[發明專利]基于物聯網的自然光、電力混合照明系統

有效

• 申請號: 201310048383.5
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103148436A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 梅屹峰;唐遠河;張珺;余洋;唐榮俊;宋凱;付斌
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F21S19/00
• 分類號: F21S19/00;F21V23/04;G05D3/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于自然光的照明利用控制技術領域，涉及一種基于物聯網的自然光、電力混合照明系統。

背景技術

光導照明技術應用于大型體育場館和公共建筑以及辦公樓、住宅、商店、旅館、白天陰暗的房間或地下室、地下車庫、隧道、地鐵等建筑的采光照明中，可以取得良好的視覺照明效果和經濟效益。應用此技術可以充分利用太陽能，有效地減少白天的照明電耗。引進光導管技術，使其在照明節電中發揮作用對建筑節能有積極意義。另外自然通風和自然光照明結合越來越多地運用到現代建筑中，與自然通風相結合的光導管系統將進一步拓寬光導管的應用范圍，滿足建筑物對自然采光和自然通風的要求，可以使自然光照明效果更加完善。

隨著建筑物結構的日趨復雜以及人們對自然光照明要求的逐步提高，傳統的自然光照明方式已無法滿足人們的要求，棱鏡折光板、光導纖維等采光裝置被逐漸引入到建筑物的采光設計中。

現有的類似光導管照明技術，其產品的光導性、難燃性和阻燃性優良，并具有極好的隔熱和隔音效果，且透過率高。當前的光導照明系統僅限于將自然光引入光照不足的區域，無法人工控制采光裝置的持續工作，使得維護難度增大，安裝成本增高。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于物聯網的自然光、電力混合照明系統，解決了現有技術中，光導照明系統僅限于將自然光引入光照不足的區域，無法人工控制采光裝置持續工作和轉換照明的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于物聯網的自然光、電力混合照明系統，包括太陽光收集器、跟蹤機構、室內混合照明、光纖、控制機構，

所述的太陽光收集器的結構是，包括濾光球殼，濾光球殼的內赤道面安裝有菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡背后設置有二次會聚透鏡，二次會聚透鏡的出光口與光纖聯通，光纖末端與太陽光室內照明器連通，濾光球殼下半體設置在跟蹤機構的驅動架中；

所述的跟蹤機構的結構是，包括五個傳感器和一個驅動架，在濾光球殼的外赤道面對向太陽方向均勻安裝有四只光電傳感器，同時在濾光球殼的外赤道面上還設置有一個對向太陽方向的細追蹤傳感器；驅動架中設置有三個轉輪，其中一個是被動轉輪，另外兩個是相互正交的全向輪A和全向輪B，全向輪A和全向輪B分別與各自的減速電機傳動連接；

所述的控制機構的結構是，包括電腦，電腦通過互聯網與無線路由器連接，無線路由器與以太網接口的AP模塊連接、AP模塊與單片機連接，單片機還同時與所述的五個傳感器、兩個減速電機的電機驅動、光敏傳感器以及攜帶wifi模塊的燈具分別連接，攜帶wifi模塊的燈具與電力照明轉換器連接，電力照明轉換器與光敏傳感器和電力照明燈具同時連接。

本發明的有益效果是：利用無線控制技術，通過物聯網，采用電腦或手機上網登陸網頁，即可設置照明系統的工作狀態，符合人們的日常生活習慣，有較高的應用和推廣價值。

1）采光裝置在結構上采用獨特的球形外殼，聚光透鏡固定在距離球殼的赤道面等距面上，球殼底部兩個電機控制轉動方向追蹤太陽，達到輕便、省電、易于維護安裝、轉動角度精確等目的。

2）利用開源軟硬件arduino及傳感器，實現簡單、高效的室外太陽的自動跟蹤，以及自然光照明與電力照明的自動開關轉換。

3）將自然光導照明與物聯網（互聯網）技術相結合，通過EN28J16以太網接口模塊分配IP地址，實現登陸網頁的方式對自然光照明系統中的太陽跟蹤和供電照明開關實行遠距設置。

4）將自然光導照明與無線控制技術結合，使用現如今流行的wifi技術與藍牙技術，實現手機近距離（100米左右）無線控制，調節自然光與供電照明之間的轉換。

附圖說明

圖1是本發明的混合照明系統的結構示意圖；

圖2是本發明裝置中的太陽光收集器及驅動架安裝結構示意圖；

圖3是本發明裝置中的跟蹤機構的五個傳感器安裝位置示意圖；

圖4是本發明裝置中的太陽跟蹤驅動電路示意圖。

圖中，1.濾光球殼，2.菲涅爾透鏡，3.二次會聚透鏡，4.光纖，5.太陽光室內照明器，6.多面體散光球，7.光敏傳感器，8.電力照明轉換器，9.被動轉輪，10.電腦，11.單片機，12.手機，13.無線路由器，14.AP模塊，15.細追蹤傳感器，16.藍牙，17.全向輪A，18.全向輪B。

具體實施方式

本發明的系統工作時，默認自然光照明優先，在自然光照明不足時，控制機構能夠實現自動啟動電力照明。