照明節能控制系統的製作方法

2023-11-06 19:45:07

照明節能控制系統的製作方法
【專利摘要】照明節能控制系統，包括單片機、教室內安裝的光照度傳感器、教室門口安裝的紅外熱釋電傳感器、燈架上安裝的超聲傳感器及繼電器；光照度傳感器檢測教室的光照亮度，紅外熱釋電傳感器監測教室有人進入，超聲傳感器監測燈下位置上的人；光照度傳感器、紅外熱釋電傳感器、超聲傳感器、繼電器分別與單片機引腳連接，單片機通過繼電器控制教室內照明燈。本實用新型根據學生在教室中入座的情況，合理安排教室內日光燈的照明，從而避免了在無人或者人很少的時候日光燈全部打開的狀況，大大節約了電能，解決現有技術存在的浪費能源且照明度不符合標準的問題。
【專利說明】照明節能控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於照明裝置【技術領域】，涉及一種照明節能控制系統。
【背景技術】
[0002]按照國標規定，教室照明的功率密度約為10W/m2，假設教室的平均面積為100m2，則照明負荷約為lkW。如果每天正常使用時間為15小時，那麼，每天每間教室的用電量為IkffX 15h = 15kffh,學生年在校為270天，則每間教室年用電量約為4050kWh。如果學校按照IOOm2的折合教室數量為200間，則每年學校200間教室的照明用電量為81萬度左右。有關專家為此算了一筆帳:教室無人後如果不及時關閉電源開關，初步估算全國所有高校每年將因此浪費20億度電以上。
[0003]若一所學校200間教室的節電率以平均30%計算，則一年可節電24.3萬度，合計一所學校可節約電費15?20萬元左右。以上估算還未包括線損和燈具長時間開啟而損壞的部分。從以上計算可以看出，教室照明節能絕不是微不足道的，即使單從經濟效益來看，完全也是大有可為的。而且節能是一項長期的收益，國家一直提倡節約型社會，倡導節約型校園。建設節約型校園的當務之急是節省不該用的能源，防止浪費。按照國家標準規定，教室白天照度不低於2001ux，晚間照度不低於1501ux.從保護視力角度出發，在低於1501ux和高於6001ux照度下長時間看書，有損於眼睛健康。而我國大部分學校教室照度都高於標準，加之認為的浪費所造成不必要的支出，從節約資源、對社會貢獻和節省學校經費支出多方面考慮，學校教室照明的節電問題不得不提到重要的議事日程上來
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種照明節能控制系統，解決現有技術存在的浪費能源且照明度不符合標準的問題。
[0005]本實用新型的技術方案是，照明節能控制系統，包括單片機、教室內安裝的光照度傳感器、教室門口安裝的紅外熱釋電傳感器、燈架上安裝的超聲傳感器及繼電器；光照度傳感器檢測教室的光照亮度，紅外熱釋電傳感器監測教室有人進入，超聲傳感器監測燈下位置上的人；光照度傳感器、紅外熱釋電傳感器、超聲傳感器、繼電器分別與單片機引腳連接，單片機通過繼電器控制教室內照明燈。
[0006]本實用新型的特點還在於:
[0007]每個照明燈架上安裝超聲傳感器，以監測照明燈下小範圍內位置上的人。
[0008]還包括強制按鈕，在緊急情況下，按下強制按鈕令所有照明燈全亮或者全滅。
[0009]本實用新型具有如下有益效果:
[0010]1、本實用新型通過傳感器高低電平的變化判斷教室是否有人以及教室內照明度是否合格，並依靠單片機來智能控制照明燈的亮滅，以滿足只有當光線不夠時，有人的地方燈亮，達到了節約用電、降低學校經費開支的目的。
[0011]2、本實用新型採用單片機取代計算機，應用熱釋電紅外熱釋電傳感器、光照度傳感器和超聲傳感器作為前端信號採集，經過單片機的邏輯判斷進而輸出信號驅動繼電器實現對照明燈的控制，實現了照明的智能控制，使照明度可達到標準，且避免了光線太強或太弱對學生眼睛造成的傷害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型照明節能控制系統結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型照明節能控制系統工作流程圖；
[0014]圖中，I單片機，2.光照度傳感器，3.紅外熱釋電傳感器，4.超聲傳感器，5.繼電器。6.曰光燈。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0016]照明節能控制系統，包括單片機1、教室內安裝的光照度傳感器2以檢測教室的光照亮度、教室門口安裝的紅外熱釋電傳感器3以判斷教室有人進入、每個燈架上安裝超聲傳感器4以檢測燈下小範圍內位置上的人和繼電器5 ;光照度傳感器2、紅外熱釋電傳感器
3、超聲傳感器4、繼電器5分別與單片機I引腳連接，如圖1。根據學生在教室中入座的情況，通過單片機I控制繼電器5合理安排教室內照明燈的照明。
[0017]本實用新型首先利用紅外熱釋電傳感器3判斷教室是否進去人，當有人進入時，開啟超聲傳感器4，通過檢測距離的變化判斷某一個照明燈燈管附近是否有人，附近有人的照明燈燈管亮燈。
[0018]本實用新型以單片機I作為主控核心，應用紅外熱釋電傳感器3、光照度傳感器2和超聲傳感器4作為前端信號採集，經過單片機I的邏輯判斷進而輸出信號驅動繼電器5實現對照明燈的控制。如果在緊急的情況下，需要將所有的日光燈都熄滅或者是點亮，可以按下強制按鈕令所有照明燈全亮或者全滅。並且該強制按鈕不會影響到系統的正常運行。
[0019]實施例
[0020]1.在教室內安裝一個光照度傳感器2，檢測教室的光照亮度，然後將結果傳給單片機I，當照度合格時輸出I，不合格時輸出O
[0021]2.在教室門口安裝一個紅外熱釋電傳感器3，有人走過時其電平由低變高，根據這一原理判斷教室有人進入，同時也能粗略的計數。
[0022]3.先測試單個超聲傳感器4的檢測角度，安裝高度，通過高度和角度計算出所能檢測到其下方的範圍，然後讓人模仿坐燈下面，總結有人和無人時候所測距離的變化，定性的給出有人時超聲傳感器4測得距離的範圍，從而根據距離，編寫程序來判斷是否有人。
[0023]4.在每個燈架上安裝超聲傳感器4，根據角度和間距很好地布置，使儘可能檢測到燈下小範圍內任何位置的人，在有人的基礎上，使每一個燈管下安裝的超聲傳感器4開始工作，任何一個燈管下的超聲傳感器4如果檢測到有人，就要求這個燈亮。對於超聲傳感器4之間的通信採用拓展外部中斷的方法。
[0024]5.綜合光照度檢測的結果以及超聲波檢測結果，將信號傳給單片機1，使單片機I進行邏輯判斷:只有當光線不夠並且有人在教室時，人所處的位置燈亮。單片機I輸出信號驅動繼電器5開或者閉控制日光燈6的亮滅。[0025]6.此外在檢測到無人時，需要延遲3?5分鐘後才滅燈。
[0026]經實驗驗證，超聲傳感器4通過接收與反射能準確地檢測到物體的距離，並且測量的最大距離達4，5米以上，所以可以通過有人無人時檢測距離的不同，設定一個範圍，當所測的距離小於某一值時，就證明有人。由於超聲傳感器4所能檢測到的範圍只有15度錐角，所以需要在一個日光燈6燈架上安裝多個超聲傳感器6才能不至於出現很大的盲區。
[0027]參見圖2，本實用新型首先用熱釋紅外熱釋電傳感器3感測有人進入教室，然後通過超聲傳感器4檢測人具體坐到哪個位置上，綜合光照度傳感器2檢測的結果，將信號傳給單片機1，經過邏輯判斷從而驅動繼電器5控制日光燈6的亮滅。
[0028]本實用新型可根據學生在教室中入座的情況，合理安排教室內日光燈的照明，從而避免了在無人或者人很少的時候日光燈全部打開的狀況，大大節約了電能。
【權利要求】
1.照明節能控制系統，其特徵在於:包括單片機(I)、教室內安裝的光照度傳感器(2)、教室門口安裝的紅外熱釋電傳感器(3)、燈架上安裝的超聲傳感器(4)及繼電器(5);光照度傳感器(2 )檢測教室的光照亮度，紅外熱釋電傳感器(3 )監測教室有人進入，超聲傳感器(4)監測燈下位置上的人；所述光照度傳感器(2)、紅外熱釋電傳感器(3)、超聲傳感器(4)、繼電器(5)分別與單片機(I)引腳連接，通過單片機(I)控制繼電器(5)調節教室內照明燈的照明。
2.如權利要求1所述的照明節能控制系統，其特徵在於:每個照明燈燈架上安裝超聲傳感器(4)，以監測燈下小範圍內位置上的人。
3.如權利要求1或2所述的照明節能控制系統，其特徵在於:還包括強制按鈕，在緊急情況下，按下強制按鈕令所有照明燈全亮或者全滅。
【文檔編號】H05B37/02GK203590540SQ201320664298
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】楊宇祥, 張甫, 倪文文, 張雯, 杜芳玲, 王建英, 姚蕾, 李絨 申請人:西安理工大學