一種節(jié)能照明測控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能照明控制系統(tǒng)，確切的說是一種用于高校大型教室的節(jié)能照明測控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高校教室普遍存在“長明燈”的浪費(fèi)現(xiàn)象，常常可以看到光線充足的白天人們忘了關(guān)燈，而到了晚上偌大的教室空無一人或寥寥數(shù)人卻也“燈光通明”。在保證照明質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)教室照明的節(jié)能控制是遏制教室照明浪費(fèi)現(xiàn)象的一種有效途徑。
[0003]實(shí)現(xiàn)教室照明的節(jié)能控制，最首要的問題是要能完成對室內(nèi)光照的檢測和教室人數(shù)的統(tǒng)計(jì)。對于光強(qiáng)度檢測，根據(jù)國家最新頒布的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 50034-2004》，規(guī)定教室、閱覽室等大面積公共照明場所內(nèi)照度值不得低于3001x，可采用精度比較高的光頻轉(zhuǎn)換器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光敏器件對光照度進(jìn)行量化測量。對于人體信號檢測的現(xiàn)行方案主要有以下兩種:一種是將教室作為一個整體，通過安裝在教室門口的紅外熱釋電傳感器統(tǒng)計(jì)進(jìn)入教室的人數(shù)，若教室光強(qiáng)不足，就根據(jù)進(jìn)入教室內(nèi)的人數(shù)打開相應(yīng)數(shù)量的燈。這種方案成本低，設(shè)計(jì)方便，但檢測精度低，當(dāng)教室門口出現(xiàn)人群擁擠或人流不斷的情況時就難以正常計(jì)數(shù)，導(dǎo)致節(jié)能效果差。第二種方案是將教室分為幾個區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)安裝一個熱釋電探測器，探測區(qū)域內(nèi)人數(shù)信息，根據(jù)探測到的人體信息結(jié)合區(qū)域內(nèi)光強(qiáng)信號決定是否打開該區(qū)域的燈，這種方案雖然比第一種方案有所改善，但仍然存在一個最大的問題:熱釋電傳感器僅能檢測人體是否存在，而無法定量統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)人數(shù)信息，這樣就會導(dǎo)致教室人數(shù)分散時打開過多的燈，引起了不必要的浪費(fèi)。且熱釋電傳感器本身會受到溫度、光源的干擾，尤其是環(huán)境溫度和人體溫度接近時，靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈，導(dǎo)致控制出現(xiàn)混亂，無法達(dá)到理想的節(jié)能控制效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種可精確統(tǒng)計(jì)教室人數(shù)的檢測裝置，配合高精度的光強(qiáng)測量集成芯片TSL230分別對人體信息和教室光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測，控制中心根據(jù)檢測到的信息進(jìn)而做出節(jié)能控制決策。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種節(jié)能照明測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元、信號測量單元、脈沖整形單元、照明負(fù)載、驅(qū)動單元、光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元，所述信號測量單元、脈沖整形單元分別與控制單元連接，所述光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元與脈沖整形單元連接，所述單片機(jī)通過驅(qū)動單元控制照明負(fù)載。所述信號測量單元和照明負(fù)載均采用根據(jù)教室區(qū)域進(jìn)行劃分的陣列組合進(jìn)行連接。所述信號測量單元的陣列組合和照明負(fù)載的陣列組合一一對應(yīng)。所述信號測量單元包括依次連接電源、電阻、限位開關(guān)組，所述限位開關(guān)固定于教室座椅上。所述限位開關(guān)的兩極分別與電阻的一端和地相接，所述座椅為可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。所述控制單元采用C8051R)20芯片組成的單片機(jī)最小系統(tǒng)。所述脈沖整形單元采用74HC14芯片，所述光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元采用TSL230芯片。
[0006]本實(shí)用新型有如下積極效果:本實(shí)用新型巧妙利用高校教室座椅可翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，在座椅下邊安裝限位開關(guān)，當(dāng)無人坐時，限位開關(guān)處于常開的狀態(tài)，當(dāng)有人坐時，限位開關(guān)閉合，把限位開關(guān)接入信號測量電路中，限位開關(guān)的斷開和閉合便轉(zhuǎn)換為電路的高低電平輸出，單片機(jī)通過檢測到的高低電平進(jìn)而判斷此座位是否有人，進(jìn)而可計(jì)算出教室內(nèi)人數(shù)。用限位開關(guān)代替熱釋電傳感器測量人體信號，簡單可靠，抗干擾能力強(qiáng)，可精確統(tǒng)計(jì)教室人數(shù)。為后續(xù)的節(jié)能控制提高了準(zhǔn)確可靠的信息。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的信號測量單元的電路圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的脈沖整形單元的電路圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的單片機(jī)最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖5是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的限位開關(guān)安裝結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖6是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的限位開關(guān)的安裝及教室燈光控制區(qū)域劃分圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0014]一種節(jié)能照明測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元、信號測量單元、脈沖整形單元、照明負(fù)載、驅(qū)動單元、光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元，所述信號測量單元、脈沖整形單元分別與控制單元連接，所述光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元與脈沖整形單元連接，所述單片機(jī)通過驅(qū)動單元控制照明負(fù)載。所述信號測量單元和照明負(fù)載均采用根據(jù)教室區(qū)域進(jìn)行劃分的陣列組合進(jìn)行連接。所述信號測量單元的陣列組合和照明負(fù)載的陣列組合一一對應(yīng)。所述信號測量單元包括依次連接電源、電阻、限位開關(guān)組，所述限位開關(guān)固定于教室座椅上。所述限位開關(guān)的兩極分別電阻的一端和地相接，所述坐椅為可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。所述控制單元采用C8051R)20芯片組成的單片機(jī)最小系統(tǒng)。所述脈沖整形單元采用74HC14芯片，所述光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元采用TSL230芯片。
[0015]為了精確統(tǒng)計(jì)教室每個區(qū)域的人數(shù)，在每個座位下面安裝限位開關(guān)，當(dāng)有人坐下時，限位開關(guān)閉合，當(dāng)人離開時，凳面自動翻起，限位開關(guān)斷開?？紤]到教室限位開關(guān)布線的方便，將教室分為左右兩塊大區(qū)域，各區(qū)域采用獨(dú)立控制系統(tǒng)。每個大區(qū)域又分為三個小區(qū)域。系統(tǒng)工作總過程為:由光頻轉(zhuǎn)換芯片實(shí)時監(jiān)測光照度。當(dāng)光照度小于3001x，且教室內(nèi)沒有區(qū)域亮燈則打開人所在區(qū)域的燈，若再有人進(jìn)入，則監(jiān)測第一個開燈區(qū)域的人數(shù)是否大于U (人數(shù)上限)，若不大于則不再打開其他區(qū)域的燈，若大于則打開該區(qū)域的燈，以此循環(huán)打開其他區(qū)域的燈。此時若有人離開，則監(jiān)測教室各亮燈區(qū)域的人數(shù)，若有兩個區(qū)域的人數(shù)均小于L (人數(shù)下限)，則關(guān)閉一個區(qū)域的燈，任何一個時刻只允許有一個亮燈區(qū)域的人數(shù)小于U，其他亮燈區(qū)域的人數(shù)必須大于等于U。若有人繼續(xù)離開，直到某區(qū)域無人，則關(guān)閉該區(qū)域的燈。若光照度大于3001x且教室無亮燈，無論教室是否有人均不打開燈。
[0016]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種節(jié)能照明測控系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括控制單元、信號測量單元、脈沖整形單元、照明負(fù)載、驅(qū)動單元、光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元，所述信號測量單元、脈沖整形單元分別與控制單元連接，所述光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元與脈沖整形單元連接，單片機(jī)通過驅(qū)動單元控制照明負(fù)載。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能照明測控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號測量單元和照明負(fù)載均采用根據(jù)教室區(qū)域進(jìn)行劃分的陣列組合進(jìn)行連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能照明測控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號測量單元的陣列組合和照明負(fù)載的陣列組合一一對應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的節(jié)能照明測控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號測量單元包括依次連接電源、電阻、限位開關(guān)組，所述限位開關(guān)固定于教室座椅上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能照明測控系統(tǒng)，其特征在于:所述限位開關(guān)的兩極分別與電阻和地相接，所述限位開關(guān)靠近電阻的一個極作為測量電路的輸出與單片機(jī)的輸入引腳相連，所述電阻的另一端和電源連接，所述限位開關(guān)的機(jī)械觸頭朝向座椅的坐板底面方向，所述坐板為可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能照明測控系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元采用C8051F020芯片組成的單片機(jī)最小系統(tǒng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能照明測控系統(tǒng)，其特征在于:所述脈沖整形單元采用斯密特觸發(fā)器74HC14芯片，所述光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元采用TSL230芯片。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能照明測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元、信號測量單元、脈沖整形單元、照明負(fù)載、驅(qū)動單元、光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元，所述信號測量單元、脈沖整形單元分別與控制單元連接，所述光強(qiáng)轉(zhuǎn)換單元與脈沖整形單元連接，所述單片機(jī)通過驅(qū)動單元控制照明負(fù)載。利用高校教室座椅可翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，在座椅下邊安裝限位開關(guān)，當(dāng)無人坐時，限位開關(guān)處于常開的狀態(tài)，當(dāng)有人坐時，限位開關(guān)閉合，把限位開關(guān)接入信號測量電路中，限位開關(guān)的斷開和閉合便轉(zhuǎn)換為電路的高低電平輸出，單片機(jī)通過檢測到的高低電平進(jìn)而判斷此座位是否有人，進(jìn)而可計(jì)算出教室內(nèi)人數(shù)。用限位開關(guān)代替熱釋電傳感器測量人體信號，簡單可靠，抗干擾能力強(qiáng)，可精確統(tǒng)計(jì)教室人數(shù)。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號】CN204634130
【申請?zhí)枴緾N201520360832
【發(fā)明人】王憲菊, 韋永梅, 董秀英, 黃肖健
【申請人】阜陽師范學(xué)院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月30日