基于大数据的教室环境智能控制系统的制作方法

本实用新型主要涉及教室灯光控制领域，更具体地说，涉及基于大数据的教室环境智能控制系统。

背景技术：

随着我国教育事业的发展，学校照明用量越来越大，电能损失也随之增加。现在大多数教室的照明控制系统都是采用传统的手动(开和关两种)控制方式，浪费现象比较严重。教室中的开关虽然能够实现分区控制，但是很少人去关心哪排灯由哪个开关去控制，因此就出现了所谓的长明灯现象。这样长期以来，无形中浪费的电能是非常惊人的。设计一种智能控制系统，对教室内的灯光进行智能控制，一方面减少了人工的参与，更为主要的是实现了人走灯灭，人来灯亮，使长明灯现象得到解决，使教师的照明用电得到合理有效的利用。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供基于大数据的教室环境智能控制系统，其结构简单，通过检测到的照度信号、红外探测器检测到的人数、接收模块接收到的控制信号，对教室灯光进行控制，控制人走灯灭、教室暗的情况下教室灯光亮起。

为解决上述技术问题，本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统包括控制按钮、被动式红外探测器、照度探测模块、指示灯、电源管理模块、中央处理器、内存模块、时钟模块、无线通信模块、接收模块、驱动电路、教室灯光，其结构简单，通过检测到的照度信号、红外探测器检测到的人数、接收模块接收到的控制信号，对教室灯光进行控制，控制人走灯灭、教室暗的情况下教室灯光亮起。

其中，所述控制按钮的输出端连接着中央处理器的输入端；所述被动式红外探测器的输出端连接着中央处理器的输入端；所述照度探测模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述中央处理器的输出端连接着指示灯的输入端；所述电源管理模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述时钟模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述中央处理器的输出端连接着无线通信模块的输入端；所述接收模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述中央处理器的输出端连接着驱动电路的输入端；所述驱动电路的输出端连接着教室灯光的输入端；所述内存模块连接着中央处理器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统所述中央处理器采用AT89C51单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统所述被动式红外探测器采用热释电红外传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统所述照度探测模块采用ON9668芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统所述驱动电路采用继电器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统所述无线通信模块采用nRF2401芯片。

控制效果：本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统，其结构简单，通过检测到的照度信号、红外探测器检测到的人数、接收模块接收到的控制信号，对教室灯光进行控制，控制人走灯灭、教室暗的情况下教室灯光亮起。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的中央处理器的电路原理图。

图3为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的照度探测模块原理图。

图4为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的驱动电路电路原理图。

图5为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的被动式红外探测器电路原理图。

图6为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的电源管理模块原理图。

图7为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的时钟模块电路原理图。

图8为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的内存模块电路原理图。

图9为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的无线通信模块电路原理图。

图10为本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的接收模块电路原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实施方式所述基于大数据的教室环境智能控制系统包括控制按钮、被动式红外探测器、照度探测模块、指示灯、电源管理模块、中央处理器、内存模块、时钟模块、无线通信模块、接收模块、驱动电路、教室灯光，其结构简单，通过检测到的照度信号、红外探测器检测到的人数、接收模块接收到的控制信号，对教室灯光进行控制，控制人走灯灭、教室暗的情况下教室灯光亮起。

其中，所述控制按钮的输出端连接着中央处理器的输入端，控制按钮用于通过按钮输入对智能控制系统的控制信号，控制按钮输入的控制信号通过P2.5、P2.6、P2.7输入到中央控制器。

所述被动式红外探测器的输出端连接着中央处理器的输入端，被动式红外探测器用于检测教室的学生人数及分布，检测完的信号通过P1.2口传送到中央处理器

所述照度探测模块的输出端连接着中央处理器的输入端，照度探测模块用于检测教室内的光照强度，检测到的光照强度信号通过P1.0、P1.1口传送到中央处理器。

所述中央处理器的输出端连接着指示灯的输入端，指示灯用于指示智能控制系统的工作状态，根据指示灯的不同颜色指示智能控制系统的工作状态，中央处理器通过P2.2、P2.3、P2.4口控制指示灯。

所述电源管理模块的输出端连接着中央处理器的输入端，电源管理模块用于将输入的家用220V电压降至中央控制器的额定电压，电源管理模块通过VCC给智能控制模块进行供电。

所述时钟模块的输出端连接着中央处理器的输入端，时钟模块用于为智能控制系统提供标准时间信号，根据不同的时间段对教室环境进行控制，时钟模块通过P0.6口为中央处理器提供时间信号。

所述中央处理器的输出端连接着无线通信模块的输入端，无线通信模块用于通过无线的方式将控制教室的数据传送出去，控制模块与无线通信模块通过P2.6、P2.7口相连接。

所述接收模块的输出端连接着中央处理器的输入端，接收模块用于接收传送来的教室环境信号，接收模块通过P2.0口传送到中央处理器。

所述中央处理器的输出端连接着驱动电路的输入端，驱动电路用于驱动教室灯光进行发光，驱动电路与中央处理器通过P1.5、P1.6、P1.7口相连接。

所述驱动电路的输出端连接着教室灯光的输入端，教室灯光采用LED，根据检测到的光照强度，接收到控制信号，控制教室灯光分区域进行发光。

所述内存模块连接着中央处理器，内存模块用于存储不同时间段对教室灯光的控制以及接收到的控制信号，便于智能控制模块对教室灯光的控制，内存模块与中央控制器通过P0.7口相连接。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述中央处理器采用AT89C51单片机。所述AT89C51单片机从它内部的硬件到软件都有一套完整的按位操作系统，片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H～2FH，它既可作字节处理，也可作位处理。51单片机的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平(复位时，各I/O口均置高电)。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述被动式红外探测器采用热释电红外传感器。热释电红外传感器在结构上引入场效应管，其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述照度探测模块采用ON9668芯片。On9668是一个光控阀值可调的光电集成传感器。典型入射波长为λp＝520nm，内置双敏感元接收器，可见光范围内高度敏感，光开关阀值通过外置电阻线性可调，直接输出高、低电平，外围电路极为简单。特别适合各类玩具、灯具、仪器仪表、工业设备等诸多领域的节能控制、自动感光开关电路。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述驱动电路采用继电器。继电器，也称电驿，是一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述无线通信模块采用nRF2401芯片。nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHz ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，节能设计更方便。其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。nRF2401适用于多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。

本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统的工作原理为：本实用新型基于大数据的教室环境智能控制系统通过被动式红外探测器检测教室内的人数，照度探测模块用于检测教室内的光亮情况，接收模块用于接收传送来的对教室内灯光的控制情况，根据检测到的信号和接收到的控制信号控制中央处理器输出信号到驱动电路驱动教室灯光进行照明。时钟模块提供标准时间信号，根据提供的时间对教师灯光进行控制，控制不同时间段灯光进行照明，无线通信模块将教室灯光的控制情况通过无线的方式传送出去。指示灯可以指示教师灯光的亮度情况，方便随时查看教室照明情况，控制按钮可以手动控制教室灯光电源模块为中央控制器进行供电，使中央控制器控制各模块对教室灯光进行控制。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。