互聯網+教室智能燈光控制系統設計

重慶房地產職業學院 申淑杰 李興莉

互聯網+教室智能燈光控制系統設計

重慶房地產職業學院 申淑杰 李興莉

本著綠色環保節約用電的原則，本文主要提供一種互聯網+LED多溫色教室燈智能控制系統設計，包括LED燈組、控制模塊、服務器、采集模塊和傳輸模塊，通過采集教室的人數及環境信息傳輸到服務器，服務器便可根據相應的人數及環境信息對教室的燈光進行智能控制，做到人離LED燈組自動熄滅，避免了用電浪費，節約能源，同時使學生在不同的季節里感受和環境溫度不一樣的視覺效果，從而預防和降低近視，以達到綠色環保高效節能的目的。

互聯網+；智能燈光；節能；綠色照明

1 引言

在當前中國能源乃至世界能源危機嚴峻的形勢下，人們極為關注可再生能源的開發和利用，同時也更加關注水能、電能等能源的節約使用。傳統的照明方式已不符合對電光源高效節能的要求，建立一個低成本、簡單、易操作、易維護的智能照明控制系統迫在眉睫。當然，除了工業用電，學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，便可有效節約電能、保護環境，同時改善照明質量。

2 傳統照明系統的主要問題

目前許多教室采用傳統的照明系統，由于需要手動操作開關的通斷，因此，當學生下課而從教室中離開時，如果最后離開教室的學生忘記關燈，將造成電能的大大浪費。同時，傳統照明采用單色照明，不能調節色溫、亮度，對學生的視力和學習效率均有不良影響。

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，教室里面沒人的時候燈光自動熄滅，有人時燈光自動打開，并且燈光可以根據教室本身的明暗程度進行智能調節，等等。

圖1 互聯網+LED多溫色教室燈控制系統圖

3 互聯網+LED多溫色教室智能燈控制系統

互聯網+LED多溫色教室燈控制系統，包括LED燈組、控制模塊、服務器、采集模塊、傳輸模塊和控制終端（如圖1所示）。下面結合該圖對本系統作進一步描述。

該系統中的控制模塊為用于對LED燈組進行調節色溫、亮度和進行分組調控、測試和檢測的控制器，控制器包括用于調節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LED燈進行分組調控、測試和檢測的分組控制單元；LED燈組與控制模塊相連接，控制模塊通過傳輸模塊與服務器相連接。

該系統中的采集模塊包括用于采集色溫和亮度變化參數的環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數據，人體采集單元將教室的人數數據傳至服務器，控制終端可以根據服務器統計的教室的人數數據對LED燈組的色溫和亮度進行合理的控制。當教室無人并達到預設的教室空置時間時，控制終端關閉對應教室的LED燈組的電源。環境采集單元采集周圍環境的色溫和亮度變化參數，環境采集單元將數據上傳至服務器，控制終端可以根據服務器統計的色溫和亮度數據對LED燈組進行合理的控制。環境采集單元還可以將LED燈組所處環境的亮度信息傳遞至服務器，以對調整LED燈組的發光狀態進行參考。

該系統通過控制器和傳輸模塊對處于不同朝向和位置的教室的LED燈組進行分組、調節色溫、亮度，使LED燈組不僅能夠不受環境、氣候的影響，而且還能夠不受朝向和位置的影響，以滿足學生們學習的需要。

整個系統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燈分組以及對調節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實際需求可以采用：GPRS、3G/4G、紅外、激光、超聲波、無線射頻(wifi、zigbee、藍牙、RF等)無線智能控制技術，有線傳輸模塊可以采用電力載波技術、高壓有線控制和低壓有線控制(RS485、RS433、RS232、RS422)等控制線方式。

4 與傳統照明相比的優勢

與現有技術相比，本研究的有益效果：本系統提供的一種互聯網+LED多溫色教室燈控制系統，可以遠程控制LED燈組的色溫、亮度、運行狀態、電流電壓、功率等，并對LED燈進行分組、調控、測試和檢測等，通過分組使處于不同LED燈組的色溫、亮度、運行狀態、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調節LED燈組的亮度和色溫，做到人離LED燈組自動熄滅，避免了用電浪費，節約能源，同時使學生在不同的季節里享受和環境溫度不一樣的視覺感受，預防和降低近視，提高學生學習效率。

5 推廣應用

本系統對于所有學校都具有很強的指導意義和推廣價值，資源節約與我們每個人都息息相關，我們可以從點滴做起，從小事做起，從建設資源節約型校園做起，只要每一片校園都建成了資源節約型的校園，以資源節約型校園為輻射源，在全社會形成良性的資源節約及循環利用的價值體系。

當然本系統還可以推廣應用到景觀、智慧路燈、智能管廊等領域，從而形成資源節約型社會及可持續發展社會，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[J].科技風,2016(10):40.

[2]張蘇嘉.高校教學樓智能燈光控制設計[J].消費電子,2014(16): 210.

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

[4]Mr yang.智能臺燈[EB/OL].哈爾濱工程大學.

申淑杰（1982—），女，重慶人，在職碩士研究生，重慶房地產職業學院講師，研究方向：計算機、互聯網。

2016年重慶市教委人文社會科學研究項目（規劃項目）“互聯網+時代的生態文明校園建設”（項目編號：16SKGH274）的成果之一。