照明节能控制系统的制作方法
【专利摘要】照明节能控制系统，包括单片机、教室内安装的光照度传感器、教室门口安装的红外热释电传感器、灯架上安装的超声传感器及继电器；光照度传感器检测教室的光照亮度，红外热释电传感器监测教室有人进入，超声传感器监测灯下位置上的人；光照度传感器、红外热释电传感器、超声传感器、继电器分别与单片机引脚连接，单片机通过继电器控制教室内照明灯。本实用新型根据学生在教室中入座的情况，合理安排教室内日光灯的照明，从而避免了在无人或者人很少的时候日光灯全部打开的状况，大大节约了电能，解决现有技术存在的浪费能源且照明度不符合标准的问题。
【专利说明】照明节能控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于照明装置【技术领域】，涉及一种照明节能控制系统。
【背景技术】
[0002]按照国标规定，教室照明的功率密度约为10W/m2，假设教室的平均面积为100m2，则照明负荷约为lkW。如果每天正常使用时间为15小时，那么，每天每间教室的用电量为IkffX 15h = 15kffh,学生年在校为270天，则每间教室年用电量约为4050kWh。如果学校按照IOOm2的折合教室数量为200间，则每年学校200间教室的照明用电量为81万度左右。有关专家为此算了一笔账:教室无人后如果不及时关闭电源开关，初步估算全国所有高校每年将因此浪费20亿度电以上。
[0003]若一所学校200间教室的节电率以平均30%计算，则一年可节电24.3万度，合计一所学校可节约电费15?20万元左右。以上估算还未包括线损和灯具长时间开启而损坏的部分。从以上计算可以看出，教室照明节能绝不是微不足道的，即使单从经济效益来看，完全也是大有可为的。而且节能是一项长期的收益，国家一直提倡节约型社会，倡导节约型校园。建设节约型校园的当务之急是节省不该用的能源，防止浪费。按照国家标准规定，教室白天照度不低于2001ux，晚间照度不低于1501ux.从保护视力角度出发，在低于1501ux和高于6001ux照度下长时间看书，有损于眼睛健康。而我国大部分学校教室照度都高于标准，加之认为的浪费所造成不必要的支出，从节约资源、对社会贡献和节省学校经费支出多方面考虑，学校教室照明的节电问题不得不提到重要的议事日程上来
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种照明节能控制系统，解决现有技术存在的浪费能源且照明度不符合标准的问题。
[0005]本实用新型的技术方案是，照明节能控制系统，包括单片机、教室内安装的光照度传感器、教室门口安装的红外热释电传感器、灯架上安装的超声传感器及继电器；光照度传感器检测教室的光照亮度，红外热释电传感器监测教室有人进入，超声传感器监测灯下位置上的人；光照度传感器、红外热释电传感器、超声传感器、继电器分别与单片机引脚连接，单片机通过继电器控制教室内照明灯。
[0006]本实用新型的特点还在于:
[0007]每个照明灯架上安装超声传感器，以监测照明灯下小范围内位置上的人。
[0008]还包括强制按钮，在紧急情况下，按下强制按钮令所有照明灯全亮或者全灭。
[0009]本实用新型具有如下有益效果:
[0010]1、本实用新型通过传感器高低电平的变化判断教室是否有人以及教室内照明度是否合格，并依靠单片机来智能控制照明灯的亮灭，以满足只有当光线不够时，有人的地方灯亮，达到了节约用电、降低学校经费开支的目的。
[0011]2、本实用新型采用单片机取代计算机，应用热释电红外热释电传感器、光照度传感器和超声传感器作为前端信号采集，经过单片机的逻辑判断进而输出信号驱动继电器实现对照明灯的控制，实现了照明的智能控制，使照明度可达到标准，且避免了光线太强或太弱对学生眼睛造成的伤害。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型照明节能控制系统结构示意图；
[0013]图2为本实用新型照明节能控制系统工作流程图；
[0014]图中，I单片机，2.光照度传感器，3.红外热释电传感器，4.超声传感器，5.继电器。6.曰光灯。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0016]照明节能控制系统，包括单片机1、教室内安装的光照度传感器2以检测教室的光照亮度、教室门口安装的红外热释电传感器3以判断教室有人进入、每个灯架上安装超声传感器4以检测灯下小范围内位置上的人和继电器5 ;光照度传感器2、红外热释电传感器
3、超声传感器4、继电器5分别与单片机I引脚连接，如图1。根据学生在教室中入座的情况，通过单片机I控制继电器5合理安排教室内照明灯的照明。
[0017]本实用新型首先利用红外热释电传感器3判断教室是否进去人，当有人进入时，开启超声传感器4，通过检测距离的变化判断某一个照明灯灯管附近是否有人，附近有人的照明灯灯管亮灯。
[0018]本实用新型以单片机I作为主控核心，应用红外热释电传感器3、光照度传感器2和超声传感器4作为前端信号采集，经过单片机I的逻辑判断进而输出信号驱动继电器5实现对照明灯的控制。如果在紧急的情况下，需要将所有的日光灯都熄灭或者是点亮，可以按下强制按钮令所有照明灯全亮或者全灭。并且该强制按钮不会影响到系统的正常运行。
[0019]实施例
[0020]1.在教室内安装一个光照度传感器2，检测教室的光照亮度，然后将结果传给单片机I，当照度合格时输出I，不合格时输出O
[0021]2.在教室门口安装一个红外热释电传感器3，有人走过时其电平由低变高，根据这一原理判断教室有人进入，同时也能粗略的计数。
[0022]3.先测试单个超声传感器4的检测角度，安装高度，通过高度和角度计算出所能检测到其下方的范围，然后让人模仿坐灯下面，总结有人和无人时候所测距离的变化，定性的给出有人时超声传感器4测得距离的范围，从而根据距离，编写程序来判断是否有人。
[0023]4.在每个灯架上安装超声传感器4，根据角度和间距很好地布置，使尽可能检测到灯下小范围内任何位置的人，在有人的基础上，使每一个灯管下安装的超声传感器4开始工作，任何一个灯管下的超声传感器4如果检测到有人，就要求这个灯亮。对于超声传感器4之间的通信采用拓展外部中断的方法。
[0024]5.综合光照度检测的结果以及超声波检测结果，将信号传给单片机1，使单片机I进行逻辑判断:只有当光线不够并且有人在教室时，人所处的位置灯亮。单片机I输出信号驱动继电器5开或者闭控制日光灯6的亮灭。[0025]6.此外在检测到无人时，需要延迟3?5分钟后才灭灯。
[0026]经实验验证，超声传感器4通过接收与反射能准确地检测到物体的距离，并且测量的最大距离达4，5米以上，所以可以通过有人无人时检测距离的不同，设定一个范围，当所测的距离小于某一值时，就证明有人。由于超声传感器4所能检测到的范围只有15度锥角，所以需要在一个日光灯6灯架上安装多个超声传感器6才能不至于出现很大的盲区。
[0027]参见图2，本实用新型首先用热释红外热释电传感器3感测有人进入教室，然后通过超声传感器4检测人具体坐到哪个位置上，综合光照度传感器2检测的结果，将信号传给单片机1，经过逻辑判断从而驱动继电器5控制日光灯6的亮灭。
[0028]本实用新型可根据学生在教室中入座的情况，合理安排教室内日光灯的照明，从而避免了在无人或者人很少的时候日光灯全部打开的状况，大大节约了电能。
【权利要求】
1.照明节能控制系统，其特征在于:包括单片机(I)、教室内安装的光照度传感器(2)、教室门口安装的红外热释电传感器(3)、灯架上安装的超声传感器(4)及继电器(5);光照度传感器(2 )检测教室的光照亮度，红外热释电传感器(3 )监测教室有人进入，超声传感器(4)监测灯下位置上的人；所述光照度传感器(2)、红外热释电传感器(3)、超声传感器(4)、继电器(5)分别与单片机(I)引脚连接，通过单片机(I)控制继电器(5)调节教室内照明灯的照明。
2.如权利要求1所述的照明节能控制系统，其特征在于:每个照明灯灯架上安装超声传感器(4)，以监测灯下小范围内位置上的人。
3.如权利要求1或2所述的照明节能控制系统，其特征在于:还包括强制按钮，在紧急情况下，按下强制按钮令所有照明灯全亮或者全灭。
【文档编号】H05B37/02GK203590540SQ201320664298
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】杨宇祥, 张甫, 倪文文, 张雯, 杜芳玲, 王建英, 姚蕾, 李绒 申请人:西安理工大学