专利名称：教室照明智能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能控制装置，特别涉及一种用于学校教室的教室照明智能控制系统。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，传统的照明控制方式已不能满足人们的需求。在今天追求高效率和节能环保的现代生活中，智能照明控制技术作为新型光控技术，随处可见其身影。现代的智能照明控制技术不仅能长期、持续、可靠、稳定地工作，同时还具有体积小， 功耗低等优点，且便于安装维护，使用方便。目前，国内高校的教室照明耗电量巨大，但是缺乏相应的照明管理系统，还普遍存在能源浪费的现象，比如有的学生离开教室时忘记关灯而导致空无一人的教室里开着“长明灯”;教室里只有几个学生却将照明灯全部打开等等，这种非常普遍的现象造成了大量的资源浪费。目前国内的照明管理系统大多采用人工控制，个别的智能照明管理系统是采用热释红外人体传感器检测使用者的存在，这种系统普遍存在着管理难度大，技术难度高等缺点，对于学校教室综合管理没有很高的针对性，不适于在广大高等院校推广。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于高校教室照明控制、节约能源的教室照明控制装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为教室照明控制装置，包括处理器模块、射频识别模块、实时钟模块、照明控制模块、键盘、显示模块和接口模块；所述射频识别模块和键盘的输出端分别与处理器模块的相应输入端相连接，所述实时钟模块、照明控制模块、显示模块和接口模块分别于处理器模块双向连接。所述射频识别模块由脉动进位计数器U7、接口插件U8、晶体Y2、电容C10-C19、电解电容C20、电阻R8-R23、晶体管Q1-Q3、运算放大器m_N2和二极管Dl组成；所述脉动进位计数器U7的型号为74HC4060 ；所述脉动进位计数器U7的12脚和8脚接地，电阻R16和电容C18接于脉动进位计数器U7的10脚与地之间，电容C17接于脉动进位计数器U7的11 脚和地之间，晶体Y2和电阻R15并联于电容C18与R16的节点和脉动进位计数器U7的11 脚之间，所述脉动进位计数器U7的16脚接电源VCC，电容C19接于16脚与地之间；晶体管 Ql和Q2的基极相连后接于脉动进位计数器U7的4脚，晶体管Ql的集电极接电源VCC，晶体管Ql的发射极与晶体管Q2的发射极相连，晶体管Q2的集电极接地，电阻L1、R8、二极管Dl 和电容C13串联后接于晶体管Ql的发射极与运算放大器m的反相输入端之间，电容ClO 接于电阻Ll和R8的节点与地之间，电容Cll和C12串联后与电阻R9并联接于二极管Dl 与电容C13的节点与地之间，电容C14和电阻RlO并联接于运算放大器m的反相输入端与地之间，电阻RII接于运算放大器m的同相输入端与地之间，电阻R12接于运算放大器m的同相输入端与电源VCC之间，电容C16接于电源与地之间，电阻R13和电容C15串联后接于运算放大器m的输出端与运算放大器N2的同相输入端，电阻R14接于运算放大器N2的同相输入端与地之间，电阻R18接于运算放大器N2的同相输入端和其输出端之间，电阻R19 和R21串联后接于电源VCC与地之间，运算放大器N2的反相输入端接电阻R19和R21的节点，电阻R20接于运算放大器N2的反相输入端与同相输入端之间，接口插件U8的5脚接电源VCC，电容C19和电解电容C20并联接于接口插件U8的5脚与地之间，按键开关K6的接于接口插件U8的2脚与地之间，接口插件的1脚接地，电阻R22接于接口插件U8的3脚与电源VCC之间，电阻R23接于接口插件U8的3脚与晶体管Q3的基极之间，蜂鸣器BELL接于电源VCC与晶体管Q3的发射极之间，晶体管Q3的集电极接地；接口插件U8的4脚接于单片机Ul的16脚。所述处理器模块由单片机Ul、电阻R7、电容C9和按键开关K5组成，所述单片机Ul 的型号为ATMEGA163_DIP40 ；所述单片机Ul的10脚接电源VCC，11脚接地，所述按键开关 K5的一端接单片机Ul的9脚，其另一端接地，电阻R7接于电源VCC和单片机Ul的9脚之间，所述电容C9与按键开关K6并联。所述实时钟模块由时钟日历芯片U3及其外围元件晶体Y1、电容Cl和C2组成；所述时钟日历芯片U3的1脚经由电容C2接地，晶体Yl接于所述时钟日历芯片U3的2脚与 1脚之间，所述时钟日历芯片U3的3脚和4脚接地，所述时钟日历芯片U3的5脚和6脚分别与单片机Ul的23脚和22脚相连接，所述时钟日历芯片U3的8脚接电源VCC经电容Cl 接于电源VCC与地之间。所述照明控装置模块由达林顿晶体管U2组成，所述达林顿晶体管U2的型号为 ULN2003，所述达林顿晶体管U2的1脚-7脚分别依次与单片机Ul的40脚-34脚相连接。所述显示模块由液晶显示模块U4、电容C4、电阻R5和R6组成，所述液晶显示模块的型号为IXD12864，所述液晶显示模块U4的1脚接地，2脚接电源VCC，分别依次接Ul的， 所述液晶显示模块U4的4脚-14脚、16脚分别依次接单片机Ul的21脚-19脚、1脚-7脚、 17脚、18脚，所述液晶显示模块U4的17脚经由电阻R6接电源VCC且经由电容C4接地，所述液晶显示模块U4的18脚接-VCC，19脚经由R5后接电源VCC，20脚接地。所述键盘由按键开关K1-K4和电阻R1-R4组成，所述按键开关K1-K4的一端分别依次与单片机Ul的25脚-22脚相连接，其另一端分别依次经由电阻R1-R4后接电源VCC。所述接口模块由收发器U5、串行接口 U6、电容C5-C8组成，所述收发器U5的型号为MAX3232，所述串行接口 U6的型号为RS232 ；所述收发器U5的1脚和3脚之间、4脚和5 脚、2脚和16脚、6脚和15脚之间分别经由电容C7、C8、C6、C5相连，所述收发器U5的7脚和8脚分别与串行接口 TO的2脚和3脚相连接，所述收发器U5的9脚和10脚分别与单片机Ul的14脚和15脚相连接，所述收发器U5的13脚和14脚直接相连，15脚接地，16脚接电源VCC。采用上述技术方案后取得的技术进步为便于对教室照明进行控制，免去了人工控制过程中大量而繁琐的工作，避免了高校教室照明控制中存在的浪费现象，降低了教室照明的能耗，大幅度节约了能源；本实用新型结构简单、使用灵活方便、功耗小、稳定性高、 使用寿命长、成本较低，便于大范围推广。
图1为本实用新型的系统原理图；图2为本实用新型的电路原理图；图3为射频识别模块的电路原理图。
具体实施方式
由图1和图2所示可知教室照明控制装置，包括处理器模块、射频识别模块、实时钟模块、照明控制模块、键盘、显示模块和接口模块；所述射频识别模块和键盘的输出端分别与处理器模块的相应输入端相连接，所述实时钟模块、照明控制模块、显示模块和接口模块分别于处理器模块双向连接。图2中的RFID代表射频识别模块，所述射频识别模块由脉动进位计数器U7、接口插件U8、晶体Y2、电容C10-C19、电解电容C20、电阻R8-R23、晶体管Q1-Q3、运算放大器 N1-N2和二极管Dl组成；所述脉动进位计数器U7的型号为74HC4060 ；所述脉动进位计数器U7的12脚和8脚接地，电阻R16和电容C18接于脉动进位计数器U7的10脚与地之间， 电容C17接于脉动进位计数器U7的11脚和地之间，晶体Y2和电阻R15并联于电容C18与 R16的节点和脉动进位计数器U7的11脚之间，所述脉动进位计数器U7的16脚接电源VCC， 电容C19接于16脚与地之间；晶体管Ql和Q2的基极相连后接于脉动进位计数器U7的4 脚，晶体管Ql的集电极接电源VCC，晶体管Ql的发射极与晶体管Q2的发射极相连，晶体管 Q2的集电极接地，电阻L1、R8、二极管Dl和电容C13串联后接于晶体管Ql的发射极与运算放大器m的反相输入端之间，电容ClO接于电阻Ll和R8的节点与地之间，电容Cll和 C12串联后与电阻R9并联接于二极管Dl与电容C13的节点与地之间，电容C14和电阻RlO 并联接于运算放大器W的反相输入端与地之间，电阻Rll接于运算放大器W的同相输入端与地之间，电阻R12接于运算放大器m的同相输入端与电源VCC之间，电容C16接于电源与地之间，电阻R13和电容C15串联后接于运算放大器m的输出端与运算放大器N2的同相输入端，电阻R14接于运算放大器N2的同相输入端与地之间，电阻R18接于运算放大器N2的同相输入端和其输出端之间，电阻R19和R21串联后接于电源VCC与地之间，运算放大器N2的反相输入端接电阻R19和R21的节点，电阻R20接于运算放大器N2的反相输入端与同相输入端之间，接口插件U8的5脚接电源VCC，电容C19和电解电容C20并联接于接口插件U8的5脚与地之间，按键开关K6的接于接口插件U8的2脚与地之间，接口插件的1脚接地，电阻R22接于接口插件U8的3脚与电源VCC之间，电阻R23接于接口插件U8 的3脚与晶体管Q3的基极之间，蜂鸣器BELL接于电源VCC与晶体管Q3的发射极之间，晶体管Q3的集电极接地；接口插件U8的4脚接于单片机Ul的16脚。所述处理器模块由单片机Ul、电阻R7、电容C9和按键开关K5组成，所述单片机Ul 的型号为ATMEGA163_DIP40 ；所述单片机Ul的10脚接电源VCC，11脚接地，所述按键开关 K5的一端接单片机Ul的9脚，其另一端接地，电阻R7接于电源VCC和单片机Ul的9脚之间，所述电容C9与按键开关K6并联。所述实时钟模块由时钟日历芯片U3及其外围元件晶体Y1、电容Cl和C2组成；所述时钟日历芯片U3的1脚经由电容C2接地，晶体Yl接于所述时钟日历芯片U3的2脚与 1脚之间，所述时钟日历芯片U3的3脚和4脚接地，所述时钟日历芯片U3的5脚和6脚分别与单片机Ul的23脚和22脚相连接，所述时钟日历芯片U3的8脚接电源VCC经电容Cl 接于电源VCC与地之间。所述照明控装置模块由达林顿晶体管U2组成，所述达林顿晶体管U2的型号为 ULN2003，所述达林顿晶体管U2的1脚-7脚分别依次与单片机Ul的40脚-34脚相连接。 所述照明控制模块的输出与教室内的照明灯相连接。所述显示模块由液晶显示模块U4、电容C4、电阻R5和R6组成，所述液晶显示模块的型号为IXD12864，所述液晶显示模块U4的1脚接地，2脚接电源VCC，分别依次接Ul的， 所述液晶显示模块U4的4脚-14脚、16脚分别依次接单片机Ul的21脚-19脚、1脚-7脚、 17脚、18脚，所述液晶显示模块U4的17脚经由电阻R6接电源VCC且经由电容C4接地，所述液晶显示模块U4的18脚接-VCC，19脚经由R5后接电源VCC，20脚接地。所述键盘由按键开关K1-K4和电阻R1-R4组成，所述按键开关K1-K4的一端分别依次与单片机Ul的25脚-22脚相连接，其另一端分别依次经由电阻R1-R4后接电源VCC。所述接口模块由收发器U5、串行接口 U6、电容C5-C8组成，所述收发器U5的型号为MAX3232，所述串行接口 U6的型号为RS232 ；所述收发器U5的1脚和3脚之间、4脚和5 脚、2脚和16脚、6脚和15脚之间分别经由电容C7、C8、C6、C5相连，所述收发器U5的7脚和8脚分别与串行接口 U6的2脚和3脚相连接，所述收发器TO的9脚和10脚分别与单片机Ul的14脚和15脚相连接，所述收发器U5的13脚和14脚直接相连，15脚接地，16脚接电源VCC。本实用新型的工作原理和使用方法为所述射频识别模块采用刷卡方式进行学生识别操作，依托校园一卡通的平台，不必另行购置卡片，不仅方便学生使用，还降低了成本。白天时，室外光照强度令室内光线足够，本实用新型的处理器模块根据所述实时钟模块提供的时间记录自动将照明控制模块设置成休眠状态，教室内的照明灯由现有开关控制，教师或者学生根据室内光线强度自主决定照明灯的开启状况。夜间时候，光线变弱，开启本实用新型，教室照明灯进入照明智能控制状态。学生进出教室之前首先刷卡，将个人信息通过所述射频识别模块传送到处理器模块，所述处理器模块根据内部记录判断此名学生是要进入教室还是要离开教室，如果要进入教室，则将所述处理器模块内部存储器中有关教室内学生数量的记录更新——教室内学生数量加1 ； 如果要离开教室，所述处理器模块的内部存储器中有关教室内学生数量减1。数据更新后， 所述处理器模块再根据更新后的学生数量决定出此刻教室内应该开启的照明灯数量，并将所述照明灯数量传送给照明控制模块，通过此模块控制照明灯的工作情况。本实用新型具有检测容易、统计精确、耗能低等优点，适合在高校范围内大面积推
权利要求1.一种教室照明智能控制装置，其特征在于包括处理器模块、射频识别模块、实时钟模块、照明控制模块、键盘、显示模块和接口模块；所述射频识别模块和键盘的输出端分别与处理器模块的相应输入端相连接，所述实时钟模块、照明控制模块、显示模块和接口模块分别于处理器模块双向连接。
2.根据权利要求1所述的教室照明智能控制装置，其特征在于所述射频识别模块由脉动进位计数器U7、接口插件U8、晶体Y2、电容C10-C19、电解电容C20、电阻R8-R23、晶体管 Q1-Q3、运算放大器m_N2和二极管Dl组成；所述脉动进位计数器U7的型号为74HC4060 ； 所述脉动进位计数器U7的12脚和8脚接地，电阻R16和电容C18接于脉动进位计数器U7 的10脚与地之间，电容C17接于脉动进位计数器U7的11脚和地之间，晶体Y2和电阻R15 并联于电容C18与R16的节点和脉动进位计数器U7的11脚之间，所述脉动进位计数器U7 的16脚接电源VCC，电容C19接于16脚与地之间；晶体管Ql和Q2的基极相连后接于脉动进位计数器U7的4脚，晶体管Ql的集电极接电源VCC，晶体管Ql的发射极与晶体管Q2的发射极相连，晶体管Q2的集电极接地，电阻Li、R8、二极管Dl和电容C13串联后接于晶体管Ql的发射极与运算放大器W的反相输入端之间，电容ClO接于电阻Ll和R8的节点与地之间，电容Cll和C12串联后与电阻R9并联接于二极管Dl与电容C13的节点与地之间，电容C14和电阻RlO并联接于运算放大器m的反相输入端与地之间，电阻Rll接于运算放大器m的同相输入端与地之间，电阻R12接于运算放大器m的同相输入端与电源VCC之间， 电容C16接于电源与地之间，电阻R13和电容C15串联后接于运算放大器m的输出端与运算放大器N2的同相输入端，电阻R14接于运算放大器N2的同相输入端与地之间，电阻R18 接于运算放大器N2的同相输入端和其输出端之间，电阻R19和R21串联后接于电源VCC与地之间，运算放大器N2的反相输入端接电阻R19和R21的节点，电阻R20接于运算放大器 N2的反相输入端与同相输入端之间，接口插件U8的5脚接电源VCC，电容C19和电解电容 C20并联接于接口插件U8的5脚与地之间，按键开关K6的接于接口插件U8的2脚与地之间，接口插件的1脚接地，电阻R22接于接口插件U8的3脚与电源VCC之间，电阻R23接于接口插件U8的3脚与晶体管Q3的基极之间，蜂鸣器BELL接于电源VCC与晶体管Q3的发射极之间，晶体管Q3的集电极接地；接口插件U8的4脚接于单片机Ul的16脚。
3.根据权利要求2所述的教室照明智能控制装置，其特征在于所述处理器模块由单片机U1、电阻R7、电容C9和按键开关K5组成，所述单片机Ul的型号为ATMEGA163_DIP40 ；所述单片机Ul的10脚接电源VCC，11脚接地，所述按键开关K5的一端接单片机Ul的9脚， 其另一端接地，电阻R7接于电源VCC和单片机Ul的9脚之间，所述电容C9与按键开关K6 并联。
4.根据权利要求3所述的教室照明智能控制装置，其特征在于所述实时钟模块由时钟日历芯片U3及其外围元件晶体Y1、电容Cl和C2组成；所述时钟日历芯片U3的1脚经由电容C2接地，晶体Yl接于所述时钟日历芯片U3的2脚与1脚之间，所述时钟日历芯片U3 的3脚和4脚接地，所述时钟日历芯片U3的5脚和6脚分别与单片机Ul的23脚和22脚相连接，所述时钟日历芯片U3的8脚接电源VCC经电容Cl接于电源VCC与地之间。
5.根据权利要求4所述的教室照明智能控制装置，其特征在于所述照明控装置模块由达林顿晶体管U2组成，所述达林顿晶体管U2的型号为ULN2003，所述达林顿晶体管U2的1 脚-7脚分别依次与单片机Ul的40脚-34脚相连接。
6.根据权利要求5所述的教室照明智能控制装置，其特征在于所述显示模块由液晶显示模块U4、电容C4、电阻R5和R6组成，所述液晶显示模块的型号为IXD12864，所述液晶显示模块U4的1脚接地，2脚接电源VCC，所述液晶显示模块U4的4脚-14脚、16脚分别依次接单片机Ul的21脚-19脚、1脚-7脚、17脚、18脚，所述液晶显示模块U4的17脚经由电阻R6接电源VCC且经由电容C4接地，所述液晶显示模块U4的18脚接-VCC，19脚经由R5 后接电源VCC，20脚接地。
7.根据权利要求6所述的教室照明智能控制装置，其特征在于所述键盘由按键开关 K1-K4和电阻R1-R4组成，所述按键开关K1-K4的一端分别依次与单片机Ul的25脚-22脚相连接，其另一端分别依次经由电阻R1-R4后接电源VCC。
8.根据权利要求7所述的教室照明智能控制装置，其特征在于所述接口模块由收发器 U5、串行接口 U6、电容C5-C8组成，所述收发器U5的型号为MAX3232，所述串行接口 U6的型号为RS232 ；所述收发器U5的1脚和3脚之间、4脚和5脚、2脚和16脚、6脚和15脚之间分别经由电容C7、C8、C6、C5相连，所述收发器U5的7脚和8脚分别与串行接口 U6的2脚和3脚相连接，所述收发器U5的9脚和10脚分别与单片机Ul的14脚和15脚相连接，所述收发器U5的13脚和14脚直接相连，15脚接地，16脚接电源VCC。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于教室照明控制的教室照明智能控制装置，包括处理器模块、射频识别模块、实时钟模块、照明控制模块、键盘、显示模块和接口模块；所述射频识别模块和键盘的输出端分别与处理器模块的相应输入端相连接，所述实时钟模块、照明控制模块、显示模块和接口模块分别于处理器模块双向连接。本实用新型方便于对教室照明进行控制，免去了人工控制过程中大量而繁琐的工作，避免了高校教室照明控制中存在的浪费现象，降低了教室照明的能耗，大幅度节约了能源；本实用新型结构简单、使用灵活方便、功耗小、稳定性高、使用寿命长、成本较低，便于大范围推广。
文档编号H05B37/02GK202043341SQ20112012612
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月26日 优先权日2011年4月26日
发明者安涛, 李科, 赵炎 申请人:河北科技大学