照明节能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种照明节能系统，包括管理中心主节点、RS‑485网络和各楼层终端节点，所述管理中心主节点通过RS‑485网络与各楼层终端节点连接。本实用新型专利技术将整栋教学楼通过RS‑485网络进行教室照明节能统一管理，在教学楼内设置一个管理中心，将管理中心RS‑485主机与每一个楼层的子网主机配置为主干网络，每一个楼层配置为一个RS‑485子网，每一间教室内的控制器作为子网上的一个节点（终端节点），各子节点通过RS‑485双绞线连接到子网主机上。终端节点控制器根据教室内的光照强度、人员情况来控制照明灯具的接通与断开，最大限度地节约教学楼的照明用电，教学楼管理员可在管理中心对整栋教学楼的照明灯具进行自动化管理。

Lighting energy saving system

【技术实现步骤摘要】
照明节能系统
本技术属于照明
，特别涉及照明节能系统。
技术介绍
教学楼是校园建筑的不可缺少的一部分，其照明用电量巨大，同时电能浪费现象随处可见，其主要的原因在于：（1）白天，下课后不及时关闭照明电源，经常会出现教室内无人，灯却一直点亮的现象；（2）晚饭后，学生到教室自习，常常教室里只有一、二个人，却将全部照明灯具全部开启，或者人离开教室时不关闭电源，造成夜间常明灯。（3）此外，照明灯具的寿命通常以小时为单位，无人教室的长明灯一则导致电能的浪费，二则会引起灯具损坏，增加了更换灯具的费用。目前，高校校园教学楼的节能管理主要依靠人工进行，由教学楼管理员定期巡查教室，教室无人时关闭照明灯具，晚上清楼时，统一关闭教室内的照明电源。可见，目前教学楼的节能管理工作的效率低、自动化程度也不高。校园是人员密集的场所，能耗量一直居高不下，节约能源、建设绿色节能型新校园是众望所归。校园建筑节能具有明显的经济效益和社会效益，是校园管理中不可忽视的工作之一，采用自动化的节能管理方式迫在眉睫。
技术实现思路
技术目的：为了克服以上不足，本技术的目的是提供照明节能系统，解决了目前教室照明使用过程中存在的教室无人灯具却未关闭，造成电费浪费的情况，同时解决了由于灯具长时间未关闭造成的灯具使用寿命缩短的问题。技术方案：照明节能系统，包括管理中心主节点、RS-485网络、各楼层终端节点和各楼层子网主机，所述RS-485网络包括RS-485主干网络和若干子网络，所述各楼层终端节点包括教学楼内各楼层的所有教室终端节点，所述管理中心主节点通过RS-485主干网络与各楼层子网主机连接，所述各层教室终端节点通过RS-485双绞线与本楼层子网主机连接，所述管理中心主节点包括PC机和RS-485主控制器，所述PC机和RS-485主控制器通过串口连接，所述子网络将位于同一层的教室终端节点与楼层子网主机之间连接。本技术的照明节能系统，主要应用于教学楼中，将整栋教学楼通过RS-485网络进行教室照明节能统一管理。在教学楼内设置一个管理中心，将管理中心RS-485主机与每一个楼层的子网主机配置为主干网络，每一个楼层配置为一个RS-485子网，每一个楼层子网主机为RS-485子网的主节点，每一间教室内的控制器作为子网上的一个子节点。在每一间教室内，终端节点控制器根据教室内的光照强度、人员情况来控制照明灯具的接通与断开，最大限度地节约教学楼的照明用电。教学楼管理员可在管理中心对整栋教学楼的照明灯具进行自动化管理，可以通过上位机图形监视器观察各节点的运行状态，也可对每间教室的照明系统单独进行控制。构建该系统的目的在于通过本系统自动管理教学楼教室照明系统的运行，节约电能。进一步的，上述的照明节能系统，所述教室终端节点包括电源转换模块、微控制器、人机交互界面、传感器模块、开关执行模块和数据接口，所述电源转换模块与微控制器的电源接口连接，所述人机交互界面与微控制器连接，所述传感器模块与微控制器的输入端连接，所述开关执行模块与微控制器的输出端连接，所述数据接口与微控制器连接。进一步的，上述的照明节能系统，所述传感器模块包括一组热释电红外传感器、一组红外传感器和一组照度传感器，所述一组热释电红外传感器固定设置在教室内，所述一组红外传感器固定设置在教室入口处，所述一组照度传感器固定设置在教室的外墙上。在本系统中，使用照度传感器来测量室外环境中的光强，将测得的照度转换为与室内照度对应的电压值，经过A/D模块转换为数字信号，输入给单片机，单片机根据所输入的数字信号进行计算、决策。选用的照度传感器型号为BH1750FVI，BH1750FVI是一种用于两线式串行总线接口的16位数字输出型环境光强度传感器集成电路。它的光谱灵敏度最为接近视觉灵敏度，能检测的光强的上下限是很大的，对光源的依赖性比较小，与其他型号的照度传感器相比，BH1710FVI受红外线的影响较小，其精度高，完全能够满足本系统的需求。红外线传感器包括红外线发射器、接收器、以及信号处理器几部分，信号处理器的信号输出端经红外线发射电路与红外线发射器连接；信号输入端经红外线接收电路与红外线接收器连接，其反馈信号输出端与外围控制电路连接。本技术红外线发射器发出带有编码信号的红外线信号，并实时检测经过放大电路处理后的反射信号，其编码信号能够保证多个相同型号的传感器同时同地工作而不相互干扰。而且工作频率一致、可靠性高、功耗小。通过红外传感器教室内人数计算方法如下：①根据门口安装的2组专用红外传发射/接受传感器判断室内人数。两对红外发射/接收传感器分别安装于门的内侧和外侧。当外侧红外线先被阻挡而门内侧传感器紧随被阻挡，且们外侧红外接收先恢复，门内侧后恢复时，判断为有人进入房间。反之则判断为有人离开房间。对于静止物体遮挡等情况，可由室内的热释电红外传感器结合判断，切换系统的工作状态进入保护状态，此时关灯延时延长。②当系统估算室内人数大于等于1时，如时间满足设置条件，则灯具不会被关断。当系统估算室内人数为0时，系统按照设定延时关灯。热释电红外传感器是一种能探测人体发射出的红外线的电子器件。它可以将人体辐射红外线转化为电信号，此信号经过适当放大可以驱动各种控制电路。热释电红外传感器由探测元、滤光片和场效应管组成，当没有人体辐射进入传感器时，探测元电容两端产生极性相反的等量电荷，传感器没有输出。当有静止人体发出的辐射进入传感器时，同样因为相互抵消作用，传感器不会有输出。当检测范围内的移动人体红外线进入传感器时，红外线能量不等导致平衡被破坏，传感器有输出。传统的热释电红外传感器开关仅能识别到移动的人体，而当在教室等特殊区域，学生读书时活动较少，会导致间歇性断电关灯。过长的延时又会导致电能的浪费。本技术选用的照度传感器的型号为BH1750FVI，这种照度传感器主要由光敏二极管、集成运算放大器、A/D转换模块、内部振荡器组成。其工作原理是通过内部振荡器对整个电路施加交流电流，光敏电阻受到光照，光敏电阻产生电流，经过集成运算放大器，将电流转换为电压，接着进行光强度计算和寄存，磁传感器的寄存器由数据寄存器和测量时间寄存器组成。本技术提出了一种热释电红外传感器与红外传感器结合应用的办法，可以有效地识别教室内的人体活动并对室内人数进行判断，克服了传统红外开关无法探测室内静止人物的缺陷，并最大限度的节省电能。进一步的，上述的照明节能系统，所述电源转换模块包括220V电源、变压器、桥式整流电路、三端稳压器、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述220V电源与变压器连接，所述变压器与桥式整流电路连接，所述第一电容和第二电容并联，所述第一电容和第二电容并联的一端和三端稳压器的输出端连接，并且第一电容和第二电容并联的另一端与GND连接，所述第三电容和第四电容并联，所述第三电容和第四电容并联的一端与三端稳压器的输入端连接，并且第三电容和第四电容并联的另一端与GND连接，所述三端稳压器的接地端与DND连接，所述三端稳压器的输出端与微控制器的电源端连接，所述桥式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.照明节能系统，包括管理中心主节点（1）、RS-485网络（2）、各楼层终端节点（3）和各楼层子网主机（4），所述RS-485网络（2）包括RS-485主干网络（21）和若干子网络（22），所述各楼层终端节点（3）包括教学楼内各楼层的所有教室终端节点（31），所述管理中心主节点（1）通过RS-485主干网络（21）与各楼层子网主机（4）连接，所述教室终端节点（31）通过RS-485双绞线与各楼层子网主机（4）连接，其特征在于：所述管理中心主节点（1）包括PC机（11）和RS-485主控制器（12），所述PC机（11）和RS-485主控制器（12）通过串口连接，所述子网络（22）将位于同一层的教室终端节点（31）与楼层子网主机（4）之间连接。/n

【技术特征摘要】
1.照明节能系统，包括管理中心主节点（1）、RS-485网络（2）、各楼层终端节点（3）和各楼层子网主机（4），所述RS-485网络（2）包括RS-485主干网络（21）和若干子网络（22），所述各楼层终端节点（3）包括教学楼内各楼层的所有教室终端节点（31），所述管理中心主节点（1）通过RS-485主干网络（21）与各楼层子网主机（4）连接，所述教室终端节点（31）通过RS-485双绞线与各楼层子网主机（4）连接，其特征在于：所述管理中心主节点（1）包括PC机（11）和RS-485主控制器（12），所述PC机（11）和RS-485主控制器（12）通过串口连接，所述子网络（22）将位于同一层的教室终端节点（31）与楼层子网主机（4）之间连接。


2.根据权利要求1所述的照明节能系统，其特征在于：所述教室终端节点（31）包括电源转换模块（311）、微控制器（312）、人机交互界面（313）、传感器模块（314）、开关执行模块（315）和数据接口（316），所述电源转换模块（311）与微控制器（312）的电源接口连接，所述人机交互界面（313）与微控制器（312）连接，所述传感器模块（314）与微控制器（312）的输入端连接，所述开关执行模块（315）与微控制器（312）的输出端连接，所述数据接口（316）与微控制器（312）连接。


3.根据权利要求2所述的照明节能系统，其特征在于：所述传感器模块（314）包括一组热释电红外传感器（3141）、一组红外传感器（3142）和一组照度传感器（3143），所述一组热释电红外传感器（3141）固定设置在教室内，所述一组红外传感器（3142）固定设置在教室入口处，所述一组照度传感器（3143）固定设置在教室的外墙上。


4.根据权利要求2所述的照明节能系统，其特征在于：所述电源转换模块（311）包括220V电源、变压器（3116）、桥式整流电路（3117）、三端稳压器（3111）、第一电容（3112）、第二电容（3113）、第三电容（3114）和第四电容（3115），所述220V电源与变压器（3116）连接，所述变压器（3116）与桥式整流电路（3117）连接，所述第一电容（3112）和第二电容（3113）并联，所述第一电容（3112）和第二电容（3113）并联的一端和三端稳压器（3111）的输出端连接，并且第一电容（3112）和第二电容（3113）并联的另一端与GND连接，所述第三电容（3114）和第四电容（3115）并联，所述第三电容（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱学莉，
申请(专利权)人：硅湖职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32