基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Zigbee?RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)，包括控制中心、Zigbee模塊、RFID檢測(cè)器、光照傳感器模塊、大功率LED燈具和Zigbee終端；所述控制中心和Zigbee模塊的一端連接，所述Zigbee模塊的另一端和Zigbee終端的第一個(gè)端口連接；所述RFID檢測(cè)器和Zigbee終端的第二個(gè)端口連接，所述光照傳感器模塊和Zigbee終端的第三個(gè)端口連接，所述大功率LED燈具和Zigbee終端的第四個(gè)端口連接。具有能有效改善傳統(tǒng)教室長(zhǎng)期開(kāi)燈的狀況，節(jié)省了大量能源，加強(qiáng)了管理人員對(duì)各教室的獨(dú)立控制，并同時(shí)將教室照明維持在最佳亮度狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
基于Z i gbee-RF ID融合通信的教室照明系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種教室照明控制系統(tǒng)，特別涉及一種基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教室照明設(shè)備的智能控制。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的教室照明，由于自習(xí)學(xué)生人數(shù)的不確定性，常常需要保持長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)燈，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)教室空無(wú)一人卻燈火通明的情況，造成了電能的極大浪費(fèi)。本發(fā)明通過(guò)RFID技術(shù)的定位檢測(cè)功能，自動(dòng)監(jiān)測(cè)教室內(nèi)學(xué)生人數(shù)及人員位置，并進(jìn)行相應(yīng)區(qū)域LED燈的亮滅控制。同時(shí)，通過(guò)光照傳感器模塊的光照監(jiān)控功能，隨外部光源亮度變化實(shí)現(xiàn)燈光照度調(diào)節(jié)，能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)舒適度，環(huán)保節(jié)能。
[0003]普通教學(xué)樓燈光設(shè)備控制中心常通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制所有教室的電源，或著是分樓層進(jìn)行控制。而隨著教室數(shù)量的增加，若要實(shí)現(xiàn)對(duì)某教室精確控制，則需要增加相應(yīng)開(kāi)關(guān)數(shù)，增加相應(yīng)的控制線，這大大增大了設(shè)計(jì)難度及出錯(cuò)率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效克服教室照明設(shè)備控制度不足、人工管理量大的問(wèn)題，提供一種高效可控的智能照明系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)，包括:控制中心1、Zigbee模塊2、RFID檢測(cè)器3、光照傳感器模塊4、大功率LED燈5和Zigbee終端6。所述控制中心I和Zigbee模塊2的一端連接，所述Zigbee模塊2的另一端和Zigbee終端6的第一個(gè)端口連接;所述RFID檢測(cè)器3、光照傳感器模塊4和大功率LED燈具5分別和Zigbee終端6的第二個(gè)端口、Zigbee終端6的第三個(gè)端口和Zigbee終端6的第四個(gè)端口連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述控制中心I把LED燈光控制信息傳輸給Zigbee模塊2，所述LED燈光控制信息包括LED燈光亮滅控制信息和LED燈光亮度調(diào)節(jié)信息，所述Zigbee模塊2進(jìn)行組網(wǎng)并同時(shí)把LED燈光控制信息傳輸給Zigbee終端6;所述RFID檢測(cè)器3把人數(shù)統(tǒng)計(jì)信息和定位信息發(fā)送給Zigbee終端6;所述光照傳感器模塊4把環(huán)境光照強(qiáng)度檢測(cè)信息發(fā)送給Zigbee終端6，所述Zigbee終端6控制大功率LED燈具5的亮度。
[0007]進(jìn)一步地，所述Zigbee模塊2包括Zigbee協(xié)調(diào)器7和Zigbee路由器8。所述Zigbee協(xié)調(diào)器7的第一個(gè)端口和控制中心I連接，所述Zigbee協(xié)調(diào)器7的第二個(gè)端口和Zigbee路由器8連接，所述Zigbee協(xié)調(diào)器7的第三個(gè)端口和Zigbee終端6連接，所述控制中心I把燈光亮度控制信息傳輸給Zigbee協(xié)調(diào)器6，所述Zigbee協(xié)調(diào)器6把燈光亮度信息傳輸給Zigbee路由器8，所述Zigbee路由器8把燈光亮度控制信息傳輸給Zigbee終端6。
[0008]進(jìn)一步地，所述控制中心I的電腦接入Zigbee協(xié)調(diào)器6，目的在于實(shí)現(xiàn)所有教室燈光調(diào)節(jié)的控制，所述Zigbee終端6安置在每一間教室用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通，所述Zigbee路由器8作為Zigbee的中間節(jié)點(diǎn)被安置于走廊處，用于保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性并減少斷網(wǎng)率。
[0009]進(jìn)一步地，所述RFID檢測(cè)器3接入Zigbee終端6，其通過(guò)定時(shí)設(shè)置，每隔一段時(shí)間便進(jìn)行教室學(xué)生數(shù)量的統(tǒng)計(jì)及學(xué)生位置的定位，再通過(guò)Zigbee終端6控制，對(duì)無(wú)人區(qū)域進(jìn)行滅燈、有人區(qū)域亮燈操作，所述人數(shù)統(tǒng)計(jì)和定位是由學(xué)生配置的RFID電子標(biāo)簽來(lái)實(shí)現(xiàn)，電子標(biāo)簽放置位置可由學(xué)生自行決定。
[0010]進(jìn)一步地，所述光照傳感器模塊4和Zigbee終端6連接，用于進(jìn)行外部光源的檢測(cè)；所述大功率LED燈具5和Zigbee終端6相連，所述大功率LED燈具5受Zigbee終端6發(fā)送命令直接控制，或由控制中心I間接控制。
[0011]本發(fā)明基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)包括控制中心、Zigbee模塊、RFID檢測(cè)器、光照傳感器模塊和大功率LED燈具，通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)連接控制中心和各教室照明控制系統(tǒng)。所述光照傳感器模塊對(duì)教室照度進(jìn)行檢測(cè)，并同時(shí)把檢測(cè)信息傳輸給Zigbee終端;所述RFID檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)電子標(biāo)簽確定教室內(nèi)人數(shù)和人員位置，并同時(shí)把檢測(cè)信息傳輸給Zigbee終端進(jìn)而對(duì)LED燈光亮度進(jìn)行調(diào)控。本系統(tǒng)自動(dòng)控制大功率LED燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，能改善傳統(tǒng)教室長(zhǎng)期開(kāi)燈的狀況，節(jié)省大量能源，加強(qiáng)了管理人員對(duì)各教室的獨(dú)立控制，并同時(shí)將教室照明維持在最佳亮度狀態(tài)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0013](I)本發(fā)明介紹的基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)可根據(jù)教室內(nèi)是否有學(xué)生及學(xué)生的相應(yīng)位置對(duì)教室內(nèi)各區(qū)域的燈光進(jìn)行開(kāi)關(guān)及照度調(diào)節(jié)，無(wú)需人工調(diào)節(jié)，省時(shí)省力，同時(shí)節(jié)省大量能源。
[0014](2)本發(fā)明介紹的基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)可根據(jù)教室內(nèi)外部光源檢測(cè)，判斷教室采光量的多少，判斷是否需要進(jìn)行補(bǔ)光操作，并控制LED進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，減少照度不足對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。
[0015](3)本發(fā)明介紹的基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)中LED燈受教室環(huán)境檢測(cè)結(jié)果和控制中心兩方面控制，節(jié)省了大量管理成本，增強(qiáng)了教學(xué)樓設(shè)備的可控性，節(jié)省了教室電力設(shè)計(jì)成本。
【附圖說(shuō)明】
:
[0016]圖1為本發(fā)明的基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明控制系統(tǒng)。
[0017]圖2為本發(fā)明的Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)連接圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的Zigbee終端工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0020]實(shí)施例
[0021]如圖1所示，基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)包括控制中心1、Zigbee模塊2、RFID檢測(cè)器3、光照傳感器模塊4和大功率LED燈具5?？刂浦行腎通過(guò)Zigbee協(xié)調(diào)器7和Zigbee路由器8分別和教室內(nèi)部Zigbee終端6連接進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單向控制;RFID檢測(cè)器3、光照傳感器模塊4、大功率LED燈具5都和Zigbee終端6連接，分別用于檢測(cè)外部光照強(qiáng)度、檢測(cè)教室內(nèi)學(xué)生數(shù)量和學(xué)生所在位置、實(shí)現(xiàn)教室燈光調(diào)整。
[0022]如圖2所示，Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中Zigbee協(xié)調(diào)器7在Zigbee路由器8的擴(kuò)展之下，與整棟教學(xué)樓的Zigbee終端6進(jìn)行信息傳輸;在Zigbee協(xié)調(diào)器7內(nèi)寫(xiě)入各個(gè)Zigbee終端6的地址，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的編號(hào)設(shè)置?？刂浦行腎通過(guò)電腦連接Zigbee協(xié)調(diào)器7并寫(xiě)入命令，進(jìn)而可以同時(shí)控制整棟樓的燈光設(shè)備，也可以單獨(dú)對(duì)某一間教室進(jìn)行控制，并同時(shí)把用于判斷外界環(huán)境照度偏暗還是適宜的光照閾值寫(xiě)入Zigbee終端6。
[0023]使用本發(fā)明教室照明控制系統(tǒng)時(shí)，首先需將光照RFID檢測(cè)器3、傳感器模塊4、大功率LED燈具5和Zigbee終端6安放在各個(gè)教室，進(jìn)一步地，Zigbee終端6放置于教室門(mén)口處，以便于接收到最佳的信號(hào)，防止接收出錯(cuò);RFID檢測(cè)器3安置在教室中心天花板處，可準(zhǔn)確檢測(cè)各個(gè)學(xué)生所在的位置，增強(qiáng)接收電子標(biāo)簽反射回來(lái)的信號(hào);光照傳感器模塊4放置于教室外壁，確保用于檢測(cè)外部光源時(shí)不受教室內(nèi)LED光照的影響，保證外部光源測(cè)量的準(zhǔn)確性；大功率LED燈具5均勻分布在天花板上，具體安放數(shù)量及位置根據(jù)各教室的大小情況來(lái)確定；每隔六間教室即在走廊天花板上安放一個(gè)Zigbee路由器8，作為Zigbee網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)。
[0024]如圖3所示，系統(tǒng)運(yùn)行后，控制中心I發(fā)送指令的工作和Zigbee終端6的檢測(cè)工作同時(shí)進(jìn)行，控制中心I的控制工作優(yōu)先級(jí)高于Zi gbee終端6的監(jiān)測(cè)工作優(yōu)先級(jí)，控制中心I的控制工作在Zigbee終端6內(nèi)優(yōu)先級(jí)設(shè)為零，即為最高，當(dāng)控制中心I發(fā)送亮燈信號(hào)時(shí)，所有教室均亮燈，信號(hào)接收結(jié)束之后各教室再根據(jù)本教室實(shí)際情況進(jìn)行滅燈操作；當(dāng)控制中心I發(fā)送滅燈信號(hào)時(shí)，無(wú)論各教室情況如何，一律進(jìn)行滅燈操作。
[0025]當(dāng)Zigbee終端6接收控制中心I發(fā)送的指令之后，開(kāi)始執(zhí)行Zigbee終端6內(nèi)部功能，調(diào)控所在教室的燈光。首先Zigbee終端6把RFID工作控制信號(hào)發(fā)送給RFID檢測(cè)器3，RFID工作部分優(yōu)先級(jí)設(shè)為一，RFID檢測(cè)之后，向終端返回學(xué)生人數(shù)和人員所在位置，若有學(xué)生在教室內(nèi)，則在該區(qū)域亮燈;若教室內(nèi)無(wú)學(xué)生，則進(jìn)行滅燈操作。學(xué)生情況監(jiān)測(cè)結(jié)束之后，光照傳感器模塊4開(kāi)始進(jìn)行外部光照強(qiáng)度的檢測(cè)，若外部光照強(qiáng)度低于Zigee終端6內(nèi)部設(shè)定的光照閾值，則通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部算法計(jì)算補(bǔ)光量并同時(shí)控制大功率LED燈具5進(jìn)行PMff調(diào)光;若外部光照強(qiáng)度高于內(nèi)部設(shè)定的光照閾值，則無(wú)需進(jìn)行補(bǔ)光，自動(dòng)滅燈，此光照傳感器模塊4檢測(cè)命令優(yōu)先級(jí)最低，優(yōu)先級(jí)設(shè)為二。
[0026]為了確保教室燈光的照度適宜并同時(shí)減弱燈光變化過(guò)快產(chǎn)生的閃光作用，需要在程序內(nèi)部設(shè)定定時(shí)功能:把光照傳感器模塊4的檢測(cè)周期設(shè)為10分鐘，即每過(guò)十分鐘對(duì)外部光源光照量檢測(cè)一次;RFID檢測(cè)器3則每過(guò)十秒鐘進(jìn)行一次教室內(nèi)部學(xué)生情況的檢測(cè)，防止燈光閃動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)保證在昏暗環(huán)境下進(jìn)入教室的人員能及時(shí)獲得照明。
[0027]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)，包括控制中心(I)、Zigbee模塊(2)、RFID檢測(cè)器(3)、光照傳感器模塊(4)、大功率LED燈具(5)和Zigbee終端(6);其特征在于:所述控制中心(I)和Zigbee模塊(2)的一端連接，所述Zigbee模塊(2)的另一端和Zigbee終端(6)的第一個(gè)端口連接;所述RFID檢測(cè)器(3)和Zi gbee終端(6)的第二個(gè)端口連接，所述光照傳感器模塊(4)和Zi gbee終端(6)的第三個(gè)端口連接，所述大功率LED燈具(5)和Zi gbee終端(6)的第四個(gè)端口連接； 所述控制中心(I)把LED燈光控制信息傳輸給Zigbee模塊(2)，所述LED燈光控制信息包括LED燈光亮滅控制信息和LED燈光亮度調(diào)節(jié)信息，所述Zigbee模塊(2)進(jìn)行組網(wǎng)并同時(shí)把LED燈光控制信息傳輸給Zigbee終端(6);所述RFID檢測(cè)器(3)把人數(shù)統(tǒng)計(jì)信息和定位信息發(fā)送給Zigbee終端(6);所述光照傳感器模塊(4)把環(huán)境光照強(qiáng)度檢測(cè)信息發(fā)送給Zigbee終端(6)，所述Zigbee終端(6)用于控制大功率LED燈具(5)的亮度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)，其特征在于:所述Zigbee模塊(2)包括Zigbee協(xié)調(diào)器(7)和Zigbee路由器(8);所述21@&66協(xié)調(diào)器(7)的第一個(gè)端口和控制中心(I)連接，所述Zigbee協(xié)調(diào)器(7)的第二個(gè)端口和Zigbee路由器(8)連接，所述Zigbee協(xié)調(diào)器(7)的第三個(gè)端口和Zigbee終端(6)連接，所述控制中心(I)把燈光亮度控制信息傳輸給Zigbee協(xié)調(diào)器(6)，所述Zigbee協(xié)調(diào)器(6)把燈光亮度信息傳輸給Zigbee路由器(8)，所述Zigbee路由器(8)把燈光亮度控制信息傳輸給Zigbee終端(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于Zigbee-RFID融合通信的教室照明系統(tǒng)，其特征在于:所述大功率LED燈具(5)的工作狀態(tài)由控制中心(I)的控制信息、RFID檢測(cè)器(3)的檢測(cè)信息、光照傳感器模塊(4)的檢測(cè)信息三者共同決定;所述控制中心(I)的控制信息包括燈光亮滅控制信息和燈光亮度調(diào)節(jié)信息，所述RFID檢測(cè)器(3)的檢測(cè)信息包括人數(shù)統(tǒng)計(jì)信息和人員定位信息，所述光照傳感器模塊(4)的檢測(cè)信息表示教室外部光照強(qiáng)度。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK105848330SQ201610064832
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】文尚勝, 麥銳杰, 彭星, 關(guān)偉鵬, 吳津
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)