CN110139436A - 基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法 - Google Patents

基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，光照强度采集模块对区域环境的光照强度进行检测并将数据发送给AD芯片，AD芯片将接收的数据发送给MCU控制器，MCU控制器控制区域的LED灯组的开关；人体红外探测模块检测到区域内的人群密度，将检测到的数据发送给MCU控制器；MCU控制器内部的计算模块开始运行和计算，之后MCU控制器选取最优LED灯组的工作状态，并控制灯光强度调节模块控制LED灯组，选择合适的光照强度。本发明可高效智慧利用电能，实现节能减排，可在不改变原有照明***格局的情况下，改造老旧照明***，基于人群密度信息，能够实现智能控制，对与区域内的亮度实时监控，形成闭环控制，满足区域正常的照明需求与健康的照明亮度。

Description

基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法
技术领域：
本发明属于智能控制***技术领域，特别涉及基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法。
背景技术：
目前，大学校园人口密集，由于教学和生活需要，电能消耗很大，尤其是教室、图书馆，存在着电能浪费、舒适性差、以及照明***应用不合理等问题，造成了校园中普遍存在白天长明灯、人少灯全亮、无人灯也亮等电能浪费现象。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，解决了目前，大学校园人口密集，由于教学和生活需要，电能消耗很大，尤其是教室、图书馆，存在着电能浪费、舒适性差、以及照明***应用不合理等问题，造成了校园中普遍存在白天长明灯、人少灯全亮、无人灯也亮等电能浪费现象的缺点。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，使用基于人群密度信息互联式校园照明节能控制装置进行控制，所述控制装置包括人体红外探测模块、光照强度采集模块、基于人群密度信息的计算模块、灯光强度调节模块、MCU控制器和LED灯组，所述光照强度采集模块、基于人群密度信息的计算模块和灯光强度调节模块均电性连接在MCU控制器上，所述光照强度采集模块和灯光强度调节模块均与LED灯组电性连接，所述MCU控制器上电性连接有AD芯片，所述AD芯片和人体红外探测模块电性连接，所述AD芯片通过人体红外探测模块电性连接在MCU控制器上；
具体控制方法操作步骤如下：
第一步、所述光照强度采集模块对区域环境的光照强度进行检测，将检测到的数据发送给所述MCU控制器内部设置的所述AD芯片，AD芯片将接收的数据发送给MCU控制器，MCU控制器控制区域的所述LED灯组的开关；
第二步、所述人体红外探测模块检测到区域内的人群密度，然后将检测到的数据发送给所述MCU控制器；
第三步、所述MCU控制器内部的所述基于人群密度信息的计算模块开始运行和计算，之后MCU控制器选取最优LED灯组的工作状态，并控制灯光强度调节模块控制LED灯组，选择合适的光照强度。
作为优选，所述人体红外探测模块是一种红外检测传感器，可根据人体红外辐射检测信号传递数字信息。
作为优选，所述光照强度采集模块是一种灵敏型的光敏传感器，利用对光照强度极其敏感的光敏材料感知光照强度大小并产生对应数字信号，将数字信号发送给所述MCU控制器。
作为优选，所述的基于人群密度信息的计算模块是预先烧写在MCU控制器中，通过所述MCU控制器的对比分析***中检测到发送信号的人体红外探测模块位置。
作为优选，所述LED灯组由若干LED灯组成，而LED灯是一种可快速开通、关断的发光二极管。
作为优选，所述的灯光强度调节模块与MCU控制器工作时，利用脉冲恒流源，用改变脉冲宽度的方法，改变LED灯的亮度，即脉宽调制(PWM)调光法。
作为优选，所述MCU控制器是一种微控制处理器，用于接收和处理所述人体红外探测模块、光照强度采集模块和灯光强度调节模块发送的信号，并通过所述灯光强度调节模块控制LED灯组的光照强度。
本发明的有益效果：本发明可高效智慧利用电能，实现节能减排，本发明可在不改变原有照明***格局的情况下，改造老旧照明***，本发明基于人群密度信息，能够实现智能控制，对与区域内的亮度实时监控，形成闭环控制，满足区域正常的照明需求与健康的照明亮度，本发明构建了一套完整互联式校园照明节能控制***，提出***优化算法。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的***模块框图；
图2为本发明基于人群密度信息的计算模块的算法示意图；
图3为本发明的模块图；
图4为本发明人体红外探测模块与MCU控制器的互联图；
图5为本发明的PWM灯组控制图。
图中：1-人体红外探测模块、2-光照强度采集模块、3-人群密度信息的计算模块、4-灯光强度调节模块、5-MCU控制器、6-LED灯组、7-AD芯片。
具体实施方式：
如图1-5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，使用基于人群密度信息互联式校园照明节能控制装置进行控制，控制装置包括人体红外探测模块1、光照强度采集模块2、基于人群密度信息的计算模块3、灯光强度调节模块4、MCU控制器5和LED灯组6，所述光照强度采集模块2、基于人群密度信息的计算模块3和灯光强度调节模块4均电性连接在MCU控制器5上，所述光照强度采集模块2和灯光强度调节模块4均与LED灯组6电性连接，MCU控制器5上电性连接有AD芯片7，所述AD芯片7和人体红外探测模块1电性连接，所述AD芯片7通过人体红外探测模块1电性连接在MCU控制器5上。
基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，具体操作步骤如下：
第一步、光照强度采集模块2对区域环境的光照强度进行检测，将检测到的数据发送给MCU控制器5内部设置的AD芯片7，AD芯片7将接收的数据发送给MCU控制器5，MCU控制器5控制区域的LED灯组6的开关；
第二步、人体红外探测模块1检测到区域内的人群密度，然后将检测到的数据发送给MCU控制器5；
第三步、MCU控制器5内部的人群密度信息的计算模块3开始运行和计算，之后MCU控制器5选取最优LED灯组6的工作状态，并控制灯光强度调节模块4控制LED灯组6，选择合适的光照强度。
其中，所述人体红外探测模块1是一种红外检测传感器，可根据人体红外辐射检测信号传递数字信息。
其中，所述光照强度采集模块2是一种灵敏型的光敏传感器，利用对光照强度极其敏感的光敏材料感知光照强度大小并产生对应数字信号，将数字信号发送给MCU控制器5。
其中，所述的基于人群密度信息的计算模块3是预先烧写在MCU控制器5中，通过所述MCU控制器5的对比分析***中检测到发送信号的人体红外探测模块1位置。
其中，所述LED灯组6由若干LED灯组成，而LED灯是一种可快速开通、关断的发光二极管。
其中，所述的灯光强度调节模块4与MCU控制器5工作时，利用脉冲恒流源，用改变脉冲宽度的方法，改变LED灯的亮度，即脉宽调制(PWM)调光法。
其中，所述MCU控制器5是一种微控制处理器，用于接收和处理所述人体红外探测模块1、光照强度采集模块2和灯光强度调节模块4发送的信号，并通过所述灯光强度调节模块4控制LED灯组6的光照强度。
具体的：基于人群密度信息互联式校园照明节能控制装置，本发明的人体红外探测模块1HC-SR501型红外检测传感器，光照强度采集模块为GY-2561型光敏传感器，MCU控制器为STM32型控制器，本发明工作时，人体红外探测模块1检测到区域内的人群密度，然后将检测到的数据发送给MCU控制器5，同时光照强度采集模块2对区域环境的光照强度进行检测，然后将检测到的数据发送给MCU控制器5内部设置的AD芯片7，AD芯片7将接收的数据发送给MCU控制器5，若光照较强，MCU控制器5则关闭LED灯组6，若光照较弱，MCU控制器5则开启LED灯组6，在此过程中，MCU控制器5内部的人群密度信息的计算模块3会对人体红外探测模块1检测到的数据进行处理，当检测区域内1有一个人体红外探测模块1开启时，MCU控制器5控制任意LED灯组6工作，当检测区域内有两个人体红外探测模块1开启时，MCU控制器5控制两个人体红外探测模块1对角线上的LED灯组6工作，当检测区域内有三个人体红外探测模块1都开启时，MCU控制器5控制中间人体红外探测模块1上的LED灯组6工作，当检测去区域有四个或五个人体红外探测模块1都开启时，MCU控制器5控制人体红外探测模块1上的四个LED灯组6工作，MCU控制器5选取最优LED灯组6的工作状态，并控制灯光强度调节模块4控制LED灯组6，选择合适的光照强度，对检测的区域进行照明。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，其特征在于，使用基于人群密度信息互联式校园照明节能控制装置进行控制，所述控制装置包括人体红外探测模块(1)、光照强度采集模块(2)、基于人群密度信息的计算模块(3)、灯光强度调节模块(4)、MCU控制器(5)和LED灯组(6)，所述光照强度采集模块(2)、基于人群密度信息的计算模块(3)和灯光强度调节模块(4)均电性连接在MCU控制器(5)上，所述光照强度采集模块(2)和灯光强度调节模块(4)均与LED灯组(6)电性连接，所述MCU控制器(5)上电性连接有AD芯片(7)，所述AD芯片(7)和人体红外探测模块(1)电性连接，所述AD芯片(7)通过人体红外探测模块(1)电性连接在MCU控制器(5)上；
具体控制方法操作步骤如下：
第一步、所述光照强度采集模块(2)对区域环境的光照强度进行检测，将检测到的数据发送给所述MCU控制器(5)内部设置的所述AD芯片(7)，AD芯片(7)将接收的数据发送给MCU控制器(5)，MCU控制器(5)控制区域的所述LED灯组(6)的开关；
第二步、所述人体红外探测模块(1)检测到区域内的人群密度，然后将检测到的数据发送给所述MCU控制器(5)；
第三步、所述MCU控制器(5)内部的所述基于人群密度信息的计算模块(3)开始运行和计算，之后MCU控制器(5)选取最优LED灯组(6)的工作状态，并控制灯光强度调节模块(4)控制LED灯组(6)，选择合适的光照强度。
2.根据权利要求1所述的基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，其特征在于：所述人体红外探测模块(1)是一种红外检测传感器，可根据人体红外辐射检测信号传递数字信息。
3.根据权利要求1所述的基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，其特征在于：所述光照强度采集模块(2)是一种灵敏型的光敏传感器，利用对光照强度极其敏感的光敏材料感知光照强度大小并产生对应数字信号，将数字信号发送给所述MCU控制器(5)。
4.根据权利要求1所述的基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，其特征在于：所述的基于人群密度信息的计算模块(3)是预先烧写在MCU控制器(5)中，通过所述MCU控制器(5)的对比分析***中检测到发送信号的人体红外探测模块(1)位置。
5.根据权利要求1所述的基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，其特征在于：所述LED灯组(6)由若干LED灯组成，而LED灯是一种可快速开通、关断的发光二极管。
6.根据权利要求1所述的基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，其特征在于：所述的灯光强度调节模块(4)与MCU控制器(5)工作时，利用脉冲恒流源，用改变脉冲宽度的方法，改变LED灯的亮度，即脉宽调制(PWM)调光法。
7.根据权利要求1所述的基于人群密度信息互联式校园照明节能控制方法，其特征在于：所述MCU控制器(5)是一种微控制处理器，用于接收和处理所述人体红外探测模块(1)、光照强度采集模块(2)和灯光强度调节模块(4)发送的信号，并通过所述灯光强度调节模块(4)控制LED灯组(6)的光照强度。
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