CN112351563A - 一种自动调节照明范围的智能照明灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动调节照明范围的智能照明灯，包括：智能照明灯体、设置在所述智能照明灯体底部的中央控制板和远程管理平台，所述中央控制板包括环境感知模块、人群密集度检测模块、照明控制模块、数据中转及决策模块、智能报警模块和智能交互模块；所述环境感知模块用于感知环境信息和位置信息；所述人群密集度检测模块用于检测特定区域内的人群密集程度；所述数据中转及决策模块用于根据环境信息和人群密集程度判断对应照明模式；所述照明控制模块用于根据参数调节照明灯的照明范围和亮度；所述智能报警模块用于异常报警信号；所述智能交互模块用于用户设置参数和选择照明模式，本发明适用范围广，功能多样且操作简单，可灵活调节光照范围。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及到一种自动调节照明范围的智能照明灯。
背景技术
照明灯具是人们日常生活中比不可少的辅助工具，它可以为人们提高良好的工作环境，照明灯的种类有很多，不同的功能和外观可以应用在不同领域，比如室内照明和室外照明，而在不同的使用区域通常还需要能方便保持合适的照明范围和光线强度的照明灯具，以满足使用者的需求，因此，研究一种可自动调节光照范围，并且适用范围广的智能照明灯具十分有必要。
综上所述，提供一种适用范围广，功能多样且操作简单，可灵活调节光照范围的自动调节照明范围的智能照明灯，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种自动调节照明范围的智能照明灯，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动调节照明范围的智能照明灯，包括：智能照明灯体、设置在所述智能照明灯体底部的中央控制板和远程管理平台，所述中央控制板包括环境感知模块、人群密集度检测模块、照明控制模块、数据中转及决策模块、智能报警模块和智能交互模块；
所述环境感知模块用于感知环境光线、温度、粉尘浓度和照明灯地理位置信息，并将检测信息发送至所述数据中转及决策模块，所述环境感知模块包括信息传感单元和数据预处理单元；
所述人群密集度检测模块用于检测特定区域内的人群密集程度并将检测检测传递给所述数据中转及决策模块，所述人群密集度检测模块包括视频获取单元、视频图像预处理单元和人群密集度识别单元；
所述数据中转及决策模块用于根据环境信息和人群密集程度判断对应照明模式并给出下行控制指令，所述数据中转及决策模块包括数据分类接收单元、参数关联存储单元、融合判别单元和指令输出单元；
所述照明控制模块用于接收所述指令输出单元输出的照明参数，并根据所述参数调节照明灯的照明范围和亮度，所述照明控制模块包括电机驱动单元、照明参数存储单元和反馈单元，所述电机驱动单元与光照调制机构电连接用于驱动所述光照调制机构进行光照范围和光照角度调节，所述照明参数存储单元与所述反馈单元相连接，所述反馈单元用于将调节后光照状态参数发送至所述融合判别模块；
所述智能报警模块用于在所述智能照明灯体收到猛烈撞击和供电异常时发出报警信号，所述智能报警模块与所述远程管理平台无线连接；
所述智能交互模块用于用户输入设置参数和选择照明模式，所述智能交互模块包括照明状态显示单元、用户指令输入单元和用户权限验证单元，所述用户权限验证单元用于验证用户的操作权限，验证成功后可输入指令参数，所述智能交互模块与所述数据中转及决策模块相连接。
进一步地，所述远程管理平台与所述数据中转及决策模块通过无线方式通信，所述远程管理平台用于对照明灯的照明状态进行远程监控，所述远程管理平台包括电子地图映射单元、报警信号接收单元和照明状态管理单元，所述电子地图映射单元根据检测到的照明灯地理位置信息将各照明灯坐标参数与三维电子地图进行等比例映射关联，所述报警信号接收单元用于接收所述智能报警模块发送的报警信息以提醒管理人员进行维护处理，所述照明状态管理单元与所述融合判别单元相连接用于监控照明灯的照明模式、电量和当前运行参数。
更进一步地，所述信息传感单元包括光线、温度和粉尘浓度传感网络和GPS定位模块，所述传感网络将传感数据传输给所述数据预处理单元，所述数据预处理单元对所述传感数据进行统一滤波解析，得到格式统一的检测参数数据，对所述格式统一的检测参数数据采用对比判断法去除无效数据和冗余数据，得到预处理后的数据。
更进一步地，所述光照调制机构包括两级调光装置，所述两级调光装置包括滑轨和底座，所述滑轨的底端和所述底座左端铰接连接，所述滑轨和所述底座之间设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸可调节所述滑轨和所述底座之间的夹角，所述滑轨上设置有照明灯体，所述照明灯体通过牵引绳和设置在所述滑轨顶端的滑轮进行上下滑动以调节照明范围，所述滑轨的两端设置有用于检测所述照明灯***置的限位开关，所述伸缩气缸和所述限位开关均与所述电机驱动单元相连接。
更进一步地，所述视频获取单元将视频数据以帧形式存储并将帧图像传递至所述视频图像预处理单元；所述视频图像预处理单元将原始RGB图像转换为灰度图像，再对所述灰度图像进行二值化处理得到二值化图像；将所述二值化图像与二值化背景帧图像做异或处理得到仅有人物的图像数据；将所述图像数据发送至所述人群密集度识别单元，所述人群密集度识别单元采用像素法加统计的方法获取人口数，并根据最小圆覆盖法确定覆盖圆的面积像素大小和覆盖圆内人物像素大小进而得到人群密度数值。
更进一步地，所述数据分类接收单元接收到环境感知信息及人群密度信息后将信息分类发送至所述融合判别单元，所述融合判别单元根据所述参数关联存储单元存储的参数阈值对当前光照模式进行调整，并由所述指令输出单元输出下行控制指令至所述照明参数存储单元，所述照明参数存储单元发送控制信号给所述电机驱动单元驱动光照调制机构进行光照范围和光照角度调节，并将调节后光照状态参数发送至所述融合判别模块。
进一步地，所述中央控制板还包括电压源输入模块，所述电压源输入模块包括市电供电单元、太阳能供电单元和供电模式选择单元，所述市电供电单元用于将市电转换为平稳的直流电压，所述市电供电单元包括AC-DC转换器和DC-DC转换器，所述太阳能供电单元用于通过太阳能光伏阵列和光伏控制器输出稳定直流电压，所述光伏阵列与所述光伏控制器电连接，所述光伏控制器与太阳能蓄电池电连接。
更进一步地，所述供电模式选择单元包括包括电阻R1至电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、MOS管Q3、稳压二极管D1、电容C1和电容C2,所述稳压二极管D1的正极与所述市电供电单元的另一个输入端相连，所述市电供电单元的另一个输入端通过所述电阻R1与所述三极管Q2的基极相连，所述三极管Q2的发射极接地，所述三级管Q2的集电极与所述电阻R2的一端并接后接所述太阳能蓄电池的电压输出端，所述电阻R2的另一端与所述三极管Q1的基极并接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述MOS管Q3的栅极并接，所述电阻R3并接在所述MOS管Q3的栅极与源极之间，所述MOS管Q3的漏极与所述稳压二极管D1的负极、所述电容C1的一端和所述电容C2的正极并接，所述电容C1的一端与所述电容C2的正极并接在所述供电模式选择单元的输出端，所述电容C1的另一端与所述电容C2的负极均接地。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明适用范围广，功能多样且操作简单，且可根据人群密度环境数据及用户设定模式灵活调节光照范围。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明中自动调节照明范围的智能照明灯的组成示意图。
图2为本发明中光照调制机构的结构示意图。
图3为本实施例中人群密集度检测过程的步骤示意图。
图4为本发明中供电模式选择单元的电路接口示意图。
附图标记：
两级调光装置1、滑轨2、底座3、牵引绳4、滑轮5、伸缩气缸6、照明灯体7和限位开关8。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种适用范围广，且可根据人群密度环境数据及用户设定模式灵活调节光照范围的自动调节照明范围的智能照明灯。如图1至图4所示，该装置包括：智能照明灯体7、设置在所述智能照明灯体7底部的中央控制板和远程管理平台，所述中央控制板包括环境感知模块、人群密集度检测模块、照明控制模块、数据中转及决策模块、智能报警模块和智能交互模块。所述环境感知模块用于感知环境光线、温度、粉尘浓度和照明灯地理位置信息，并将检测信息发送至所述数据中转及决策模块，所述环境感知模块包括信息传感单元和数据预处理单元，其中，所述信息传感单元包括光线、温度和粉尘浓度传感网络和GPS定位模块，所述传感网络将传感数据传输给所述数据预处理单元，所述数据预处理单元对所述传感数据进行统一滤波解析，得到格式统一的检测参数数据，对所述格式统一的检测参数数据采用对比判断法去除无效数据和冗余数据，得到预处理后的数据。所述智能报警模块用于在所述智能照明灯体7收到猛烈撞击和供电异常时发出报警信号，所述智能报警模块与所述远程管理平台无线连接。
所述人群密集度检测模块用于检测特定区域内的人群密集程度并将检测检测传递给所述数据中转及决策模块，所述人群密集度检测模块包括视频获取单元、视频图像预处理单元和人群密集度识别单元，如图3所示，人群密集度检测过程如下：a.所述视频获取单元将视频数据以帧形式存储并将帧图像传递至所述视频图像预处理单元；b.所述视频图像预处理单元将原始RGB图像转换为灰度图像，再对所述灰度图像进行二值化处理得到二值化图像；c.将所述二值化图像与二值化背景帧图像做异或处理得到仅有人物的图像数据；d.将所述图像数据发送至所述人群密集度识别单元，所述人群密集度识别单元采用像素法加统计的方法获取人口数，并根据最小圆覆盖法确定覆盖圆的面积像素大小和覆盖圆内人物像素大小进而得到人群密度数值。
所述数据中转及决策模块用于根据环境信息和人群密集程度判断对应照明模式并给出下行控制指令，所述数据中转及决策模块包括数据分类接收单元、参数关联存储单元、融合判别单元和指令输出单元,在本装置中，所述数据分类接收单元接收到环境感知信息及人群密度信息后将信息分类发送至所述融合判别单元，所述融合判别单元根据所述参数关联存储单元存储的参数阈值对当前光照模式进行调整，并由所述指令输出单元输出下行控制指令至所述照明参数存储单元，所述照明参数存储单元发送控制信号给所述电机驱动单元驱动光照调制机构进行光照范围和光照角度调节，并将调节后光照状态参数发送至所述融合判别模块。
所述照明控制模块用于接收所述指令输出单元输出的照明参数，并根据所述参数调节照明灯的照明范围和亮度，所述照明控制模块包括电机驱动单元、照明参数存储单元和反馈单元，所述电机驱动单元与光照调制机构电连接用于驱动所述光照调制机构进行光照范围和光照角度调节，所述照明参数存储单元与所述反馈单元相连接，所述反馈单元用于将调节后光照状态参数发送至所述融合判别模块。如图2所示，所述光照调制机构包括两级调光装置1，所述两级调光装置1包括滑轨2和底座3，所述滑轨2的底端和所述底座3左端铰接连接，所述滑轨2和所述底座3之间设置有伸缩气缸6，所述伸缩气缸6可调节所述滑轨2和所述底座3之间的夹角，所述滑轨2上设置有照明灯体7，所述照明灯体7通过牵引绳4和设置在所述滑轨2顶端的滑轮5进行上下滑动以调节照明范围，所述滑轨2的两端设置有用于检测所述照明灯体7位置的限位开关8，所述伸缩气缸6和所述限位开关8均与所述电机驱动单元相连接。
所述智能交互模块用于用户输入设置参数和选择照明模式，照明参数包括照明时长、亮度以及二级调光触发阈值等，所述智能交互模块包括照明状态显示单元、用户指令输入单元和用户权限验证单元，所述用户权限验证单元用于验证用户的操作权限，验证成功后可输入指令参数，所述智能交互模块与所述数据中转及决策模块相连接。
本装置中，所述远程管理平台与所述数据中转及决策模块通过无线方式通信，所述远程管理平台用于对照明灯的照明状态进行远程监控，所述远程管理平台包括电子地图映射单元、报警信号接收单元和照明状态管理单元，所述电子地图映射单元根据检测到的照明灯地理位置信息将各照明灯坐标参数与三维电子地图进行等比例映射关联，所述报警信号接收单元用于接收所述智能报警模块发送的报警信息以提醒管理人员进行维护处理，所述照明状态管理单元与所述融合判别单元相连接用于监控照明灯的照明模式、电量和当前运行参数。
所述中央控制板还包括电压源输入模块，所述电压源输入模块包括市电供电单元、太阳能供电单元和供电模式选择单元，所述市电供电单元用于将市电转换为平稳的直流电压，所述市电供电单元包括AC-DC转换器和DC-DC转换器，所述太阳能供电单元用于通过太阳能光伏阵列和光伏控制器输出稳定直流电压，所述光伏阵列与所述光伏控制器电连接，所述光伏控制器与太阳能蓄电池电连接。
如图4所示，所述供电模式选择单元包括包括电阻R1至电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、MOS管Q3、稳压二极管D1、电容C1和电容C2,所述稳压二极管D1的正极与所述市电供电单元的另一个输入端相连，所述市电供电单元的另一个输入端通过所述电阻R1与所述三极管Q2的基极相连，所述三极管Q2的发射极接地，所述三级管Q2的集电极与所述电阻R2的一端并接后接所述太阳能蓄电池的电压输出端，所述电阻R2的另一端与所述三极管Q1的基极并接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述MOS管Q3的栅极并接，所述电阻R3并接在所述MOS管Q3的栅极与源极之间，所述MOS管Q3的漏极与所述稳压二极管D1的负极、所述电容C1的一端和所述电容C2的正极并接，所述电容C1的一端与所述电容C2的正极并接在所述供电模式选择单元的输出端，所述电容C1的另一端与所述电容C2的负极均接地。供电自动选择原理如下：当市电Vcc没有输入的时候，三极管Q1不导通，太阳能蓄电池电压Power通过R6后在三极管Q2的基极产生一个压降进而三极管Q2导通，MOS管Q3导通，Power通过MOS管Q3的输出Vout供电,由于MOS管通的时候几乎不产生压降，所以VOUT等于Power。当市电Vcc电源输入时，在三极管Q1的基极上产生压降，进而三极管导通，三极管Q2截止，MOS管Q3上的G极为高电平，Vgs>0,MOS管Q3的DS截止，Power输出关断，市电电源通过二极管D2给VOUT供电，此时电池不供电。
在本实施例中，当人群密度小于50％、环境粉尘浓度小于1毫克每m3时默认一级光照范围，当人群密度大于50％时，所述光照调制机构由所述电机驱动单元驱动滑轮5转动进而由牵引绳4将照明灯体7拉至滑轨2顶端，同时由所述伸缩气缸6调节滑轨2的竖直角度进而扩大照明范围。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，包括：智能照明灯体(7)、设置在所述智能照明灯体(7)底部的中央控制板和远程管理平台，所述中央控制板包括环境感知模块、人群密集度检测模块、照明控制模块、数据中转及决策模块、智能报警模块和智能交互模块；
所述环境感知模块用于感知环境光线、温度、粉尘浓度和照明灯地理位置信息，并将检测信息发送至所述数据中转及决策模块，所述环境感知模块包括信息传感单元和数据预处理单元；
所述人群密集度检测模块用于检测特定区域内的人群密集程度并将检测检测传递给所述数据中转及决策模块，所述人群密集度检测模块包括视频获取单元、视频图像预处理单元和人群密集度识别单元；
所述数据中转及决策模块用于根据环境信息和人群密集程度判断对应照明模式并给出下行控制指令，所述数据中转及决策模块包括数据分类接收单元、参数关联存储单元、融合判别单元和指令输出单元；
所述照明控制模块用于接收所述指令输出单元输出的照明参数，并根据所述参数调节照明灯的照明范围和亮度，所述照明控制模块包括电机驱动单元、照明参数存储单元和反馈单元，所述电机驱动单元与光照调制机构电连接用于驱动所述光照调制机构进行光照范围和光照角度调节，所述照明参数存储单元与所述反馈单元相连接，所述反馈单元用于将调节后光照状态参数发送至所述融合判别模块；
所述智能报警模块用于在所述智能照明灯体(7)收到猛烈撞击和供电异常时发出报警信号，所述智能报警模块与所述远程管理平台无线连接；
所述智能交互模块用于用户输入设置参数和选择照明模式，所述智能交互模块包括照明状态显示单元、用户指令输入单元和用户权限验证单元，所述用户权限验证单元用于验证用户的操作权限，验证成功后可输入指令参数，所述智能交互模块与所述数据中转及决策模块相连接。
2.如权利要求1所述的自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，所述远程管理平台与所述数据中转及决策模块通过无线方式通信，所述远程管理平台用于对照明灯的照明状态进行远程监控，所述远程管理平台包括电子地图映射单元、报警信号接收单元和照明状态管理单元，所述电子地图映射单元根据检测到的照明灯地理位置信息将各照明灯坐标参数与三维电子地图进行等比例映射关联，所述报警信号接收单元用于接收所述智能报警模块发送的报警信息以提醒管理人员进行维护处理，所述照明状态管理单元与所述融合判别单元相连接用于监控照明灯的照明模式、电量和当前运行参数。
3.如权利要求2所述的自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，所述信息传感单元包括光线、温度和粉尘浓度传感网络和GPS定位模块，所述传感网络将传感数据传输给所述数据预处理单元，所述数据预处理单元对所述传感数据进行统一滤波解析，得到格式统一的检测参数数据，对所述格式统一的检测参数数据采用对比判断法去除无效数据和冗余数据，得到预处理后的数据。
4.如权利要求3所述的自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，所述光照调制机构包括两级调光装置(1)，所述两级调光装置(1)包括滑轨(2)和底座(3)，所述滑轨(2)的底端和所述底座(3)左端铰接连接，所述滑轨(2)和所述底座(3)之间设置有伸缩气缸(6)，所述伸缩气缸(6)可调节所述滑轨(2)和所述底座(3)之间的夹角，所述滑轨(2)上设置有照明灯体(7)，所述照明灯体(7)通过牵引绳(4)和设置在所述滑轨(2)顶端的滑轮(5)进行上下滑动以调节照明范围，所述滑轨(2)的两端设置有用于检测所述照明灯体(7)位置的限位开关(8)，所述伸缩气缸(6)和所述限位开关(8)均与所述电机驱动单元相连接。
5.如权利要求4所述的自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，所述视频获取单元将视频数据以帧形式存储并将帧图像传递至所述视频图像预处理单元；所述视频图像预处理单元将原始RGB图像转换为灰度图像，再对所述灰度图像进行二值化处理得到二值化图像；将所述二值化图像与二值化背景帧图像做异或处理得到仅有人物的图像数据；将所述图像数据发送至所述人群密集度识别单元，所述人群密集度识别单元采用像素法加统计的方法获取人口数，并根据最小圆覆盖法确定覆盖圆的面积像素大小和覆盖圆内人物像素大小进而得到人群密度数值。
6.如权利要求5所述的自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，所述数据分类接收单元接收到环境感知信息及人群密度信息后将信息分类发送至所述融合判别单元，所述融合判别单元根据所述参数关联存储单元存储的参数阈值对当前光照模式进行调整，并由所述指令输出单元输出下行控制指令至所述照明参数存储单元，所述照明参数存储单元发送控制信号给所述电机驱动单元驱动光照调制机构进行光照范围和光照角度调节，并将调节后光照状态参数发送至所述融合判别模块。
7.如权利要求1所述的自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，所述中央控制板还包括电压源输入模块，所述电压源输入模块包括市电供电单元、太阳能供电单元和供电模式选择单元，所述市电供电单元用于将市电转换为平稳的直流电压，所述市电供电单元包括AC-DC转换器和DC-DC转换器，所述太阳能供电单元用于通过太阳能光伏阵列和光伏控制器输出稳定直流电压，所述光伏阵列与所述光伏控制器电连接，所述光伏控制器与太阳能蓄电池电连接。
8.如权利要求7所述的自动调节照明范围的智能照明灯，其特征在于，所述供电模式选择单元包括包括电阻R1至电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、MOS管Q3、稳压二极管D1、电容C1和电容C2,所述稳压二极管D1的正极与所述市电供电单元的另一个输入端相连，所述市电供电单元的另一个输入端通过所述电阻R1与所述三极管Q2的基极相连，所述三极管Q2的发射极接地，所述三级管Q2的集电极与所述电阻R2的一端并接后接所述太阳能蓄电池的电压输出端，所述电阻R2的另一端与所述三极管Q1的基极并接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述MOS管Q3的栅极并接，所述电阻R3并接在所述MOS管Q3的栅极与源极之间，所述MOS管Q3的漏极与所述稳压二极管D1的负极、所述电容C1的一端和所述电容C2的正极并接，所述电容C1的一端与所述电容C2的正极并接在所述供电模式选择单元的输出端，所述电容C1的另一端与所述电容C2的负极均接地。
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