一种具有节能效果的自适应教室照明控制系统技术方案

一种具有节能效果的自适应教室照明控制系统，构成中包括单片机及与教室中的课桌一一对应的多个人体传感器和多个照明单元，多个人体传感器分别接单片机的不同输入端口，每个照明单元包括照明灯和晶闸管，所述晶闸管与照明灯串联连接后接交流电源，晶闸管的栅极通过耦合电阻接单片机的输出端口，所述单片机通过人体传感器检测每个课桌是否有人，并通过晶闸管控制有人课桌的照明灯以额定功率照明，与有人课桌相邻的无人课桌的照明灯降功率照明，其余照明灯熄灭。本发明专利技术给每个课桌配置了独立控制且功率可调的照明单元，可根据教室内学生的人数和分布情况控制各照明单元的工作模式，使无人课桌的照明灯关闭或降功率照明，大大减少了电能的消耗量，避免了能源的浪费。

An adaptive classroom lighting control system with energy saving effect

An adaptive classroom lighting control system with energy-saving effect, a multiple body sensor comprises a singlechip and a desk in the classroom and the corresponding lighting unit and a plurality of different input ports, a plurality of human body sensor are respectively connected with the microcontroller, each lighting unit comprises a lamp thyristor, the thyristor is connected in series after AC power and light output port gate thyristor by coupling resistor connected to the microcontroller, the microcontroller through the human body sensor for the detection of each desk if there are people, and through the thyristor control desk to lighting people rated power lighting, lighting and there is no desk desk adjacent to the people to reduce the power of lighting the lights. The configuration of the lighting unit independently controlled and adjustable power to each desk, according to the number of the students in the classroom and distribution control of each lighting unit work mode, so that the lamp is no desk closed or reduced power lighting, greatly reduce the power consumption, avoid waste of energy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可根据教室学生人数和分布情况控制教室各区域亮度的装置，属于照明

技术介绍
在很多学校里，教室的照明灯都是由手动开关来控制的，打开一个开关，同时有多个照明灯会被点亮，这种控制电路存在以下几个问题：一、开启照明灯的数量与教室里的学生数量不成比例，即使教室里的人很少，也会有很多照明灯点亮，甚至是整间教室的照明灯全部打开，造成了能源的严重浪费。二、有些教室的照明灯虽然可以分组控制，但不能根据学生数量和分布情况的变化进行自动调整，使用非常不方便。三、一个开关出现故障后，与其相连的所有照明灯都不能正常使用，影响同学们的正常学习。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种具有节能效果的自适应教室照明控制系统，在保证照明效果的同时，避免电能的浪费。本专利技术所述问题是以下述技术方案解决的：一种具有节能效果的自适应教室照明控制系统，构成中包括单片机及与教室中的课桌一一对应的多个人体传感器和多个照明单元，各人体传感器分别接单片机的不同输入端口，每个照明单元包括照明灯和晶闸管，所述晶闸管与照明灯串联连接后接交流电源，晶闸管的栅极通过耦合电阻接单片机的输出端口；所述单片机通过人体传感器检测每个课桌是否有人，并通过晶闸管控制有人课桌的照明灯以额定功率照明，与有人课桌相邻的无人课桌的照明灯降功率照明，其余照明灯熄灭。上述具有节能效果的自适应教室照明控制系统，增设辅助照明模式，各照明灯有两种工作模式：额定功率照明和辅助照明模式，当某课桌有人在位时，与其对应的照明灯处于额定功率照明模式，而其紧邻的前后左右四个照明灯处于辅助照明模式，在辅助照明模式，照明灯以低功率发光作为主照明灯的背景光。上述具有节能效果的自适应教室照明控制系统，当系统上电单片机通过人体传感器检测到所有课桌无人时，则控制教室中间的照明灯点亮，其余照明灯熄灭。上述具有节能效果的自适应教室照明控制系统，当有人离开课桌时，其对应的照明灯的工作模式延时切换。上述具有节能效果的自适应教室照明控制系统，构成中还包括显示模块，所述显示模块与单片机的通讯接口连接。上述具有节能效果的自适应教室照明控制系统，所述人体传感器为安装在课桌上的热释电人体传感器或安装在座椅上的压力传感器。上述具有节能效果的自适应教室照明控制系统，所述照明灯为白炽灯、日光灯、节能灯或LED灯。上述具有节能效果的自适应教室照明控制系统，在辅助照明模式，照明灯的功率为其额定功率的本专利技术给每个课桌配置了独立控制且功率可调的照明单元，可根据教室内学生的人数和分布情况控制各照明单元的工作模式，使无人课桌的照明灯关闭或降功率照明，大大减少了电能的消耗量。该系统不仅能够为每个学生提供足够的照明，而且有效避免了能源的浪费。另外，本专利技术还设置了两种照明模式，额定功率照明和辅助照明模式，当某课桌有人在位时，与其对应的照明灯处于额定功率照明模式，而其紧邻的前后左右四个照明灯处于辅助照明模式，在辅助照明模式，照明灯以低功率发光作为主照明灯的背景光。这种模式，可以使光线呈梯度降低，避免对人眼的强光刺激，更为舒适。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步详述。图1是本专利技术的电原理框图；图2是照明灯在天花板的布局图(虚线部分为灯下的课桌和座椅)。图中各标号清单为：1、课桌，2、座椅，U1、单片机，U2、显示模块，S1～SN、第一人体传感器～第N人体传感器，D、晶闸管，R、耦合电阻，L、照明灯，Z-1～Z-N、第一照明单元～第N照明单元。具体实施方式本专利技术利用人体传感器对教室里的人员进行实时监测，获取学生的分布和人数，并根据学生的分布和人数合理控制各个照明单元的工作模式，在保证照明效果的同时，避免无人区域开灯浪费电能，降低教室的用电量，达到节能和简化操作的目的。同时，本系统也可以帮助老师课堂点名，为老师和同学们节省了课堂时间。参看图1，本专利技术的照明灯L安装在天花板上，每个课桌1的上方安装一个，照明灯的控制电路包括单片机U1及与单片机U1相连的显示模块U2、N个人体传感器(S1～SN)和N个照明单元(Z-1～Z-N)，每个照明单元包括晶闸管D、耦合电阻R和照明灯L。人体传感器和照明单元是与教室的课桌(或座位)一一对应的，每个课桌处安装一个人体传感器和一个照明灯，人体传感器可以是安装在座椅上的压力传感器，也可以是热释电人体传感器，当课桌对应的座椅上有人时，其对应的人体传感器就会输出相应的信号，单片机U1根据各人体传感器的输出信号就可以判断教室人员的分布和人数。N个照明单元(Z-1～Z-N)的亮度是可调的，在每个照明单元中，照明灯L的功率是由晶闸管D的导通角来控制的，当某个课桌对应的座椅上有人时，单片机U1输出该课桌对应的照明单元的控制信号，使其照明灯L在额定功率下工作，保证该区域具有足够的亮度。与此同时，研究发现，人在处于局部强光中时，会感到眼睛非常不适，长此以往，会造成视力损伤，为防止该座位上的学生因视野中不同部位的明暗反差过大而感到不适，单片机U1控制与其相邻的无人课桌对应的照明灯L降功率照明，即处于小于额定功率的工作状态(功率为其额定功率的)，使该课桌附近亮度缓慢变化。对于远离学生的其它照明单元，则处于关闭状态，这样既保证了用眼卫生，也有效减少了电能的消耗。第一个进入教室的学生打开照明系统的开关后，系统上电但所有座位上均无人，为了帮助学生寻找座位，单片机U1将教室中部的照明灯点亮，待有人坐下后再按教室内学生的人数和分布情况控制各照明单元的工作模式。同理，当最后一个学生离开座位后，教室中部的照明灯点亮，为该学生走出教室提供照明，防止发生安全事故。当有人离开座位后，该座位对应的照明灯延时切换工作模式，即延时熄灭或延时降功率工作，以防止照明灯频繁开关。单片机U1还可以分别将统计的人员数量信息和人员分布信息传送给显示模块U2，以便有关人员进行查询。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有节能效果的自适应教室照明控制系统，其特征是，构成中包括单片机(U1)及与教室中的课桌一一对应的多个人体传感器和多个照明单元，多个人体传感器分别接单片机(U1)的不同输入端口，每个照明单元包括照明灯(L)和晶闸管(D)，所述晶闸管(D)与照明灯(L)串联连接后接交流电源，晶闸管(D)的栅极通过耦合电阻(R)接单片机(U1)的输出端口，所述单片机(U1)通过人体传感器检测每个课桌是否有人，并通过晶闸管(D)控制有人课桌的照明灯(L)以额定功率照明，与有人课桌相邻的无人课桌的照明灯(L)降功率照明，其余照明灯(L)熄灭。

【技术特征摘要】
1.一种具有节能效果的自适应教室照明控制系统，其特征是，构成中包括单片机(U1)及与教室中的课桌一一对应的多个人体传感器和多个照明单元，多个人体传感器分别接单片机(U1)的不同输入端口，每个照明单元包括照明灯(L)和晶闸管(D)，所述晶闸管(D)与照明灯(L)串联连接后接交流电源，晶闸管(D)的栅极通过耦合电阻(R)接单片机(U1)的输出端口，所述单片机(U1)通过人体传感器检测每个课桌是否有人，并通过晶闸管(D)控制有人课桌的照明灯(L)以额定功率照明，与有人课桌相邻的无人课桌的照明灯(L)降功率照明，其余照明灯(L)熄灭。2.根据权利要求1所述的具有节能效果的自适应教室照明控制系统，其特征是，当系统上电但单片机(U1)通过人体传感器检测到所有课桌无人时，则控制教室中间的照明灯(L)点亮，其余照明灯(L)熄灭。3.根据权利要求1或2所述的具有节能效果的自适应教室照明控制系统，其特征是，增设辅助照明模式，各照明灯有两种工作模式：额定功率照明和辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：高正阳，杨维结，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13