一种教室照明的智能管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明管理系统，具体涉及一种基于教室照明的智能管理系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，全球大多数国家都充分意识到环境对人类社会发展的重要性。我国人口众多、社会经济发展底子较薄落，节约能源、保护生存环境是一项长期而艰巨的任务。而此项基于教室等类似环境照明的智能管理系统，正是认真践行节能的理念，为在全社会形成节约资源、保护环境的良好风尚负起一份责任。
[0003]目前学校教室基本上都是采用全局照明方式，日光灯普遍采用手动的开关，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。在晚自习或是在阴暗的天气情况下，由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时教室只有寥寥几个人或者自习完后没人关灯，整个教室的灯全部一直亮着，即使采用节能灯也是严重浪费电能的，而且对设备的损伤很大，同时也给学校带来较重的经济负担。基于单片机的照明系统节能控制的设计，已经是越来越多。现在市面上的灯控开关，普遍是直接采用热释电传感器，然而热释电传感器最大的感应范围只有110°左右。而对于教室这种学生位置相对密集的地方，如果只能感应110°，坐在角落的学生就不能被感应到了，这样就会很容易造成灯控的误判。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种基于教室照明的智能管理系统及方法，在照明区域安装相应数量的照明灯，以及用于侦测人员数量和环境情况的传感器。
[0005]本发明通过以下技术方案实现:一种教室照明的智能管理系统，其特征在于:包括光照检测电路、红外模块、单片机控制模块、供电电路以及照明控制模块；所述光照检测电路用于检测外界光照强弱，预先设定一阈值，当光照强度低于该阈值时单片机控制红外模块工作；有人进入教室或教室区域内有人来往走动，红外模块将感应得到的信号传送至单片机控制模块；所述单片机控制模块对接收到的信号进行判断后通过照明控制模块控制相应区域照明灯的亮灭；当教室已有人且灯亮后，光照检测电路停止工作，直到教室无人后才重新开启；供电电路向单片机控制模块供电。
[0006]在本发明一实施例中，所述光照检测电路包括一可调电阻及一光敏电阻；所述光敏电阻一端接单片机控制模块的一输出；所述光敏电阻另一端接地；所述可调电阻的一端接所述光敏电阻一端；所述可调电阻的另一端接供电电路；所述可调电阻可调端接可调电阻的另一端。
[0007]在本发明一实施例中，所述红外模块包括第一至第十二红外对管；将教室分成四个等同大小且两两相邻的区域，区域一包括前门，区域二包括后门；第一红外对管和第二红外对管安装该教室前门；第十一红外对管和第十二红外对管安装于该教室后门；第三红外对管和第四红外对管安装在区域一和区域三交界处，用于判断区域一和区域三的人数变动；第五红外对管和第六红外对管安装在区域一和区域二交界处，用于判断区域一和区域二的人数变动；第七红外对管和第八红外对管安装在区域三和区域四交界处，用于判断区域三和区域四的人数变动；第九红外对管和第十红外对管安装在区域二和区域四交界处，用于判断区域二和区域四的人数变动；当某区域人数有人进入后，该区域的的灯被点亮，当该区域人数达到上限人数时，再有人进入其他区域，其他区域的灯才能点亮。
[0008]在本发明一实施例中，所述照明控制模块包括信号放大电路、第一至第四继电器及分别与第一至第四继电器并联的第一至第四灯控开关；所述信号放大电路的输入接所述单片机控制模块的输出；所述第一至第四继电器分别接所述信号放大电路的第一至第四输出；所述第一至第四继电器分别对应控制区域一至四的照明灯。
[0009]在本发明一实施例中，还包括一与单片机控制模块连接上限人数调节电路；所述上限人数调节电路包括第一按键、第二按键及显示模块；第一按键、第二按键一端分别与单片机控制模块的输入连接；第一按键、第二按键另一端接地；第一按键、第二按键一端分别通过一上拉电阻接供电电路；所述显示模块与单片机模块的输出连接；通过调整第一按键、第二按键调节上限人数，并通过显示模块进行显示调节过程。
[0010]本发明还提供一种基于上述的教室照明的智能管理系统的方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:预先设定一阈值，当所述光照检测电路检测到的外界光照强度低于该阈值时单片机控制红外模块工作；
步骤S2:当第一红外对管和第二红外对管或第十一红外对管和第十二红外对管检测到当第一个人进入教室时，区域一或区域二灯亮，并且延时I分钟查看该人最后进入哪个区域，若离开，区域一或区域二灯灭；若其他区域未有检测到该人进入的信号，则区域一或区域二灯保持为亮；步骤S3:当某个区域有人进入时，系统判断是否为进入第一人，若是则该区域人数加一并开灯；若不是第一人，则要判断该区域人数是否达到上限人数，若达到上限人数，则当再有人进入其他区域，其他区域的灯点亮，否则其他区域的灯不能点亮；当有人离开时，则对应区域的人数减一，若该区域人数减到零，则关灯；
步骤S4:当教室全部到灯灭时返回步骤SI。
[0011]在本发明一实施例中，所述阈值通过调整可调变电阻的阻值来改变光敏电阻和可调电阻之间的比值，从而实现对外界光照强度的感应度。
[0012]在本发明一实施例中，当某个区域的灯因突发情况需要亮时，通过人为控制第一至第四灯控开关实现。
[0013]在本发明一实施例中，所述上限人数根据该区域的容量进行调整；上限人数的调整包括以下步骤:长按第一按键，显示模块显示当前区域，显示数字为亮灭闪烁状态，进入选择区域的状态；短按第一按键进行区域数加或短按第二按键进行区域数减从而来选择所要调整的区域；长按第二按键，显示模块显示当前区域原先设置的上限人数，显示数字为长亮状态，此时进入调整对应区域的上限人数；短按第一按键进行上限人数加或短按第二按键上限人数减从而改变对应区域的上限人数；当两个按键同时闭合时，可以打开或关闭数码管的显示。本发明解决了现有的照明系统不能根据光照强度及时调整开关灯具的时间；不能根据照明区域内人员数量增减或移动及时调整相应区间灯具的开闭等问题。充分利用技术优势来实现节能管理的理念，实现了教室照明的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0014]图1为照明系统的结构原理框图。
[0015]图2为光照检测电路及上限人数调整的电路原理图。
[0016]图3为红外模块发射接收电路的电路原理图。
[0017]图4为本发明一实施例的红外对管安装示意图。
[0018]图5为本发明一实施例照明控制模块原理图。
[0019]图6为某区域人数加一子程序流程图。
[0020]图7为某区域人数减一子程序流程图。
[0021]图8为判断某区域人数是否超过上限人数的流程图。
[0022]图9为本发明的主要流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0024]本发明提供一种教室照明的智能管理系统，该系统包括光照检测电路、红外模块、单片机控制模块、供电电路以及照明控制模块；所述光照检测电路用于检测外界光照强弱，预先设定一阈值，当光照强度低于该阈值时单片机控制红外模块工作；有人进入教室或教室区域内有人来往走动，红外模块将感应得到的信号传送至单片机控制模块；所述单片机控制模块对接收到的信号进行判断后通过照明控制模块控制相应区域照明灯的亮灭；当教室已有人且灯亮后，光照检测电路停止工作，直到教室无人后才重新开启；供电电路向单片机控制模块供电。电路原理图参见图1。
[0025]光照检测电路的电路原理图参见图2。所述光照检测电路包括一可调电阻Rk及一光敏电阻RS ;光敏电阻RS —端接单片机控制模块的PO ;光敏电阻RS另一端接地；可调电阻Rk的一端接所述光敏电阻RS—端；可调电阻Rk的另一端接供电电路；可调电阻Rk可调端接可调电阻的另一端。当对外界光照没有要求时，可以直接将可调变阻器Rk短路；当要求一定的光照强度时，可通过调整可调电阻Rk的阻值来改变光敏电阻RS和可调变阻器Rk之间的比值，从而实现对外界光照强度的感应度。
[0026]所述红外模块包括第一至第十二红外对管；将教室分成四个等同大小且两两相邻的区域，区域一包括前门，区域二包括后门；第一红外对管和第二红外对管安装该教室前门；第十一红外对管和第十二红外对管安装于该教室后门；第三红外对管和第四红外对管安装在区域一和区域三交界处，用于判断区域一和区域三的人数变动；第五红外对管和第六红外对管安装在区域一和区域二交界处，用于判断区域一和区域二的人数变动；第七红外对管和第八红外对管安装在区域三和区域四交界处，用于判断区域三和区域四的人数变动；第九红外对管和第十红外对管安装在区域二和区域四交界处，用于判断区域二和区域四的人数变动。红外模块的红外发射电路原理图参见图3。安装示意图参见图4。根据每对红外收发对管之间感应的时间差来判断人是进入该区域还是离开该区域。例如前门的那对红外收发对管，当外面的红外收发对管I先检测到信号，里面的红外收发对管2后检测到信号，则可以判断人是进入区域一；反之，当红外收发对管2先检测到信号，红外收发对管I后检测到信号，则可以判断人是离开区域一。利用光照检查电路判断外界环境光照强度(教室外的光线)，当外界环境光照弱时，由单片机程序控制是否实现照明；当外界光照强时，则单片机不工作。
[0027]当第一个人进人教室时，首先区域一或区域二灯亮，并且延时I分钟查看该人最后进人哪个区域，若离开，区域一或区域二灯灭；若其他区域未有检测到该人进人的信号，则区域一或区域二灯保持为亮。当某个区域有人进入时，系统判断是否为进人第一人，若是则该区域人数加一并开灯；若不是第一人，则要判断该区域人数是否达到上限人数，若达至IJ，则当再有人进入其他区域时，其他区域的灯可以点亮，否则不能；当