一种教室照明智能多控开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种教室照明智能多控开关，由可接收远程控制远程控制信号的ZigBee终端结点、与ZigBee终端结点连接的热释红外传感器单元、受ZigBee终端结点控制的联接在照明电路火线与地线之间的继电器模块以及与继电器模块并连的翘板开关组成；通过ZigBee终端结点控制室内灯的开关。采用本实用新型专利技术的方案，与原有的人工控制、集中远程控制、GPRS无线网络控制等控制方式相比，当外部情况发生改变，如教室有无人状态和人数发生变化时，系统可作出及时的调整，且能将控制精度提高到教室内的单个区域。采用本方案通过新型多控开关控制到每间教室每个区域的照明灯，且安装成本低，安装方式简单。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于照明控制，尤其是针对教学楼等大型楼宇，以节约电能合理控制照明设备状态的控制

技术介绍
本技术主要针对教学楼等大型楼宇。教学楼作为高校教学的重要场所，一般为开放式管理，目前教室照明开关的控制手段主要为人工控制和集中远程控制两种。两种控制方式均较为单一，且存在着严重的浪费现象，易造成长明灯、人少灯全开等浪费问题。教学楼灯具数量多，按照国际规定的教室照明功率密度约为11W/m2，假设每间教室平均面积120m2，每天平均浪费时间为3.5h2，一栋教学楼以150间教室计算，则一栋楼每年(以上课时间280天记)的浪费量达到19.4万度，按目前电价计达13.4万元。如此推算，一所拥有9栋教学楼的高校仅在照明用电方面可年浪费近120万元。目前，国内的教室灯控开关主要为翘板开关和控制室集中控制开关。翘板开关控制需要人工控制，教学楼教室数量众多，值班人员人工进行开关浪费了大量的时间，同时浪费了用电；集中远程控制控制方式不够灵活，无法适应不同教室对照明用电的需求。
技术实现思路
鉴于现有技术的以上缺点，本技术的目的是提供一种适合高校教学楼等楼宇照明控制的新型教室照明智能多控开关，使之具有操作简便、人机交互较好、智能化控制、节能的优点。本技术的目的是通过如下的手段实现的。一种教室照明智能多控开关，由可接收远程控制远程控制信号的ZigBee终端结点ZD、与ZigBee终端结点ZD连接的热释红外传感器单元RS、受ZigBee终端结点ZD控制的联接在照明电路火线与地线之间的继电器模块J以及与继电器模块J并连翘板开关Q组成；通过ZigBee终端结点控制室内灯的开关。系统正常工作时，翘板开关是处于上翘状态的，在未检测到控制信号时继电器处于落下状态，此时没有形成回路，灯具不亮；多控开关的热释红外传感器检测到有人时驱动继电器吸起，形成回路将灯具点亮。当ZigBee自动控制终端出现故障不受控，检测到有人进入时继电器无法正常吸起，此时将翘板开关拨下翘状态形成回路可以点亮灯具。本技术选择ZigBee作为系统组网控制技术符合当下智能化、节能化控制的要求。该新型开关内部集成了ZigBee自动控制终端和传统翘板开关。其中，ZigBee控制终端有两种控制模式。一种是自动控制模式，将教室划分为四个区域分别安置热释红外传感器感应人的信息，自动控制终端通过采集到的信息控制各个区域照明灯的量灭，实现教室照明的区域化控制；另一种是人工远程控制，当ZigBee自动控制终端收到管理者发来的ZigBee无线控制信号后，可通过该信息实现教室照明灯的量灭。另外，翘板开关作为应急辅助，当ZigBee自动控制终端出现损坏时，可通过翘板开关实现对照明的应急控制。ZigBee自动控制终端实现照明区域化控制的连接电路为：自动控制终端MCU的四个输出引脚P0_1，P0_3、P0_5、P0_7分别连接四个继电器。如P0_1通过限流电阻R1后与三极管Q1的基极连接，三极管的发射极接电源VCC，其集电极通过一个继电器J后再接地；二极管D2与继电器J并联；热释红外传感器的三个引脚，其中引脚1接VCC，引脚3接地，引脚2则直接与CC2530的P0_2I/O口相连接,热释红外传感器便实现了与CC2530即ZigBee终端结点的连接，传感器可以直接将采集到的数据以高低电平的形式传递给CC2530以达到数据交互的目的。CC2530的P0_2、P0_4、P0_6、P0_8I/O口分别接四个热释红外传感器。这样，每间教室安置一个智能多控开关，每个开关配置4个热释红外传感器在不同的区域环境进行实时的监控与信息采集，当感应到某区域有人进入时，被对应的热释红外传感器感应到，智能多控开关可以驱动对应的继电器吸起，打开该区域的照明灯，当人离开时，延时5秒后该区域灯自动关闭。当管理员需要对该教室进行远程控制时，通过ZigBee无线通信技术将信息传至该智能多控终端，可控制该终端执行开关灯命令。另外，当智能多控开关的自动控制终端模块损坏时，翘板开关可以直接对教室内照明灯进行手动应急控制。该智能多控开关在型号上与传统教室内开关完全一致，可以实现对原有开关的直接替换，无需重新布线。采用本技术的方案，与原有的人工控制、集中远程控制、GPRS无线网络控制等控制方式相比，当外部情况发生改变，如教室有无人状态和人数发生变化时，系统可作出及时的调整，且能将控制精度提高到教室内的单个区域。采用本方案通过新型多控开关控制到每间教室每个区域的照明灯，且安装成本低，安装方式简单。除了成本低的优点外，本技术具有以下功能和优点：(1)增强应急能力：智能多控开关具有自动控制、人工远程控制和手动控制三种控制方式。既可以在人进入或离开教室时及时地调整教室照明灯的开关状态，又可通过接收远程控制信号对教室内照明设备进行控制，同时保留了传统翘板开关模块对教室内照明进行应急控制。(2)便于照明设备保养与维护：该多控开关可以实时地监控环境的变化，通过这些变化控制照明灯的开和闭，提高照明设备的利用率，同时提高了照明设备的使用寿命。(3)实现科学管理：系统能将采集到的数据自动存储、分析，并能随时进行查询和打印，为管理现代化提供了有效的数据依据。(4)硬件内存需求低：相比WiFi的1MB+的硬件内存需求，其内存需求仅为32KB～64KB。(5)传输距离远：传统的WiFi传输的传输距离为100米，而ZigBee的传输距离在300m-3km之间。(6)可控制教室数量多：每个ZigBee网络可存在255个节点，同一区域可存在200个ZigBee网络，即ZigBee网络的控制范围可覆盖到整栋教学楼。(7)通道冗余：通过布置无线照明控制网络，可实现无线通信网络的覆盖，为将来物联网和更多监控信息的传输提供数据通道。(8)“即插即用”扩展方便：该智能多控开关的设计内部集成了ZigBee自动控制终端和传统翘板开关，其型号与传统开关完全一致，其构建是建立在网络建成的前提下，安装该多控开关时无需重新布线，可以做到“即插即用”。(9)区域化控制：本教室照明智能多控开关将教室内的照明设备划分为四个区域，每个区域安置一个热释红外传感器，对各个区域的照明灯进行独立控制，提高了照明的合理化控制，节约了大量的电能。(10)灯光随动功能：随着ZigBee技术在系统中的使用，本系统能切实的做到灯光随动，只需要将每个终端与热释红外传感器连接，便可实时捕捉人的信息，并对灯控设备进行控制，做到“人到灯亮，人走灯灭！”，极大的提高了管理效率。附图说明图1是本技术教室照明智能多控开关系统结构图。图2为本技术教室照明智能多控开关内部结构图。图3为教室照明智能多控开关简化电路图,表示正常状态未检测到控制信号时的情况。图4为教室照明智能多控开关简化电路图,表示正常状态检测到控制信号时的情况。图5为教室照明智能多控开关简化电路图,表示非正常状态灯具工作时的情况。具体实施方式下面结合附图和实施例子对本技术进行一步说明。由图1可以看到本技术方法所使用设备关系。第一种开关模式是自控模式，本系统通过使用放置在智能开关中的ZigBee终端根据热释红外传感器采集的信号，驱动继电器闭合，在翘板开关处于上掷的状态下，使电灯接入电网被点亮。第二种是人工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种教室照明智能多控开关，其特征在于，由可接收远程控制远程控制信号的ZigBee终端结点(ZD)、与ZigBee终端结点连接的热释红外传感器单元(RS)、受ZigBee终端结点控制的联接在照明电路火线与地线之间的继电器模块(J)以及与继电器模块并连的翘板开关(Q)组成；通过ZigBee终端结点控制室内灯的开关。

【技术特征摘要】
1.一种教室照明智能多控开关，其特征在于，由可接收远程控制远程控制信号的ZigBee终端结点(ZD)、与ZigBee终端结点连接的热释红外传感器单元(RS)、受ZigBee终端结点控制的联接在照明电路火线与地线之间的继电器模块(J)以及与继电器模块并连的翘板开关(Q)组成；通过Zi...

【专利技术属性】
技术研发人员：李运，余泽汇，叶子豪，邱林，朱允瑞，柳晓贞，张志鑫，万印均，白梦凡，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51