同几何形状(长方形、六边形、三星形、五星形、三角形、圆形等)，不同亮度(由LED数量和发光强度决定)，不同照射角度(LED外围灯罩反光角度)的发光源。
[0016]教室的照明可以分为:前排的讲台的灯光照明，靠窗的灯光照明，教室内部的照明系统。
[0017]对于讲台的灯光，只在老师上课黑板照度不够时才可以开启。
[0018]对于靠窗的灯光照明，在白天阳光照度充足的时候，不能够开启，但外界阳光减弱时才回有部分灯开启维持合适照度。只有在晚上和白天阳光照度不够时才可以开启。对于教室内部照明，靠窗处的灯具的可安排的较稀疏些，靠近内侧日光较弱处灯具应安排的相对多些。灯具通过合理的布置，能最大限度的节约电能，充分利用日光，并保证教室的照度满足大于等于3001x的照度标准。具体灯具布置示意图见图8，其中1为座位，2为灯具。(假设教室右侧为大面积的玻璃窗，可引入大量日光)
红外传感控制:人体热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*lmm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10?20米范围内人的行动。
[0019]在教室门口处分别各安装两个红外壁障传感器，当有人进入从外向里进时，记为
12;从里向外出，记为21。以此对教室人员进出进行监测，计算出教室内的人数及整体照度需求。随后，根据灯具下方安装的人体热释电传感器确定学生位置，点亮对满足照度需求的灯具，关闭不必要的灯。例如，一个人在教室时，一般会有1-2盏灯亮起，但最多不会超过3盏。
[0020]照度控制:经实地测量发现，在白天8:00——16:00时教室30%_60%的面积自然光照度就大于3001x的需求强度。然而在足够的照度下，教室中常有大量的日光灯开着，浪费了大量电能。以简化系统设计，并采用51单片机作为智能照明控制设备的控制核心，以实现对多个照明设备进行分区域控制，在节能的同时营造更舒适的照明环境。对于教室内LED灯的亮度调节我们采用了 PWM (脉冲宽度调制信号)，其中的“宽度”指脉冲的高电平的时间。PWM信号调节LED亮度时，信号频率是不变的，改变的是脉冲的高电平的时间，即LED的导通时间。这种信号调节亮度相当于调节LED的平均电流，在保证LED在调光范围内发出纯净的白色光的前提下，保持其原有寿命，减小了 LED灯的平均功率，达到节能效果。
教室通信:对于教室内的通信设计，选用基于2530模块，将简化版ZigBee协议栈烧录至无线模块上，实现教室内的人体热释电红外传感器、照度传感器网络应用。
[0021]ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输。2188的工作在2.46取，传输速率250kbit/s，可有多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每个ZigBee网络模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。
[0022]教室内所有的红外感应、照度感应器件都将各自所搜集到的红外信号、自然光强度信息转化为数字信号通过无线模块传送给本地照明控制系统，控制系统根据所得到的数据，在某些红外感应信号确定某地点有人的情况下发出控制信号，根据当地的自然光强度调节各个地点灯光亮度，在最省电的情况下达到照明亮度标准。
[0023]图10中，在底板上放入两个排针，用来将CC2530模块插在底板上；CC2530模块的P07、P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17、P20、P21、P22 对应连接图 11 排针 P1 的 P7、P10、Pll、P12、P13、P14、P15、P16、P17、P20、P2UP22 ;P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、RESET对应连接图 11 排针 P2 的 P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、RESET。图 12 中的 P10、P14 与图11 P1排针的P10、P14对应连接；图13的P05与图11的P2排针的P05对应连接；图14中的P06与图11的P2排针的P06对应连接。
[0024]图12为本发明的LED灯连接原理图，此LED灯是为了判断CC2530模块组网是否成功。
【主权项】
1.一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，其特征在于: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一个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。
【专利摘要】本发明涉及一种基于物联网技术的教室灯光智能控制系统，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，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模块和传感器模块组成，底板装在电源板上，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，实现分区域控制灯光，灵活调节教室照度。
【IPC分类】H05B33/08
【公开号】CN105357809
【申请号】CN201510917050
【发明人】王俊锋, 孙连坤
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月14日