[發明專利]一種基于自動感知的公共場所節能照明控制系統和方法

有效

• 申請號: 201410805939.5
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104735862B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 楊萍;孫連英;姜余祥;王燕妮
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

本發明涉及一種基于自動感知的公共場所節能照明控制系統和方法。所述系統由若干個分布式節點組成，每個節點包括信息采集模塊，中央處理模塊，本地照明控制模塊，節點間無線通信模塊，電源狀態指示模塊，喚醒信號產生模塊。信息采集模塊由節點工作狀態遠距離監控與喚醒模塊、環境光線感知傳感器模塊、照明目標檢測傳感器模塊和照明目標運動狀態感知傳感器模塊組成。本發明所述系統具有睡眠和工作兩種模式，節省了系統能耗。能夠根據檢測結果自動控制照明單元的開關，智能程度高，實時性好。本發明具有相鄰節點協同合作功能，在檢測到照明目標后，系統會檢測本地亮度是否符合要求和目標是否有運動，并根據檢測結果判斷是否通知相鄰節點啟動照明。

技術領域

本發明屬于物聯網技術與照明系統自動控制領域，涉及一種基于自動感知的公共場所節能照明控制系統和方法。

背景技術

當前學校教室、寫字樓、禮堂、圖書館、會議室、街道、走廊等公共場合的照明系統自動適應即時環境的能力差，智能化水平低，從而造成能源的巨大浪費。2013年，蘇山、葉亭等在其論文“校園公共場所照明節能技術研究”中，提出了采用集中控制和管理、分散執行的照明系統控制方法，將照明區域通過總線連成一個網絡，配置中央監控中心和智能控制照明柜，由控制計算機、監控者、主通信控制器等設備對整個建筑物的燈光進行監控和管理。該系統自動化、智能化水平較低，只是實現了集中管理，但仍需依賴管理者進行監測和控制；自動適應即時環境的能力差，而且以總線的方式組網復雜，不利于大規模使用。2011年，劉和劍等在論文“基于80C51系列單片機節能照明控制的設計”中，提出了基于單片機結合可見光檢測、聲音探測、壓力探測和人體紅外熱感應探測的教學樓智能節能控制器。該系統只能實現檢測到目標時開啟本地照明，對照明的效果是否滿足要求，是否通知相鄰節點啟動照明等未有涉及，系統獨立，無協同功能，智能程度低，不能達到對能量的精細管理。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種基于自動感知的公共場所節能照明控制系統和方法，利用傳感技術、節點自組網技術、短距離無線通信技術以及智能算法，實現教室的環境亮度、是否有人、人員的空間分布情況，街道或走廊的環境亮度、是否有行人或車輛等運動物體及物體運動方向和速度等環境信息的采集，并利用智能抉擇算法實現對本地及臨近區域照明設備的啟停控制。

為實現上述目的，本發明采取如下技術方案。

一種基于自動感知的公共場所節能照明控制系統，由若干個分布式節點組成，系統節點分布示意圖如圖1所示。其特征在于，每個節點包括：信息采集模塊，中央處理模塊，本地照明控制模塊，節點間無線通信模塊，電源狀態指示模塊，喚醒信號產生模塊。其中，

信息采集模塊：用來采集環境信息，并將獲得的環境信息送至中央處理模塊。信息采集模塊由多個傳感器和節點工作狀態遠距離監控與喚醒模塊組成，用戶根據不同的應用給節點配備不同的傳感器，包括：環境光線感知傳感器模塊，照明目標檢測傳感器模塊，照明目標運動狀態感知傳感器模塊。環境光線感知傳感器模塊用于感知當前環境的亮度；照明目標檢測傳感器模塊用于感知當前環境中是否有照明目標(人、運動車輛等)；照明目標運動狀態感知傳感器模塊用于檢測照明目標是否運動，如果有運動，利用節點間通信模塊發出信號告知相鄰節點啟動照明；節點工作狀態遠距離監控與喚醒模塊用于檢測和診斷節點是否工作正常，在傳感器輸出喚醒失敗的情況下，接收遠距離(管理者短信)喚醒信號。各分布式節點按照照明區域的空間結構和公共場所參與人員的習慣進行分布，可以是線形、星形、方框形等，各節點的距離依據各傳感器的感知距離和節點間無線通信模塊的有效距離來確定。

中央處理模塊：用于讀取各傳感器感知結果，根據感知結果確定是否啟動本地照明和通知相鄰節點啟動照明，并發送相應控制信號給照明控制模塊和通信數據給節點間無線通信模塊。

本地照明控制模塊：接收中央處理模塊發出的控制信號，控制本地照明單元的開關。

節點間無線通信模塊：用于在中央處理模塊控制下，完成與相鄰節點的通信。