块14的输出求或作为唤醒信号。
[0037]应用所述系统进行照明节能控制的方法流程图如图3所示，具体包括以下步骤:
[0038]步骤1，实时监测环境亮度和远距离监控与唤醒信号。
[0039]处于低功耗睡眠模式的节点实时监测环境光线感知传感器模块11和节点工作状态远距离监控与唤醒模块14的输出。当环境亮度低于阈值时，或有远距离唤醒信号时，节点工作状态远距离监控与唤醒模块14输出信号至唤醒信号产生模块6，本节点由睡眠模式转入工作模式。
[0040]步骤2，组建/加入传感器网络。通过具有带组网功能的中央处理模块2或节点间无线通信模块4结合通信协议和编程实现。首先被唤醒的节点以自己为中心组建网络(如WIFI的热点、ZIGBEE的协调器)，随后被唤醒的节点加入该网络。
[0041]步骤3，检测节点电源状态，进行低能量提醒。
[0042]中央处理模块2读取电源两端的电压或电源回路电流，如果其大小低于阈值，表明节点电源处于低能状态，控制电源状态指示模块5进行低能量提醒。
[0043]步骤4，本地照明控制。
[0044]中央处理模块2通过读取分布节点中照明目标检测传感器模块12的检测数据，判断是否有人，或在街道和道路环境下是否存在运动车辆等照明目标。
[0045]当节点由低功耗睡眠模式转入工作模式后，如果检测到照明目标，而且照明控制开关未启动，则通过本地照明控制模块3启动照明；若照明控制开关已启动，则保持。如果未检测到照明目标，但相邻节点有照明请求，也通过本地照明控制模块3启动照明；若照明控制开关已启动，则保持。若既无照明目标，相邻节点也没有照明请求，则关闭本地照明。
[0046]步骤5，邻近节点照明控制。
[0047]根据环境光线感知传感器模块11的输出，判断环境亮度是否符合规定亮度。若不符合要求，利用节点间无线通信模块4，或具有短距离通信功能的中央处理模块2，发送开启照明信息给邻近节点。邻近节点收到信息后，由邻近节点的中央处理模块2输出控制信号给其照明控制模块启动照明。若符合亮度要求，则保持当前状态。
[0048]根据物体运动状态感知传感器模块13的输出判断照明目标是否有运动。如果有运动，判断运动方向，并利用节点间无线通信模块4，或具有短距离通信功能的中央处理模块2，发送开启照明信息给运动方向的相邻节点；否则，返回步骤3继续进行节点能量检测。
【主权项】
1.一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统，由若干个分布式节点组成，其特征在于，每个节点包括:信息采集模块(I)，中央处理模块(2)，本地照明控制模块(3)，节点间无线通信模块(4)，电源状态指示模块(5)，唤醒信号产生模块￠);其中， 信息采集模块(I):用来采集环境信息，并将获得的环境信息送至中央处理模块(2);信息采集模块(I)由节点工作状态远距离监控与唤醒模块(14)和多个传感器组成，传感器包括:环境光线感知传感器模块(11)，照明目标检测传感器模块(12)，照明目标运动状态感知传感器模块(13);其中， 环境光线感知传感器模块(11):与中央处理模块(2)相连，采用由光敏器件组成的光照强度传感器，用于感知所在环境的亮度信息； 照明目标检测传感器模块(12):与中央处理模块(2)和唤醒信号产生模块(6)相连，用于检测照明目标的存在； 照明目标运动状态感知传感器模块(13):与中央处理模块(2)相连，用于检测照明目标是否运动以及运动的方向； 节点工作状态远距离监控与唤醒模块(14):由具有GPRS或GSM通信功能的节点间无线通信模块组成；用于远距离监测本照明控制节点是否正常工作，以及本节点未能正常唤醒的情况下，根据接收到的短信内容输出信号至唤醒信号产生模块￠);当需要检查本节点是否正常工作时，通过远距离发送短信息到本节点，本节点收到短信息后，依据自定义通信协议，由中央处理模块(2)对系统进行检测，并将检测结果通过短信方式发送到指定号码； 中央处理模块(2):用于读取和处理信息采集模块(I)检测到的信息，向本地照明控制模块(3)发送控制信号，向节点间无线通信模块(4)发送控制信号和传输数据； 本地照明控制模块⑶:在中央处理模块⑵发出的控制信号作用下，控制照明单元的开关；包括控制继电器电路，驱动电路； 节点间无线通信模块(4):通过通信接口与中央处理模块(2)相连，向邻近节点发送组建传感器网络和启动照明命令；无线通信采用短距离通信方式； 电源状态指示模块(5):与中央处理模块(2)相连，用于显示电源状态并进行低能量提醒；节点电源状态由中央处理模块(2)通过读取电源两端的电压或电源回路电流进行判断； 唤醒信号产生模块(6):由一比较器电路组成，用于根据环境光线感知传感器模块(11)的输出产生唤醒信号；如果环境光线感知模块(11)的输出为数字信号，其输出直接与节点工作状态远距离监控与唤醒模块(14)的输出求或作为唤醒信号；如果环境光线感知模块(11)的输出为模拟信号，将所述模拟信号输入到所述比较器与阈值进行比较，比较器输出与节点工作状态远距离监控与唤醒模块(14)的输出求或作为唤醒信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统，其特征在于，所述节点按照照明区域的空间结构和公共场所参与人员的习惯进行分布，分布形状为线形或星形或方框形，各节点的距离依据各传感器感知距离和节点间无线通信模块(4)的有效距离来确定。
3.根据权利要求1所述的一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统，其特征在于，所述信息采集模块(I)中的传感器为输出模拟信号的传感器或输出数字信号的传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统，其特征在于，所述照明目标检测传感器模块(12)，当照明目标为人时，采用红外热释传感器，或红外运动传感器；当照明目标为车辆时，采用红外对射管、振动传感器、声音传感器中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统，其特征在于，所述照明目标运动状态感知传感器模块(13)，当照明目标为车辆时，采用磁力传感器，或雷达、超声检测器件；当照明目标为人时，照明目标运动状态感知传感器模块(13)由照明目标检测传感器模块(12)代替，其输出信号增强说明人体朝着传感器方向移动；输出信号减弱则说明人体背离传感器方向移动。
6.根据权利要求1所述的一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统，其特征在于，所述中央处理模块(2)应具有睡眠和工作两种模式，如果其处于睡眠模式，当某GP1 口的输入信号发生跳变时，会自动唤醒中央处理模块(2)进入工作状态。
7.根据权利要求1或6所述的一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统，其特征在于，如果中央处理模块(2)采用具有短距离通信功能的单片机，省去节点间无线通信丰旲块⑷O
8.—种应用权利要求1所述系统进行节能照明控制的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1，实时监测环境亮度和远距离监控与唤醒信号； 处于低功耗睡眠模式的节点实时监测环境光线感知传感器模块(11)和节点工作状态远距离监控与唤醒模块(14)的输出；当环境亮度低于阈值时，或有远距离监控与唤醒信号时，节点工作状态远距离监控与唤醒模块(14)输出信号至唤醒信号产生模块￠)，本节点由睡眠模式转入工作模式； 步骤2，组建传感器网络； 通过具有带组网功能的中央处理模块(2)或节点间无线通信模块(4)结合通信协议和编程实现；首先被唤醒的节点以自己为中心组建网络，随后被唤醒的节点加入已组建网络; 步骤3，检测节点电源状态，进行低能量提醒； 中央处理模块(2)读取电源两端的电压或电源回路电流，如果其大小低于阈值，表明节点电源处于低能状态，控制电源状态指示模块(5)进行低能量提醒； 步骤4，本地照明控制； 中央处理模块⑵通过读取分布节点中各照明目标检测传感器模块(12)的检测数据，判断是否有人，或在街道和道路环境下是否存在运动车辆； 当节点由低功耗睡眠模式转入工作模式后，如果检测到照明目标，而且照明控制开关未启动，则通过本地照明控制模块(3)启动照明；若照明控制开关已启动，则保持；如果未检测到照明目标，但相邻节点有照明请求，也通过本地照明控制模块(3)启动照明；若照明控制开关已启动，则保持；若既无照明目标，相邻节点也没有照明请求，则关闭本地照明； 步骤5，邻近节点照明控制； 根据环境光线感知传感器模块(11)的输出，判断环境亮度是否符合规定亮度；若不符合要求，利用节点间通信模块(4)或具有短距离通信功能的中央处理模块(2)，发送开启照明信息给邻近节点；邻近节点收到信息后，由邻近节点的中央处理模块⑵输出控制信号给照明控制模块(3)启动照明；若符合亮度要求，则保持当前状态； 根据物体运动状态感知传感器模块(13)的输出判断照明目标是否有运动；如果有运动，判断运动方向，并利用通信模块(4)，或具有短距离通信功能的中央处理模块(2)，发送开启照明信息给运动方向的相邻节点；否则，返回步骤3继续进行节点能量检测。
【专利摘要】本发明涉及一种基于自动感知的公共场所节能照明控制系统和方法。所述系统由若干个分布式节点组成，每个节点包括信息采集模块，中央处理模块，本地照明控制模块，节点间无线通信模块，电源状态指示模块，唤醒信号产生模块。信息采集模块由节点工作状态远距离监控与唤醒模块、环境光线感知传感器模块、照明目标检测传感器模块和照明目标运动状态感知传感器模块组成。本发明所述系统具有睡眠和工作两种模式，节省了系统能耗。能够根据检测结果自动控制照明单元的开关，智能程度高，实时性好。本发明具有相邻节点协同合作功能，在检测到照明目标后，系统会检测本地亮度是否符合要求和目标是否有运动，并根据检测结果判断是否通知相邻节点启动照明。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104735862
【申请号】CN201410805939
【发明人】杨萍, 孙连英, 姜余祥, 王燕妮
【申请人】北京联合大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月19日