一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统，涉及自动化控制技术领域，其技术方案要点是：包括光线检测模块、人体检测模块、单片机控制模块以及灯光控制模块。首先监测室内的光线强度，再根据超声波传感器信号的中断次数及先后判断进出人数，并统计室内的现有人数；接着在光线强度超出预设阈值时生成系统启动信号，并在系统启动信号生成后根据现有人数的分布区间生成相应的控制信号；最后响应于控制信号后驱动对应数量的灯光回路启动。可根据进出教室的人的数量、教室内外的光线强度变化，对教室内的照明装置的开启实现智能化控制，在保证照明要求的前提下，降低了电力浪费。低了电力浪费。低了电力浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统


[0001]本技术涉及自动化控制
，更具体地说，它涉及一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统。

技术介绍

[0002]科技高速发展、能源问题日益突出，以及各高校在经历快速扩招后，在校学生规模迅速增加，教学楼数量剧增，随之带来的问题就是教室电能的极大浪费以及教室公共管理的困难。教室传统的灯光控制系统主要是依靠手动开关对照明配电箱进行通断操作，或是通过串联接触器实现远距离控制。管理过程中教室传统的管理方法多依靠人工管理，但学生自觉意识较低，未能养成随手关灯的习惯；学生离开教室后管理人员未能及时关闭灯光；或者一个教室只有几个人，而教室灯光却是全部开启，这与现在提倡创建的资源节约型、环境友好型社会的理念背道而驰。此外，无法实时展现教室现有人数，会增加安全隐患，也为教室管理增加了难度。因此许多高校希望实现教室管理智能化，为能源节约及实现教室内人数统计。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中的不足，本技术的目的是提供一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统，可根据进出教室的人的数量、教室内外的光线强度变化，对教室内的照明装置的开启实现智能化控制，在保证照明要求的前提下，降低了电力浪费。
[0004]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统，包括光线检测模块、人体检测模块、单片机控制模块以及灯光控制模块；
[0005]所述光线检测模块、人体检测模块的输出端均与单片机控制模块的输入端连接，单片机控制模块的输出端与灯光控制模块的输入端连接；
[0006]所述光线检测模块，用于监测室内的光线强度；
[0007]所述人体检测模块，用于根据超声波传感器信号的中断次数及先后判断进出人数，并统计室内的现有人数；
[0008]所述单片机控制模块，用于在光线强度超出预设阈值时生成系统启动信号，并在系统启动信号生成后根据现有人数的分布区间生成相应的控制信号；
[0009]所述灯光控制模块，用于响应于控制信号后驱动对应数量的灯光回路启动。
[0010]进一步的，所述光线检测模块包括稳压电路和光强度传感器；
[0011]所述稳压电路采用稳压芯片XC6206，光强度传感器采用光强度数字转换芯片TSL2561；
[0012]所述稳压芯片XC6206将单片机控制模块中第一单片机的+5V工作电压降为3.3V后为光强度数字转换芯片TSL2561供电。
[0013]进一步的，所述人体检测模块包括升压电路、超声波发射电路、超声波接收电路和
信号转换电路；
[0014]所述升压电路，用于将单片机控制模块中第一单片机的+5V工作电压转为9V为超声波发射电路提供工作电压；
[0015]所述超声波发射电路，用于在工作电压9V下产生40KHz的超声波；
[0016]所述超声波接收电路，用于不断接收发射来的超声波；
[0017]所述信号转换电路，用于将超声波接收电路中的模拟信号转换为数字信号后发送到第一单片机中。
[0018]进一步的，所述所述单片机控制模块采用配置有第一单片机、电源电路、晶振电路以及复位电路的最小单片机系统，第一单片机采用STC89C52芯片。
[0019]进一步的，所述灯光控制模块包括多个继电器以及与继电器一一对应的照明灯；
[0020]所述继电器响应于控制信号后控制所在灯光回路中的照明灯启动亮起。
[0021]进一步的，所述继电器的输入端IN通过第一开关与单片机控制模块的输出端连接。
[0022]进一步的，所述照明灯的一端与相应继电器的公共端COM连接，另一端通过单刀双掷开关分别与常闭端口NC、常开端口NO连接。
[0023]进一步的，该系统还包括无线通信模块和远程终端；
[0024]所述单片机控制模块通过无线通信模块与远程终端连接；
[0025]所述远程终端，用于对单片机控制模块输出的现有人数进行显示。
[0026]进一步的，所述无线通信模块采用型号为CC2530的射频模块，射频前端采用型号为C2591的射频前端芯片，CC2530的射频模块为基于ZigBee协议的无线射频终端。
[0027]进一步的，所述远程终端配置有第二单片机、通信接口模块和显示屏；
[0028]所述通信接口模块采用RS232通信接口；
[0029]所述通信接口模块将第二单片机接收的现有人数传输至显示屏所在的上位机，并以显示屏进行展示。
[0030]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0031]1、本技术提出的一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统，可根据进出教室的人的数量、教室内外的光线强度变化，对教室内的照明装置的开启实现智能化控制，在保证照明要求的前提下，降低了电力浪费；
[0032]2、本技术分为手动模式和自动模式；手动模式下，工作人员通过第一开关手动控制灯光；自动模式下，该系统通过光线强度传感器监测室内光线强度，并通过人体检测模块中的超声波传感器信号中断次数及先后，判断进出人数并统计室内现有人数，以及第一单片机根据室内光照强度以及人员数判调节室内点亮的灯带数目；
[0033]3、本技术的第一单片机将室内人数数据经无线通信模块传输后进行展示，实现了室内现有人数的自动化统计与显示。
附图说明
[0034]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0035]图1是本技术实施例中的工作原理图；
[0036]图2是本技术实施例中光线检测模块的电路图；
[0037]图3是本技术实施例中人体检测模块的电路图；
[0038]图4是本技术实施例中单片机控制模块的电路图；
[0039]图5是本技术实施例中灯光控制模块的电路图；
[0040]图6是本技术实施例中无线通信模块的原理图。
[0041]附图中标记及对应的零部件名称：
[0042]1、光线检测模块；2、人体检测模块；3、单片机控制模块；4、灯光控制模块；5、无线通信模块；6、远程终端。
具体实施方式
[0043]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0044]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
[0045]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统，其特征是，包括光线检测模块(1)、人体检测模块(2)、单片机控制模块(3)以及灯光控制模块(4)；所述光线检测模块(1)、人体检测模块(2)的输出端均与单片机控制模块(3)的输入端连接，单片机控制模块(3)的输出端与灯光控制模块(4)的输入端连接；所述光线检测模块(1)，用于监测室内的光线强度；所述人体检测模块(2)，用于根据超声波传感器信号的中断次数及先后判断进出人数，并统计室内的现有人数；所述单片机控制模块(3)，用于在光线强度超出预设阈值时生成系统启动信号，并在系统启动信号生成后根据现有人数的分布区间生成相应的控制信号；所述灯光控制模块(4)，用于响应于控制信号后驱动对应数量的灯光回路启动。2.根据权利要求1所述的一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统，其特征是，所述光线检测模块(1)包括稳压电路和光强度传感器；所述稳压电路采用稳压芯片XC6206，光强度传感器采用光强度数字转换芯片TSL2561；所述稳压芯片XC6206将单片机控制模块(3)中第一单片机的+5V工作电压降为3.3V后为光强度数字转换芯片TSL2561供电。3.根据权利要求1所述的一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制系统，其特征是，所述人体检测模块(2)包括升压电路、超声波发射电路、超声波接收电路和信号转换电路；所述升压电路，用于将单片机控制模块(3)中第一单片机的+5V工作电压转为9V为超声波发射电路提供工作电压；所述超声波发射电路，用于在工作电压9V下产生40KHz的超声波；所述超声波接收电路，用于不断接收发射来的超声波；所述信号转换电路，用于将超声波接收电路中的模拟信号转换为数字信号后发送到第一单片机中。4.根据权利要求1所述的一种基于超声波传感器的智能教室灯光控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟娴静，孙先波，程磊，
申请(专利权)人：湖北民族大学，
类型：新型
国别省市：