一种自适应教室照明控制系统的制作方法

文档序号:11607913阅读:248来源:国知局

本实用新型涉及一种可根据教室学生人数和分布控制教室各照明灯亮灭的装置,属于控制技术领域。



背景技术:

在很多学校里,教室的照明灯都是由手动开关来控制的,打开一个开关,同时有多个照明灯会被点亮,这种控制电路存在以下几个问题:

一、开启照明灯的数量与教室里的学生数量不成比例,即使教室里的人很少,也会有很多照明灯点亮,甚至是整间教室的照明灯全部打开,造成了能源的严重浪费。

二、有些教室的照明灯虽然可以分组控制,但不能根据学生数量的变化和学生的分布情况自动调整照明区域,使用非常不方便。

三、一个开关出现故障后,与其相连的所有照明灯都不能正常使用,影响同学们的正常学习。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端,提供一种自适应教室照明控制系统,在保证照明效果的同时,避免电能的浪费。

本实用新型所述问题是以下述技术方案解决的:

一种自适应教室照明控制系统,构成中包括摄像头、单片机及与教室内设在天花板上的多个照明灯一一对应的多个灯光控制单元,所述摄像头采集教室内图像,其信号输出端接单片机的信号输入端口,多个灯光控制单元的输入端分别接单片机的不同输出端口,每个灯光控制单元的输出端控制对应的照明灯。

上述自适应教室照明控制系统,所述灯光控制单元包括三极管和继电器,所述三极管的基极通过耦合电阻接单片机的输出端口,发射极接地,集电极经继电器的控制线圈与电源正极连接,所述继电器的常开触点控制对应的照明灯。

上述自适应教室照明控制系统,构成中还包括显示模块,所述显示模块与单片机的通讯接口连接。

上述自适应教室照明控制系统,所述继电器的控制线圈上并接有续流二极管。

本实用新型给每个照明灯配置独立的控制电路并利用图像识别技术判断教室内学生的人数和分布情况,进而根据每个区域内是否有人自动控制该区域照明灯的亮灭。该系统不仅能够为每个学生提供足够的照明,而且有效避免了能源的浪费。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型的电原理框图。

图中各标号清单为:U1、单片机,U2、显示模块,V、摄像头,Q、三极管,J、继电器,D、续流二极管,R、耦合电阻,L1~LN、第一照明灯~第N照明灯,Z-1~Z-N、第一灯光控制单元~第N灯光控制单元。

具体实施方式

本实用新型利用教室里的摄像头对教室进行定期拍照,通过图像识别技术分析判断教室人员的分布和人数。将教室内人员位置信息作为灯光需求信号,实现照明灯的分区域开关,避免无人区域开灯,降低教室的用电量,达到节能和简化操作的目的。同时,本系统也可以帮助老师课堂点名,为老师和同学们节省了课堂时间。

参看图1,本实用新型包括单片机U1及与单片机U1相连的显示模块U2、摄像头V和多个灯光控制单元,每个灯光控制单元包括三极管Q、继电器J、续流二极管D和耦合电阻R。

摄像头V用于采集教室内部图像;单片机U1用于对摄像头V采集的图像进行比较,判断教室的每个区域是否有人并输出各个灯光控制单元的控制信号;显示模块U2为小型LED电子屏,用于各种信息的显示;每个灯光控制单元相当于一个电子开关,用于控制对应照明灯的亮灭,灯光控制单元包括包括三极管Q、继电器J、续流二极管D和耦合电阻R,其中三极管Q和耦合电阻R构成开关电路,用于控制继电器J,继电器J的常开触点用于控制照明灯的亮灭,续流二极管D用于吸收继电器的控制线圈所产生的瞬时高压,防止三极管Q被击穿。

摄像头V每10s采集一次教室内各个位置的图像信息,并将图像信息传输给单片机U1,单片机U1将收到的图像信息与空教室的图像进行对比,通过灰度值的变化判定每个位置是否有人,若有人则通过对应的灯光控制单元开启该位置的照明灯,无人则关闭对应的照明灯。此外,单片机U1还可以分别将统计的人员数量信息和人员分布信息传送给显示模块U2,以便有关人员进行查询。

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