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

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(guò)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(guó)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(jiǎn)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(wèn)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(guò)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(wú)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(guò)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(guò)傳輸模塊在各模塊間傳遞信息，傳輸模塊包括無(wú)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(wú)線控制終端和有線控制終端。無(wú)線控制終端通過(guò)無(wú)線傳輸單元與LED燈組連接，有線控制終端通過(guò)有線傳輸單元與LED燈組連接。無(wú)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(wú)線射頻(wifi、zigbee、藍(lán)牙、RF等)無(wú)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(guò)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(guó),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。