处可见，造成了严重的浪费。而且，在有些大教室内不同位置的光线差别很大，很难通过控制开关来调节室内的光照强度，使室内的光照达到人眼适应的强度，不能有效缓解视疲劳。

现有的智能照明控制系统中，尽管已经出现采用根据室内人数、光照等因素自动控制灯光的打开与关闭，以实现节能的方案。但是，现有技术中存在如下问题：(1)仅能确定教室内是否有人，不能对人数进行统计；(2)当在进出教室的时候，时常会出现两人或者多人一同进出的现象，现有的智能照明系统控制就会出现误差，出现教室人人都走完了还有灯亮或人还没走完灯都灭了的现象。

另外，在现有的智能照明控制系统中，作为人体检测模块的红外热释电传感器仅能检测移动的人体，而对于静态的人不敏感，不能有效对其检测。

因此，现有技术中存在上述问题，使得现有的智能照明控制系统控制精准度低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种教室照明智能控制系统，能够解决现有技术中存在的上述问题，从而有效提高智能照明控制系统控制精确度。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例一种教室照明智能控制系统，包括：微控制器、人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块，所述微控制器的输入端口分别与人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块的输出端口电性连接；

所述微控制器为msp430单片机；

所述人数统计模块为镜反射式光电开关，用于检测室内人数，所述镜反射式光电开关的发射端与接收端并排隔离设置，所述发射端不断向外发射红外光，当有被检测体遮挡光线时，接收端接收的光通量变化，所述光电开关产生电平信号，并将所述电平信号输送至所述微控制器；

所述人体检测模块为红外热释电传感器模块，用于实时检测室内某个区域是否有人，所述红外热释电传感器模块包括探头、红外热释电元件、放大器、场效应管及传感信号集成电路，所述探头与红外热式电元件电性连接，所述红外热释电元件与放大器、场效应管及传感信号集成电路顺次电性连接，所述探头将探测的红外光线汇聚到所述红外热释电元件上，所述红外热释电元件将感应的光信号变化转化为电信号经放大器放大及场效应管对所述电信号作阻抗变换处理后发送至传感信号集成电路，所述传感信号集成电路对所述电信号处理后输送至所述微处理器，所述红外热释电元件为热释电陶瓷，所述传感信号集成电路型号为biss0001；

所述光照强度检测模块，用于实时检测室内光照强度，包括光敏电阻及模数转换元件，所述模数转换元件型号为adc0809，所述光敏电阻将光通量转换成电阻，电阻对应的电压经过所述模数转换元件转化成数字信号输送至所述微处理器。

优选地，在所述红外热释电传感器模块的探头前端还设有菲尼尔滤光透镜。

优选地，所述系统还包括舵机，所述舵机与所述微控制器输出端电性连接，所述舵机的输出端与所述人体检测模块连接，所述微控制器控制所述舵机带动所述人体检测模块移动。

优选地，所述系统还包括温度采集模块，用于采集室内温度，所述温度采集模块与所述微控制器输出端电性连接。

优选地，所述系统还包括显示模块，所述显示模块与所述微控制器输出端电性连接。

本实用新型实施例一种教室照明智能控制系统，包括微控制器、人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块，所述微控制器的输入端口分别与人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块的输出端口电性连接；通过采用光照强度检测模块实时检测室内光照强度，将光照强度作为系统控室内灯具开光的一个控制依据，进一步对所述系统组成结构进行改进，采用镜反射式红外光电开关作为人数统计模块对室内人数及进出情况进行统计，并采用红外热释电传感器模块作为人体检测模块对室内某个区域是否还有人进行检测，将两者有机结合作为系统控制室内灯具开关的控制根据，既能够对教室内人数进行统计，又能够避免两人或者多人一同进出致使现有的智能照明系统控制产生误差，出现教室人人都走完了还有灯亮或人还没走完灯都灭了的现象，从而有效提高智能照明控制系统控制精确度。

进一步地，由于在作为人体检测模块的红外热释电传感器模块的探头前端还设置了菲尼尔滤光透镜，能够有效降低白光干扰，提高检测的灵敏度。

进一步地，由于作为人体检测模块的红外热释电传感器模块仅能检测移动的人体，而对于静态的人不敏感，不能有效对其检测；本实用新型系统通过增设舵机，将舵机的输出端与人体检测模块连接，在检测时通过所述舵机带动人体检测模块移动，实现了人体检测模快与静止人体间的相对运动，就能够实现对静态的人体进行有效检测，提高了检测的准确性，从而提高所述照明控制系统的控制精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的实施例一一种教室照明智能控制系统结构框图；

图2为图1中人数统计模块的结构示意图

图3为本实用新型的实施例二一种教室照明智能控制系统结构图；

图4为本实用新型的实施例一种教室照明智能控制系统结构图；

图5为本实用新型实施例工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例一种举升装置进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参看图1及图2所示，本实用新型实施例一种教室照明智能控制系统，包括：微控制器、人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块，所述微控制器的输入端口分别与人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块的输出端口电性连接；所述微控制器为msp430单片机；所述人数统计模块为镜反射式光电开关，用于检测室内人数，所述镜反射式光电开关的发射端11与接收端12并排隔离设置，所述发射端不断向外发射红外光，当有被检测体遮挡光线时，接收端接收的光通量变化，所述光电开关产生电平信号，并将所述电平信号输送至所述微控制器；

所述人体检测模块为红外热释电传感器模块，用于实时检测室内某个区域是否有人，所述红外热释电传感器模块包括探头、红外热释电元件、放大器、场效应管及传感信号集成电路，所述探头与红外热式电元件电性连接，所述红外热释电元件与放大器、场效应管及传感信号集成电路顺次电性连接，所述探头将探测的红外光线汇聚到所述红外热释电元件上，所述红外热释电元件将感应的光信号变化转化为电信号经放大器放大及场效应管对所述电信号作阻抗变换处理后发送至传感信号集成电路，所述传感信号集成电路对所述电信号处理后输送至所述微处理器，所述红外热释电元件为热释电陶瓷，所述传感信号集成电路型号为biss0001；

所述光照强度检测模块，用于实时检测室内光照强度，包括光敏电阻及模数转换元件，所述模数转换元件型号为adc0809，所述光敏电阻将光通量转换成电阻，电阻对应的电压经过所述模数转换元件转化成数字信号输送至所述微处理器。

可以理解的是，图2中示出了电源接口13及地线接口14，还有光电开关的电路元件示意，可以直接选择已有光电开关设置在教室门口等通道处与所述微控制器连接即可；另外，为能准确判断人是进入还是离开教室，可以在教室门口等通道设置前后两个光电开关，例如为line1，line2，将line1设置在门口，将line2设置在门外；分别与所述微控制器连接，通过识别是哪个先发送的信号，若为line1先发送，则为进入，即增加人数；相反，若line2先发送则为离开，即减少人数。

可以理解的是，人体体温一般在37摄氏度左右，会发射10um左右的特定波长红外线，用专门设计的传感器就可以针对性的检测这种红外线的存在与否，当人体红外线照射到传感器上后，因热释电效应将向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生控制信号。所述探头只对波长为10μm左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作，热释电红外传感器可以检测到人体移动时发出的一定波长的红外线。因此可有效检测教室内是否有人或近似人体温度的物体。

参看图4所示，为本实用新型教室照明智能控制系统的应用图，通过在微控制器的输出端连接室内照明灯具，能够对室内照明灯具自动控制，以最大限度的合理利用能源。

本实用新型实施例一种教室照明智能控制系统，包括微控制器、人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块，所述微控制器的输入端口分别与人数统计模块、人体检测模块及光照强度检测模块的输出端口电性连接；通过采用光照强度检测模块实时检测室内光照强度，将光照强度作为系统控室内灯具开光的一个控制依据，进一步对所述系统组成结构进行改进，采用镜反射式红外光电开关作为人数统计模块对室内人数及进出情况进行统计，并采用红外热释电传感器模块作为人体检测模块对室内某个区域是否还有人进行检测，将两者有机结合作为系统控制室内灯具开关的控制根据，既能够对教室内人数进行统计，又能够避免两人或者多人一同进出致使现有的智能照明系统控制产生误差，出现教室人人都走完了还有灯亮或人还没走完灯都灭了的现象，从而能有效提高智能照明控制系统控制精确度。、

本实施例中，整个系统控制部分都是采用3.3v电压供电，同时考虑到系统对电源要求具有稳压和纹波小等特点，另外也考虑到系统的低功耗等特点，为了与其他模块的引脚电压相匹配，优选地，系统采用lt1086电源芯片实现，该芯片能很好的满足该硬件系统的要求，另外该芯片具有很小的封装，因此能有效的节约pcb板的面积，从而使系统整体结构紧凑小巧。

本实施例中，所述光照强度检测模块主要采用光敏电阻元件，可以理解的是，光敏电阻随着光照的不同而阻值不同，其分压也就不同，从而对光的强度进行实时的检测。为了实现准确检测到不同的光照强度，经过反复的测试，可以将阻值分为几个不同的区域，分别对应相应的光照及电压范围，然后设立相应电压范围的专用传输接口。

参看图4所示，本实施中，为了防止系统出现故障不能有效控制照明灯具，所述系统还设置有外部应急开关，用于实现对照明灯具开光人为控制。

本实施例中，作为一优选地实施例，在所述红外热释电传感器模块的探头前端还设有菲尼尔滤光透镜。

可以理解的是，红外热释电传感器模块的探头的灵敏度会受到白光的干扰，本实用新型由于在作为人体检测模块的红外热释电传感器模块的探头前端还设置了菲尼尔滤光透镜，能够有效降低白光干扰，提高检测的灵敏度。

参看图4所示，本实施例中，作为一可选实施例，所述系统还包括温度采集模块，用于采集室内温度，所述温度采集模块与所述微控制器输出端电性连接。通过将温度采集模块整合到所述系统中，能实时监测室内温度。

参看图3或图4所示，本实施例中，作为另一可选实施例，所述系统还包括显示模块，所述显示模块与所述微控制器输出端电性连接。

实施例二

根据红外热释电传感器工作原理可知，当红外热释电传感器在没有检测到人体辐射出的红外线信号时，在电容两端产生极性相反、电量相等的正、负电荷，所以，正负电荷相互抵消，回路中无电流，传感器无信号输出。当人体静止在传感器的检测区域内时，照射到两个电容上的红外线光能能量相等，且达到平衡，极性相反、能量相等的光电流在回路中相互抵消，传感器仍然没有信号输出。当人体在传感器的检测区域内移动时，照射到两个电容上的红外线能量不相等，光电流在回路中不能相互抵消，传感器有信号输出。因此，传感器只对移动或运动的人体起作用。

为了能对静态的人实现有效检测，参看图3所示，本实用新型实施例一种教室照明智能控制系统，与实施例一所述系统基本相同，不同之处在于，所述系统还包括舵机，所述舵机与所述微控制器输出端电性连接，所述舵机的输出端与所述人体检测模块连接，所述微控制器控制所述舵机带动所述人体检测模块移动。

可以理解的是，所述舵机为控制模型的动力源，简单说，相当于一种驱动元件，舵机一般主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是通过所述微控制器(单片机)发出讯号给舵机，无核心马达开始转动，通过减速齿轮将动力传至执行机构(本实施例的执行机构为红外热释电传感器)，同时由位置检测器将实时位置讯号发送至所述微控制器，以判断其具体位置。在舵机的控制中，电源线和地线两路输入用于为提供舵机内部的直流电机部分和舵机控制电路所需的电源.电压通常在4～6v之间，一般取5v。另外，舵机工作时功率很大，在给舵机供电时，电源应能为舵机提供足够大的功率。

本实用新型系统通过增设舵机，将舵机的输出端与人体检测模块连接，在检测时通过所述舵机带动人体检测模块移动，实现了人体检测模快与静止人体间的相对运动，就能够实现对静态的人体进行有效检测，提高了检测的准确性，从而提高所述照明控制系统的控制精确性。

为了清楚地说明本实用新型实施例技术方案及有益效果，现结合图3及图5对本实施例所述系统工作原理或过程简要说明如下：

本实用新型实施例所述系统在工作时分为正常工作模式与非正常工作模式；正常工作模式下，人数统计模块对室内人数开始统计，同时系统每隔一段时间通过人体检测模块检测室内是否有人，避免人数统计模块由于两人或多人同进同出造成系统控制误差；当教室人数统计为零时，开启非正常工作模式，即人体检测模块(红外热释电传感器模块)实时对室内进行扫描，确认教室没人时，发送信号给所述微控制器(msp430单片机)，微控制器关闭室内所有灯光；为了防止由于室内还有处于静态的人，例如坐在座位上不动的情况，使人体检测模块(红外热释电传感器模块)检测不出来，或者不能有效检测，微控制器还自动打开所述舵机，带动所述人体检测模块移动，以有效检测出室内处于静态的人，为微控制器控制室内照明灯具提供更精确的信息，从而提高系统的控制精确度。

需要说明的是，图5作为本实用新型实施例的一个工作流程示意简图，并不能详尽的标出所有工作模块及其工作原理，还需要与整体技术方案文字说明部分结合理解，具体可参看前述实施例一与实施例二相关内容，在此就不在赘述。

需要说明的是，在本文中，各个实施例之间描述的方案的侧重点不同，但是各个实施例又存在某种相互关联的关系，在理解本实用新型方案时，各个实施例之间可相互参照；另外，本申请实施例中表在述当技术特征要素与另一技术特征要素连接时，可以是直接与另一技术特征要素连接，也可以是存在居中的另外的技术特征要素，即间接连接。此外，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。