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        互聯(lián)網(wǎng)+教室智能燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2017-04-18 03:38:23重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院申淑杰李興莉
        電子世界 2017年1期
        關(guān)鍵詞:燈組色溫亮度

        重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院 申淑杰 李興莉

        互聯(lián)網(wǎng)+教室智能燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院 申淑杰 李興莉

        本著綠色環(huán)保節(jié)約用電的原則,本文主要提供一種互聯(lián)網(wǎng)+LED多溫色教室燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括LED燈組、控制模塊、服務(wù)器、采集模塊和傳輸模塊,通過采集教室的人數(shù)及環(huán)境信息傳輸?shù)椒?wù)器,服務(wù)器便可根據(jù)相應(yīng)的人數(shù)及環(huán)境信息對(duì)教室的燈光進(jìn)行智能控制,做到人離LED燈組自動(dòng)熄滅,避免了用電浪費(fèi),節(jié)約能源,同時(shí)使學(xué)生在不同的季節(jié)里感受和環(huán)境溫度不一樣的視覺效果,從而預(yù)防和降低近視,以達(dá)到綠色環(huán)保高效節(jié)能的目的。

        互聯(lián)網(wǎng)+;智能燈光;節(jié)能;綠色照明

        1 引言

        在當(dāng)前中國能源乃至世界能源危機(jī)嚴(yán)峻的形勢(shì)下,人們極為關(guān)注可再生能源的開發(fā)和利用,同時(shí)也更加關(guān)注水能、電能等能源的節(jié)約使用。傳統(tǒng)的照明方式已不符合對(duì)電光源高效節(jié)能的要求,建立一個(gè)低成本、簡單、易操作、易維護(hù)的智能照明控制系統(tǒng)迫在眉睫。當(dāng)然,除了工業(yè)用電,學(xué)校也是一支用電大軍,因此,校園里的教室燈光及路燈若能做到綠色照明、智能控制,便可有效節(jié)約電能、保護(hù)環(huán)境,同時(shí)改善照明質(zhì)量。

        2 傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的主要問題

        目前許多教室采用傳統(tǒng)的照明系統(tǒng),由于需要手動(dòng)操作開關(guān)的通斷,因此,當(dāng)學(xué)生下課而從教室中離開時(shí),如果最后離開教室的學(xué)生忘記關(guān)燈,將造成電能的大大浪費(fèi)。同時(shí),傳統(tǒng)照明采用單色照明,不能調(diào)節(jié)色溫、亮度,對(duì)學(xué)生的視力和學(xué)習(xí)效率均有不良影響。

        那么,有沒有一種方式能夠讓教室的燈光更加智能化呢?比如,教室里面沒人的時(shí)候燈光自動(dòng)熄滅,有人時(shí)燈光自動(dòng)打開,并且燈光可以根據(jù)教室本身的明暗程度進(jìn)行智能調(diào)節(jié),等等。

        圖1 互聯(lián)網(wǎng)+LED多溫色教室燈控制系統(tǒng)圖

        3 互聯(lián)網(wǎng)+LED多溫色教室智能燈控制系統(tǒng)

        互聯(lián)網(wǎng)+LED多溫色教室燈控制系統(tǒng),包括LED燈組、控制模塊、服務(wù)器、采集模塊、傳輸模塊和控制終端(如圖1所示)。下面結(jié)合該圖對(duì)本系統(tǒng)作進(jìn)一步描述。

        該系統(tǒng)中的控制模塊為用于對(duì)LED燈組進(jìn)行調(diào)節(jié)色溫、亮度和進(jìn)行分組調(diào)控、測(cè)試和檢測(cè)的控制器,控制器包括用于調(diào)節(jié)LED燈組色溫的色溫控制單元、用于改變LED燈組亮度的亮度控制單元和用于對(duì)LED燈進(jìn)行分組調(diào)控、測(cè)試和檢測(cè)的分組控制單元;LED燈組與控制模塊相連接,控制模塊通過傳輸模塊與服務(wù)器相連接。

        該系統(tǒng)中的采集模塊包括用于采集色溫和亮度變化參數(shù)的環(huán)境采集單元和用于采集人體信息的人體采集單元,采集模塊與傳輸模塊連接。人體采集單元采集教室的人數(shù)數(shù)據(jù),人體采集單元將教室的人數(shù)數(shù)據(jù)傳至服務(wù)器,控制終端可以根據(jù)服務(wù)器統(tǒng)計(jì)的教室的人數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)LED燈組的色溫和亮度進(jìn)行合理的控制。當(dāng)教室無人并達(dá)到預(yù)設(shè)的教室空置時(shí)間時(shí),控制終端關(guān)閉對(duì)應(yīng)教室的LED燈組的電源。環(huán)境采集單元采集周圍環(huán)境的色溫和亮度變化參數(shù),環(huán)境采集單元將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器,控制終端可以根據(jù)服務(wù)器統(tǒng)計(jì)的色溫和亮度數(shù)據(jù)對(duì)LED燈組進(jìn)行合理的控制。環(huán)境采集單元還可以將LED燈組所處環(huán)境的亮度信息傳遞至服務(wù)器,以對(duì)調(diào)整LED燈組的發(fā)光狀態(tài)進(jìn)行參考。

        該系統(tǒng)通過控制器和傳輸模塊對(duì)處于不同朝向和位置的教室的LED燈組進(jìn)行分組、調(diào)節(jié)色溫、亮度,使LED燈組不僅能夠不受環(huán)境、氣候的影響,而且還能夠不受朝向和位置的影響,以滿足學(xué)生們學(xué)習(xí)的需要。

        整個(gè)系統(tǒng)通過傳輸模塊在各模塊間傳遞信息,傳輸模塊包括無線傳輸單元和有線傳輸單元,用于將LED燈分組以及對(duì)調(diào)節(jié)LED燈組色溫和亮度的控制終端包括無線控制終端和有線控制終端。無線控制終端通過無線傳輸單元與LED燈組連接,有線控制終端通過有線傳輸單元與LED燈組連接。無線傳輸模塊可以根據(jù)實(shí)際需求可以采用:GPRS、3G/4G、紅外、激光、超聲波、無線射頻(wifi、zigbee、藍(lán)牙、RF等)無線智能控制技術(shù),有線傳輸模塊可以采用電力載波技術(shù)、高壓有線控制和低壓有線控制(RS485、RS433、RS232、RS422)等控制線方式。

        4 與傳統(tǒng)照明相比的優(yōu)勢(shì)

        與現(xiàn)有技術(shù)相比,本研究的有益效果:本系統(tǒng)提供的一種互聯(lián)網(wǎng)+LED多溫色教室燈控制系統(tǒng),可以遠(yuǎn)程控制LED燈組的色溫、亮度、運(yùn)行狀態(tài)、電流電壓、功率等,并對(duì)LED燈進(jìn)行分組、調(diào)控、測(cè)試和檢測(cè)等,通過分組使處于不同LED燈組的色溫、亮度、運(yùn)行狀態(tài)、電流電壓及功率等能夠按教室不同朝向和位置及人們具體需要自動(dòng)調(diào)節(jié)LED燈組的亮度和色溫,做到人離LED燈組自動(dòng)熄滅,避免了用電浪費(fèi),節(jié)約能源,同時(shí)使學(xué)生在不同的季節(jié)里享受和環(huán)境溫度不一樣的視覺感受,預(yù)防和降低近視,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

        5 推廣應(yīng)用

        本系統(tǒng)對(duì)于所有學(xué)校都具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義和推廣價(jià)值,資源節(jié)約與我們每個(gè)人都息息相關(guān),我們可以從點(diǎn)滴做起,從小事做起,從建設(shè)資源節(jié)約型校園做起,只要每一片校園都建成了資源節(jié)約型的校園,以資源節(jié)約型校園為輻射源,在全社會(huì)形成良性的資源節(jié)約及循環(huán)利用的價(jià)值體系。

        當(dāng)然本系統(tǒng)還可以推廣應(yīng)用到景觀、智慧路燈、智能管廊等領(lǐng)域,從而形成資源節(jié)約型社會(huì)及可持續(xù)發(fā)展社會(huì),以造福子孫后代。

        [1]許建國,黃落兵,胡鳳情,夏友兵.基于ZigBee的智能燈光控制系統(tǒng)[J].科技風(fēng),2016(10):40.

        [2]張?zhí)K嘉.高校教學(xué)樓智能燈光控制設(shè)計(jì)[J].消費(fèi)電子,2014(16): 210.

        [3]楊家偉,胥布工.基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PSD算法的分布式智能燈光控制[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2016(6):1834-1838.

        [4]Mr yang.智能臺(tái)燈[EB/OL].哈爾濱工程大學(xué).

        申淑杰(1982—),女,重慶人,在職碩士研究生,重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院講師,研究方向:計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)。

        2016年重慶市教委人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(規(guī)劃項(xiàng)目)“互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的生態(tài)文明校園建設(shè)”(項(xiàng)目編號(hào):16SKGH274)的成果之一。

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