基于物联网技术的教室灯光智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于灯光智能控制领域，涉及一种基于物联网技术的教室灯光智能控制系统，尤其适用于对教室内进行选择性区域性开灯，并且灵活调节教室照度。
【背景技术】
[0002]高等学校是集教学、科研和生活于一体的人口高密集区，也是能源消耗大户，做好节能工作，不但可以为学校节省下资金，也能培养学生的节能意识和认知。当这些有着良好节能意识的人才走向社会，更能引起良好的社会效应，为国家建设资源节约型社会，走可持续发展道路奠定良好基础。
[0003]为了响应教育部“建设节约型校园”的号召，全国多所高校都开展了节能工作。但由于对部分用能环节的研究不够深入，尚未形成有效的节能措施与行动，取得的效果不明显。经过考察发现，在高校里面，由于教室众多，且普遍采用日光灯照明，平时的用电量很大，而且浪费现象非常严重，不少学生自修时喜欢去人少的教室，常常是几个人开着几十盏灯，就是这样不起眼的几盏灯、几度电，累计起来也是一笔不小的开支，据统计教室照明用电约占整个学校用电量40%，用电浪费十分严重。
[0004]同时，物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，其通过各种传感设备，把物品通过网络连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，可广泛应用于各行各业，通过无线信息的收发，便与通讯和监管，不用数据线，成本低，使用便利。如将其应用于校园，可让大学生的校园生活更加便捷，并且能够实现节能减排。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种基于物联网技术的教室灯光智能控制系统，采用红外传感系统和智能控制灯光系统，解决了教室灯具使用用电量过大的问题，为学校教育创造了最佳视觉环境，改善了教与学的工作条件，可节约学校能源，避免浪费。
[0006]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
依据本发明提供的一种基于物联网技术的教室灯光智能控制系统，包括红外传感系统和智能控制灯光系统，所述的红外传感系统包括51单片机、红外壁障传感器一、红外壁障传感器二和数码管，红外壁障传感器一、红外壁障传感器二分别与51单片机相连接，51单片机与数码管相连接；所述的智能控制灯光系统包括多个无线模块，单一无线模块由底板上加载的两个CC2530模块和传感器模块组成，底板装在电源板上，所述的传感器模块包括人体热释电红外传感器和照度传感器，其中一个CC2530模块即协调器节点连接一盏LED灯，另一个CC2530模块即终端节点分别连接人体热释电传感器和照度传感器，采用广播式进行zigbee组网，在代码中进行编号，无线模块分布安装在每盏LED灯旁进行监测。
[0007]本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果本发明采用的zigbee技术，功耗相对于wifi较低；在低信噪比的环境下，zigbee具有很强的抗干扰的能力，且好于蓝牙与Wifi ;同时具有高安全性和可靠性；具有优良的网络拓扑能力，布网容易；
对于整个系统来说，采用此发明可以达到区域性开灯的效果，使用热释电传感器检测是否有人来进行开关灯，然后利用光照传感器采集的光照值使用PWM脉宽调节技术控制LED灯的亮度；这样可以减少打开灯的数量，达到节能的效果。
[0008]由于本发明采用人体红外传感设备及照度感应器在有人到来且亮度低于最低需求标准时将打开照明灯具，并根据外界自然光照入强度自动调节LED灯的亮度，使室内光强达到合适的照度的前提下尽量节约电能，减小无用损耗。对于教室内的通信设计，选用基于2530的无线模块，将简化版ZigBee协议栈烧录至无线模块上，实现教室内的无线红外、照度传感器网络应用。
[0009]本发明的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的整体结构框图；
图2为本发明的红外传感系统结构框图；
图3为本发明的智能控制灯光系统结构框图；
图4为本发明的智能控制灯光系统工作原理框图；
图5为本发明的红外传感系统工作原理框图；
图6为本发明的CC2530模块协调器节点结构框图；
图7为本发明的CC2530模块终端节点结构框图；
图8为本发明的灯具布置示意图；
图9为本发明的无线模块示意图；
图10为本发明的CC2530模块核心板电路图；
图11为本发明的CC2530模块排针连接电路图；
图12为本发明的LED灯连接电路原理图；
图13为本发明的红外热释电传感器连接电路原理图；
图14为本发明的照度传感器连接电路原理图。
[0011]其中:1、座位，2、灯具，3、电源板，4、传感器模块，5、CC2530模块，6、底板。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0013]如图1?14所示的一种基于物联网技术的教室灯光智能控制系统，包括红外传感系统和智能控制灯光系统，所述的红外传感系统包括51单片机、红外壁障传感器一、红外壁障感器二和数码管，红外壁障外传感器一、红外壁障传感器二分别与51单片机相连接，51单片机与数码管相连接；所述的智能控制灯光系统包括多个无线模块，单一无线模块由底板上加载的一个CC2530模块5和传感器模块4组成，底板装在电源板3上，所述的传感器模块包括人体热释电红外传感器和照度传感器，其中一个CC2530模块即协调器节点连接一盏LED灯，协调器节点主要作为处理终端节点上的传感器传输过来的信息，然后控制LED的亮度，控制LED灯的亮度使用PWM脉宽调节技术进行调节，另一个CC2530模块即终端节点分别连接人体热释电传感器和照度传感器用来检测是否有人和当前的光照值，然后将数据传输到协调器节点进而控制LED灯，采用广播式进行zigbee组网，在代码中进行编号，然后将无线模块分布安装在每盏LED灯旁进行监测，实现分区域控制灯光。
[0014]工作原理:
对于一个LED灯，使用两个Zigbee节点即CC2530模块，一个节点作为协调器，一个节点作为终端节点；在终端节点上进行人员检测和光照值采集，然后通过消息广播技术将数据传输到协调器上，协调器根据是否有人和光照值来控制灯的开关状态和灯的亮度；在调节灯的亮度使用PWM脉宽调节技术，即控制占空比的大小使得LED灯产生不同亮度。
[0015]目前市场上，根据不同用途，有各种LED发光源产品可售，但在使用功能上还没有较为理想的产品。根据LED特点及所使用场合和环境不同，LED可制成不