智慧教室照明控制系统及智慧教室照明自适应控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种智慧教室照明控制系统及智慧教室照明自适应控制方法，所述系统通过能效管理控制装置，接收人脸识别摄像机、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器发送的信息，判断外界光照、教室内的人员分布、投影仪的使用情况及室内光照较暗环境下人员进入教室这四种情况下室内人员的分布，并根据人员的分布情况决定灯具的开关。本发明专利技术充分结合了教室的复杂的环境，将实际教室的使用中出现的大多数状况考虑在照明系统的控制策略内，特别是将投影仪的使用考虑在内，达到了能效管理的目的；自适应化程度高，满足了在复杂教学环境下的照明需求。

Intelligent Classroom Lighting Control System and Intelligent Classroom Lighting Adaptive Control Method

The invention provides an intelligent classroom lighting control system and an adaptive control method for intelligent classroom lighting. The system receives information sent by face recognition camera, light sensor, projector current detection device and infrared sensor through energy efficiency management control device, and judges external light, personnel distribution in classroom, use of projector and darker indoor light. Under these four circumstances, the distribution of indoor personnel is determined according to the distribution of personnel, and the switch of lamps and lanterns is determined according to the distribution of personnel. The invention fully combines the complex environment of the classroom, considers most of the conditions in the actual classroom use in the control strategy of the lighting system, especially the use of projectors, achieves the purpose of energy efficiency management, and has a high degree of self-adaptation, which meets the lighting requirements in the complex teaching environment.

【技术实现步骤摘要】
智慧教室照明控制系统及智慧教室照明自适应控制方法
本专利技术属于智慧节能管理领域，具体涉及一种智慧教室照明控制系统及智慧教室照明自适应控制方法。
技术介绍
教室是教学的主阵地，从20世纪90年代后期，我国开始了大规模教育信息化基础设施建设，教师上课也由原来的“粉笔+黑板”模式转发成“计算机+投影”的多媒体教室模式。随着科技和教育的发展，多媒体教室也出现了很大的局限性，重建教室环境、创建适合学生学习和教师教学的新型教室环境，是一种必然趋势。智慧教室的提出与构建显然更符合信息技术应用于教学环境的迫切要求。在智慧教室环境下，教室的照明控制能根据教室环境的变化而自动进行调节和改变是非常有必要的，其目的不仅是教室的人性化发展需求，更是能效管理的重要保证。在实际的复杂的教室环境下，照明控制首先要考虑正常环境下的室内光照调节。实际教室的使用中，经常存在灯具在室内光照足够时，不能够合理及时关灭的现象，同时还存在着使用人员离开教室后灯具未能及时关灭，这样会造成电能的很大程度的浪费；同时室内人员的分布对照明系统也有极大的影响，人员的区域性的集中分布或者是个体性的分散分布，造成教室的灯具全开或灯具常开，也是一种电能的浪费；其次，照明系统对投影仪等教学设备的使用影响也是极大的，投影仪正常工作时，室内环境光的光强度会影响投影仪的使用效果，影响使用者通过投影仪教学的目的；最后，还应考虑灯具的在夜晚环境下，当使用者进入教室的迅速反应能力，以保证在使用者进入教室后灯具照明可以及时打开，方便快捷。现有技术中，教室照明控制系统方案中，一种主要是利用传感器对外部信息进行采集，主要是人数的识别及外界光照强度的采集单元来对教室内的人员分布情况及外界光照强度进行采集，再由参数设置电路、主控电路、电源供电电路、复位电路进行控制，最终执行电路依赖继电器对灯具的开关进行控制。另一种通过人数传感单元对教室分区进行人数的采集，而控制主要依赖控制电路的通信回路进行控制，为了控制方便，教室的每一个分区域都有一个单独的控制单元，独立工作，从而达到对每个分区域的灯具的控制。但是，上述教室照明控制方案中，没有涉及到投影仪使用对教室光照的需求，不能同时满足在教学设备(投影仪)、室内人数、外界光照等条件的影响下室内光照的需求，使教室照明系统在教学环境下难以达到自适应控制模式。同时在复杂的环境下，单一的控制策略已不能满足现代教学系统的需求。
技术实现思路
为了提高智慧教室的节能效率，克服照明控制系统无法满足现教学系统需求的问题，本专利技术提供一种智慧教室照明控制系统及智慧教室照明自适应控制方法，通过对外界光照、室内人员的分布及投影仪的使用情况的综合判断，来控制不同区域灯具的开关，提高能效管理效率，同时满足在复杂教学环境下的照明需求。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种智慧教室照明控制系统，所述智慧教室照明控制系统包括：交换机、人脸识别摄像机、能效管理控制装置、灯具控制装置、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器及灯具；其中，所述人脸识别摄像机通过所述交换机与所述能效管理控制装置相连，用于将室内的图像识别信息发送给所述能效管理控制装置；所述红外传感器安装于前后门两侧，与所述能效管理控制装置相连，用于捕捉教室内的移动热源，并将所述捕捉到信息发送给所述能效管理控制装置；所述投影仪电流检测装置与所述能效管理控制装置相连，用于测量投影仪的工作情况；所述光照传感器安装于墙体上方，与所述能效管理控制装置相连，用于采集室内的光照，并将采集信息发送给所述能效管理控制装置，通过与正常室内光照强度阈值的比较，判断灯具的开关；所述能效管理控制装置，与灯具控制装置相连，用于接收所述人脸识别摄像机、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器发送的信息，判断外界光照、教室内的人员分布、投影仪的使用情况及夜间环境下人员进入教室这四种情况下室内人员的分布，并根据人员的分布情况决定灯具的开关，将决策发送给灯具控制装置；所述灯具控制装置与所述灯具相连，用于接收所述能效管理控制装置的决策，控制灯具的开关；所述灯具用于为智慧教室提供照明。进一步地，所述投影仪的工作情况包括：投影仪不工作、投影仪启动但屏幕未投影和投影仪正常工作。进一步地，所述投影仪电流检测装置，为一个电流互感器。进一步地，所述系统还可以包括云控制平台、显示终端、控制APP；其中，所述云控制平台与所述交换机相连，用于存储灯具照明数据；同时与APP和显示终端相连；所述显示终端和APP用于将室内的照明信息快速反映给使用者。进一步地，所述系统还可以包括手动操作系统，所述手动操作系统完全独立于自动控制系统，由使用者根据自己的需求进行灯具的控制。进一步地，所述室内人员的分布情况，分为以下五种：室内没有人；室内有1～10人；室内有10～20人且集中分布；室内有10～20人且分散分布；室内有大于20人。一种智慧教室照明自适应控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤S200，在能效管理控制装置中设置投影仪检测电流阈值、外界光照阈值；步骤S201，通过人脸识别摄像机采集教室内的人员分布信息，并实时发送给能效管理控制装置；步骤S202，通过红外传感器捕捉教室内的移动热源，采集室内光照较暗环境下进入教室的人员数量信息，并实时发送给能效管理控制装置；步骤S203，通过投影仪电流检测装置采集投影仪的工作情况，并实时发送给能效管理控制装置；所述工作情况分为：投影仪不工作、投影仪启动但屏幕未投影、投影仪正常工作三种；优选的，这里投影仪电流检测装置，为一个电流互感器；步骤S204，通过光照传感器采集室内的光照信息，并实时发送给能效管理控制装置；步骤S205，能效管理控制装置接收人脸识别摄像机、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器发送的信息，判断外界光照、教室内的人员分布、投影仪的使用情况及夜间环境下进入教室人员数量信息，根据所接收的信息判断室内人员的分布，并根据人员的分布情况灯具开关决策发送给灯具控制装置；步骤S206，灯具控制装置根据所述灯具开关决策，控制灯具的开关，自适应的调整教室内照明。进一步地，所述步骤S205中，所述室内人员的分布情况，可以分为以下五种：室内没有人；室内有1～10人；室内有10～20人且集中分布；室内有10～20人且分散分布；室内有大于20人。进一步地，所述步骤S205中，所述灯具开关的决策，包括：决策20501，教室室内光照充足，照明系统不开；决策20502，教室内检测到没有人，照明系统不开；决策20503，教室内的光照不足的情况下，有1～10人，人数极少的情况下，教室内仅一路灯打开；决策20504，教室内的光照不足的情况下，有10～20人，且人数分散的情况下，依据分散的位置区域，开1～2路灯；决策20505，教室内的光照不足的情况下，教室内有10～20人，且集中分布，依据其分布位置，打开相应区域的灯具；决策20506，教室内的光照不足的情况下教室内有20人以上，认为人数较多，则打开所有的灯具；决策20507，投影仪打开时，教室内的影响投影仪工作效果的相关灯具关灭，进入投影仪的使用照明模式，投影仪不进行投影打开相关的灯具；决策20508，当教室内的光照不足时，人员进入教室，前后门侧的灯具要立即打开，进行照明；决策20509，手动操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧教室照明控制系统，其特征在于，所述智慧教室照明控制系统包括：交换机、人脸识别摄像机、能效管理控制装置、灯具控制装置、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器及灯具；其中，所述人脸识别摄像机通过所述交换机与所述能效管理控制装置相连，用于将室内的图像识别信息发送给所述能效管理控制装置；所述红外传感器安装于前后门两侧，与所述能效管理控制装置相连，用于捕捉教室内的移动热源，并将所述捕捉到信息发送给所述能效管理控制装置；所述投影仪电流检测装置与所述能效管理控制装置相连，用于测量投影仪的工作情况；所述光照传感器安装于墙体上方，与所述能效管理控制装置相连，用于采集室内的光照，并将采集信息发送给所述能效管理控制装置，通过与正常室内光照强度阈值的比较，判断灯具的开关；所述能效管理控制装置，与灯具控制装置相连，用于接收所述人脸识别摄像机、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器发送的信息，判断外界光照、教室内的人员分布、投影仪的使用情况及夜间环境下人员进入教室这四种情况下室内人员的分布，并根据人员的分布情况决定灯具的开关，将决策发送给灯具控制装置；所述灯具控制装置与所述灯具相连，用于接收所述能效管理控制装置的决策，控制灯具的开关；所述灯具用于为智慧教室提供照明。...

【技术特征摘要】
1.一种智慧教室照明控制系统，其特征在于，所述智慧教室照明控制系统包括：交换机、人脸识别摄像机、能效管理控制装置、灯具控制装置、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器及灯具；其中，所述人脸识别摄像机通过所述交换机与所述能效管理控制装置相连，用于将室内的图像识别信息发送给所述能效管理控制装置；所述红外传感器安装于前后门两侧，与所述能效管理控制装置相连，用于捕捉教室内的移动热源，并将所述捕捉到信息发送给所述能效管理控制装置；所述投影仪电流检测装置与所述能效管理控制装置相连，用于测量投影仪的工作情况；所述光照传感器安装于墙体上方，与所述能效管理控制装置相连，用于采集室内的光照，并将采集信息发送给所述能效管理控制装置，通过与正常室内光照强度阈值的比较，判断灯具的开关；所述能效管理控制装置，与灯具控制装置相连，用于接收所述人脸识别摄像机、光照传感器、投影仪电流检测装置、红外传感器发送的信息，判断外界光照、教室内的人员分布、投影仪的使用情况及夜间环境下人员进入教室这四种情况下室内人员的分布，并根据人员的分布情况决定灯具的开关，将决策发送给灯具控制装置；所述灯具控制装置与所述灯具相连，用于接收所述能效管理控制装置的决策，控制灯具的开关；所述灯具用于为智慧教室提供照明。2.根据权利要求1所述的智慧教室照明控制系统，其特征在于，所述投影仪的工作情况包括：投影仪不工作、投影仪启动但屏幕未投影和投影仪正常工作。3.根据权利要求1所述的智慧教室照明控制系统，其特征在于，所述投影仪电流检测装置，为一个电流互感器。4.根据权利要求1所述的智慧教室照明控制系统，其特征在于，所述系统还可以包括云控制平台、显示终端、控制APP；其中，所述云控制平台与所述交换机相连，用于存储灯具照明数据；同时与APP和显示终端相连；所述显示终端和APP用于将室内的照明信息快速反映给使用者。5.根据权利要求1所述的智慧教室照明控制系统，其特征在于，所述系统还可以包括手动操作系统，所述手动操作系统完全独立于自动控制系统，由使用者根据自己的需求进行灯具的控制。6.根据权利要求1所述的智慧教室照明控制系统，其特征在于，所述室内人员的分布情况，分为以下五种：室内没有人；室内有1～10人；室内有10～20人且集中分布；室内有10～20人且分散分布；室内有大于20人。7.一种智慧教室照明自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S200，在能效管理控制装置中设置投影仪检测电流阈值、外界光照阈值；步骤S201，通过人脸识别摄像机采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：和敬涵，倪平浩，郑广天，王小君，张放，张大海，许寅，姬玉泽，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11