一种教室内多LED灯智能控制系统技术方案

本发明专利技术涉及LED智能控制技术领域，具体涉及一种教室内多LED灯智能控制系统，该系统包括：多个光敏传感器、多个LED灯以及多个一一对应的角度控制器、若干摄像装置以及控制模块，该控制模块用于接受和处理来自光敏传感器以及摄像装置的数据，并根据预设的算法和参数，分别向LED灯以及角度控制器发送控制指令。本发明专利技术的目的在于提供一种教室内多LED灯智能控制系统及控制方法，帮助学生在不同状态下对光照进行相应的调整，有效改善学生因光照不当造成近视等眼部问题。成近视等眼部问题。成近视等眼部问题。

【技术实现步骤摘要】
一种教室内多LED灯智能控制系统


[0001]本专利技术涉及LED智能控制
，具体涉及一种教室内多LED灯智能控制系统。

技术介绍

[0002]目前现有的教学楼灯光控制，基本都是采用传统的控制方式，也就是总闸控制所有灯的通断电，而每盏灯都有单独的按钮进行控制。随着智能化概念的普及，关于教学楼灯光的相关技术也在发展，例如申请号为CN202011366618.1的中国专利技术专利，公开了一种教室灯光分区智能控制器及智能照明系统，能够根据教室内人员分布情况进行灯光的调控，从而让照明亮度更为科学、节能。
[0003]然而，这个方案明显具有以下不足：教室内的LED灯光无法根据每个学生的学习状态（一般是抬头听课或低头做作业）进行调整，而目前大部分学生因学习中灯光照射强度、角度存在不当是造成学生大规模近视的主要因素，因此设计一款针对学生学习状态而自适应调整的LED灯控制技术显得尤为迫切。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种教室内多LED灯智能控制系统，帮助学生在不同状态下对光照进行相应的调整，有效改善学生因光照不当造成近视等眼部问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种教室内多LED灯智能控制系统，包括：多个光敏传感器，每个光敏传感器分别用于设置于课室内的每个座位上，用于检测当前座位的光照强度；多个LED灯以及多个一一对应的角度控制器，每个角度控制器分别用于设置于课室的天花板，并用于调整LED灯的照射角度；若干摄像装置，用于检测每个座位前学生的头部姿态；控制模块，用于接受和处理来自光敏传感器以及摄像装置的数据，并根据预设的算法和参数，分别向LED灯以及角度控制器发送控制指令。
[0006]本专利技术的控制系统还包括以下步骤：S100. 分别设定目标光照强度It、容许误差e、最大角度θmax、最小角度θmin、最大亮度Lmax、最小亮度Lmin、抬头阈值Th以及低头阈值Tl；S200. 对于每个座位i，控制模块接收光敏传感器的电压信号Vi，并将其转换为光照强度Ii；S300. 对于每个座位i，控制模块计算光照强度的误差Ei=It
‑
Ii，并根据误差的正负和大小，分别向角度控制器发送角度调节指令Δθi以及向LED灯发送亮度调节指令ΔLi。
[0007]其中，在所述步骤S200中，光敏传感器的电压信号Vi转换为光照强度Ii的转换公式为Ii=kVi+b，其中k和b是根据光敏传感器的特性曲线确定的常数。
[0008]其中，在步骤S300中，角度调节指令Δθi的计算方法如下：如果Ei>e，则Δθi=αEi，其中α为正的比例系数；如果Ei<
‑
e，则Δθi=αEi，其中α为正的比例系数；如果e≤Ei≤∣e∣，则Δθi=0。
[0009]如果θi+Δθi>θmax或θi+Δθi<θmin，则Δθi=θmax
‑
θi或Δθi=θmin
‑
θi。
[0010]其中，在所述步骤S300中，亮度调节指令ΔLi的计算方法如下：如果摄像装置检测到学生正在进行抬头动作，并且当前LED灯的角度θi>Th，则ΔLi=
‑
βLi，其中β是一个正的比例系数；如果摄像装置检测到学生正在进行低头动作，并且当前LED灯的角度θi<Tl，则ΔLi=β(Lmax
‑
Li)，其中β是一个正的比例系数；如果摄像装置检测到学生正在进行抬头或低头动作，并且当前LED灯的角度满足 Tl≤θi≤Th，则ΔLi=0；如果摄像装置没有检测到学生正在进行抬头或低头动作，则ΔLi=0；如果Li+ΔLi>Lmax或Li+ΔLi<Lmin，则ΔLi=Lmax
‑
Li或ΔLi=Lmin
‑
Li。
[0011]其中，该控制系统还包括步骤S400，步骤S400为：控制模块根据角度调节指令Δθi和亮度调节指令ΔLi反推出光照强度的误差Ei，并根据角度调节指标Ri以及灯光亮度指标Li判断学生的用眼状态，其中角度调节指标Ri以及灯光亮度指标Li均为0
‑
1之间的常数。
[0012]其中，控制模块根据角度调节指标Ri评估学生的规则如下：如果Δθi=0，则Ri=1；如果Δθi>0，则；如果Δθi<0，则。
[0013]其中，控制模块根据灯光亮度指标Li评估学生的规则如下：如果ΔLi=0，则Li=1；如果ΔLi>0，则；如果ΔLi<0，则。
[0014]其中，控制模块给每个座位i的每个时间段t的每个课程c的每个环节s打出一个分数，分数的计算公式为=Ri+Li。
[0015]其中，控制模块根据分数计算出一段时间内的平均分数Gi，其中平均分数Gi的计算公式为，其中N是该时间段内的总环节数。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术的一种教室内多LED灯智能控制系统，基于光敏传感器和摄像装置获取学生的学习状态，由控制模块根据本专利技术的步骤控制角度控制器以及LED灯，根据学生的学习状态对LED灯的照射角度和照射亮度等参数进行适时地调整，有效改善学生因光照不当造
成近视等眼部问题。
附图说明
[0017]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例的教室内多LED灯控制系统的流程示意图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种教室内多LED灯智能控制系统，其特征在于，包括：多个光敏传感器，每个光敏传感器分别用于设置于课室内的每个座位上，用于检测当前座位的光照强度；多个LED灯以及多个角度控制器，多个LED灯与多个角度控制器一一对应，每个角度控制器分别用于设置于课室的天花板，并用于调整LED灯的照射角度；若干摄像装置，用于检测每个座位前学生的头部姿态；控制模块，用于接受和处理来自光敏传感器以及摄像装置的数据，并根据预设的算法和参数，分别向LED灯以及角度控制器发送控制指令；所述控制系统还包括以下步骤：S100. 分别设定目标光照强度It、容许误差e、最大角度θmax、最小角度θmin、最大亮度Lmax、最小亮度Lmin、抬头阈值Th以及低头阈值Tl；S200. 对于每个座位i，控制模块接收光敏传感器的电压信号Vi，并将其转换为光照强度Ii；S300. 对于每个座位i，控制模块计算光照强度的误差Ei=It
‑
Ii，并根据误差的正负和大小，分别向角度控制器发送角度调节指令Δθi以及向LED灯发送亮度调节指令ΔLi；S400：控制模块根据角度调节指令Δθi和亮度调节指令ΔLi反推出光照强度的误差Ei，并根据角度调节指标Ri以及灯光亮度指标Li判断学生的用眼状态，其中角度调节指标Ri以及灯光亮度指标Li均为0
‑
1之间的常数；控制模块根据角度调节指标Ri评估学生的规则如下：如果Δθi=0，则Ri=1；如果Δθi>0，则；如果Δθi<0，则。2.根据权利要求1所述的一种教室内多LED灯智能控制系统，其特征在于：在所述步骤S200中，光敏传感器的电压信号Vi转换为光照强度Ii的转换公式为Ii=kVi+b，其中k和b是根据光敏传感器的特性曲线确定的常数。3.根据权利要求1所述的一种教室内多LED灯智能控制系统，其特征在于：在步骤S300中，角度调节指令Δθi的计算方法具体如下：如果Ei>e，则Δθi=αEi，其中α为正的比例系数；如果E...

【专利技术属性】
技术研发人员：林启程，邱国梁，曾剑峰，唐勇，谭琪琪，
申请(专利权)人：永林电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：