一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及監(jiān)控系統(tǒng)，一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，控制器設(shè)備。照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括一監(jiān)測(cè)照明信息的傳感器設(shè)備，一用于控制室內(nèi)亮度的控制器設(shè)備、一用于監(jiān)測(cè)信息處理和控制的PC終端設(shè)備，傳感器設(shè)備連接一無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊連接PC終端設(shè)備，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊還連接控制器設(shè)備；控制器設(shè)備包括照明設(shè)備、繼電器控制模塊、單片機(jī)控制模塊；單片機(jī)控制模塊與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊相連，單片機(jī)控制模塊通過(guò)繼電器控制模塊連接照明設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型彌補(bǔ)了傳統(tǒng)照明控制的不足，利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的全面感知、可靠傳遞和智能處理，不需要穿墻打洞和鋪設(shè)管線等有線網(wǎng)絡(luò)施工過(guò)程；在節(jié)省人力、物力、財(cái)力的同時(shí)真正達(dá)到節(jié)能目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及樓宇智能照明監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是對(duì)上一代傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的技術(shù)上的革命，它是一種特殊的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得普通物體具有了感知能力和通信能力，在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療護(hù)理、智能樓宇、工業(yè)控制以及商業(yè)等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景，是二十一世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。
[0003]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和少數(shù)幾個(gè)匯聚(Sink)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線自組織的方式構(gòu)成。通過(guò)無(wú)線的形式將傳感器感知到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理之后傳送給網(wǎng)關(guān)或者外部網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樗哂凶越M網(wǎng)形式和抗擊毀的特點(diǎn)，已經(jīng)成為工商業(yè)各界重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。
[0004]隨著能源危機(jī)越來(lái)越嚴(yán)重，節(jié)能越來(lái)越受到人們的關(guān)注。照明工程一向是“耗能大戶”，開(kāi)發(fā)實(shí)施一套完整的照明節(jié)能控制系統(tǒng)是非常有必要的。這套系統(tǒng)包括環(huán)境信號(hào)采集裝置、照明燈具、現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)通信傳輸、照明控制系統(tǒng)，對(duì)樓宇的照明進(jìn)行系統(tǒng)的控制管理，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)節(jié)能系統(tǒng)、節(jié)能產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)。但是傳統(tǒng)的照明節(jié)能系統(tǒng)都是基于有線技術(shù)，采用綜合布線的方式搭建有線局域網(wǎng)絡(luò)。這種方式不但在鋪設(shè)、檢查電纜時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，短時(shí)間內(nèi)不易完成，而且很多實(shí)際情況中，一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用環(huán)境是不斷更新和發(fā)展的，如果使用有線網(wǎng)絡(luò)布局，則需要重新布局、重新安裝網(wǎng)絡(luò)線路，維護(hù)費(fèi)用更高，難度更大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型目的在于是提供一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括一監(jiān)測(cè)照明信息的傳感器設(shè)備，一用于控制室內(nèi)亮度的控制器設(shè)備、一用于監(jiān)測(cè)信息處理和控制的PC終端設(shè)備。其特征在于，所述傳感器設(shè)備連接一無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊，所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊連接所述PC終端設(shè)備；
[0009]所述控制器設(shè)備包括照明設(shè)備、繼電器控制模塊、單片機(jī)控制模塊；所述單片機(jī)控制模塊與所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊相連，所述單片機(jī)控制模塊通過(guò)所述繼電器控制模塊連接所述照明設(shè)備。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型彌補(bǔ)了傳統(tǒng)照明控制的不足，利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的全面感知、可靠傳遞和智能處理，有效提高了照明用電效率，節(jié)約電能，便于管理。本實(shí)用新型通過(guò)PC終端設(shè)備與傳感器設(shè)備的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)施監(jiān)測(cè)控制目的，不需要穿墻打洞和鋪設(shè)管線等有線網(wǎng)絡(luò)施工過(guò)程；整個(gè)監(jiān)測(cè)控制過(guò)程也為全自動(dòng)智能化實(shí)時(shí)監(jiān)控，不需要人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，在節(jié)省人力、物力、財(cái)力的同時(shí)真正達(dá)到節(jié)能目的。單片機(jī)控制模塊接收來(lái)至傳感器設(shè)備經(jīng)過(guò)相應(yīng)信號(hào)處理模塊處理過(guò)的信號(hào)，發(fā)送控制指令給繼電器控制模塊，對(duì)照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制。
[0011]所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括藍(lán)牙通信模塊、紫蜂通信模塊、WiFi通信模塊中的任意兩種無(wú)線傳輸模塊。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，往往有多種數(shù)據(jù)傳輸方式可以選擇，然而這些數(shù)據(jù)傳輸方式往往存在各自的優(yōu)點(diǎn)或者缺點(diǎn)。比如，藍(lán)牙傳輸具有操作方便的特點(diǎn)、紫蜂傳輸具有保密性強(qiáng)和易于組網(wǎng)的特點(diǎn)，但是傳輸速度都相對(duì)較低。而WiFi (無(wú)線網(wǎng)路通信)傳輸雖然操作有時(shí)相對(duì)復(fù)雜，但是傳輸速度較快。本實(shí)用新型中的上述技術(shù)方案，通過(guò)兩種傳輸方式分別傳輸數(shù)據(jù)鏈接和數(shù)據(jù)內(nèi)容的方式，將兩種或者兩種以上的數(shù)據(jù)傳輸方式有機(jī)結(jié)合在一起，從而發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，消除缺點(diǎn)。
[0012]所述控制器設(shè)備通過(guò)I/O端口與所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊之間連接。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊相對(duì)傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)具有高可靠通信、多級(jí)安全性、覆蓋范圍大、安裝便利等優(yōu)點(diǎn)。
[0013]所述傳感器設(shè)備包括光照度傳感器模塊及其信息處理模塊、熱釋電紅外傳感器及其信息處理模塊。紅外傳感器和照度傳感器，采集當(dāng)前區(qū)域或房間內(nèi)的人員數(shù)量、位置及光照強(qiáng)度等信息數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)時(shí)感知此區(qū)域人員活動(dòng)情況，傳感器設(shè)備采集相應(yīng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后將數(shù)據(jù)傳輸給傳感器節(jié)點(diǎn)，最后至PC終端設(shè)備匯總進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)控制提供依據(jù)。
[0014]所述光照度傳感器模塊的信息處理模塊與所述熱釋電紅外傳感器的信號(hào)處理模塊無(wú)線通信連接所述單片機(jī)控制模塊。所述單片機(jī)控制模塊無(wú)線通信連接有一信息反饋模塊。從而實(shí)現(xiàn)傳感信號(hào)的傳輸。
[0015]所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)，所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)所述傳感器節(jié)點(diǎn)連接所述傳感器設(shè)備，所述網(wǎng)關(guān)與所述PC終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路由器相連，所述網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)電纜接入所述網(wǎng)絡(luò)路由器。傳感器節(jié)點(diǎn)彼此之間獨(dú)立。一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可接收1-4路傳感信號(hào)。
[0016]所述傳感器設(shè)備通過(guò)調(diào)理電路連接傳感器節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)理電路包括濾波電路、放大電路。
[0017]所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括一主控節(jié)點(diǎn)；所述主控節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)無(wú)線通信連接，所述主控節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接有至少一個(gè)分控節(jié)點(diǎn)，所述分控節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接有至少一個(gè)區(qū)域監(jiān)測(cè)的單元節(jié)點(diǎn)，所述單元節(jié)點(diǎn)至少連接一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域化的分區(qū)管理。在本實(shí)用新型中主控節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全局控制；分控節(jié)點(diǎn)對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行控制；單元節(jié)點(diǎn)對(duì)一個(gè)區(qū)域的子系統(tǒng)單元進(jìn)行控制。對(duì)于整體區(qū)域比較小的系統(tǒng)，主控節(jié)點(diǎn)可以對(duì)單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接的控制，這樣也增強(qiáng)了本系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用區(qū)域大小適應(yīng)的靈活性。各傳感器節(jié)點(diǎn)不能相互直接通信或?qū)嵤┛刂?，只能與本區(qū)域或本房間對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)交互信息；主要作用是采集當(dāng)前區(qū)域或房間內(nèi)人員的數(shù)量、位置及光照的強(qiáng)度等信息數(shù)據(jù)，并定期的將這些信息數(shù)據(jù)發(fā)給相應(yīng)的單元節(jié)點(diǎn)。信息流按照單元節(jié)點(diǎn)、分控節(jié)點(diǎn)、主控節(jié)點(diǎn)的順序進(jìn)行傳輸，最后主控節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C終端設(shè)備，PC終端設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)區(qū)域的各項(xiàng)指標(biāo)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警消息。另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)還根據(jù)接收到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的指令通過(guò)繼電器控制模塊來(lái)控制房間的照明回路。
[0018]所述PC終端設(shè)備包括一基于計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互界面。
[0019]所述人機(jī)交互界面包括系統(tǒng)整體功能的選項(xiàng)、監(jiān)測(cè)智能照明監(jiān)測(cè)的選項(xiàng)、照明回路智能控制的選項(xiàng)。
[0020]本實(shí)用新型具有低功耗、易安裝、易擴(kuò)展、易操作、高可靠通信、大范圍覆蓋、優(yōu)良技術(shù)兼容性等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型采用NI公司研發(fā)的NI無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)傳感器設(shè)備采集到的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大等處理后經(jīng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)上傳至PC終端設(shè)備，得到的各個(gè)傳感器信號(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，根據(jù)不同的要求進(jìn)行控制的節(jié)點(diǎn)I/O端口以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的控制器，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)設(shè)備的控制。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型:
[0022]圖1為本實(shí)用新型的總體架構(gòu)圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施I 一個(gè)區(qū)域子系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)布置圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型硬件的部分電路框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0027]參見(jiàn)圖1，一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，控制器設(shè)備。照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括一監(jiān)測(cè)照明信息的傳感器設(shè)備7，一用于控制室內(nèi)亮度的控制器設(shè)備8、一用于監(jiān)測(cè)信息處理和控制的PC終端設(shè)備10，傳感器設(shè)備7連接一無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊9，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊9連接PC終端設(shè)備10，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊9還連接控制器設(shè)備8 ;控制器設(shè)備包括照明設(shè)備、繼電器控制模塊、單片機(jī)控制模塊；單片機(jī)控制模塊與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊相連，單片機(jī)控制模塊通過(guò)繼電器控制模塊連接照明設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型彌補(bǔ)了傳統(tǒng)照明控制的不足，利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的全面感知、可靠傳遞和智能處理，有效提高了照明用電效率，節(jié)約電能，便于管理。本實(shí)用新型通過(guò)PC終端設(shè)備與傳感器設(shè)備的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)施監(jiān)測(cè)控制目的，不需要穿墻打洞和鋪設(shè)管線等有線網(wǎng)絡(luò)施工過(guò)程；整個(gè)監(jiān)測(cè)控制過(guò)程也為全自動(dòng)智能化實(shí)時(shí)監(jiān)控，不需要人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，在節(jié)省人力、物力、財(cái)力的同時(shí)真正達(dá)到節(jié)能目的。單片機(jī)控制模塊接收來(lái)至傳感器設(shè)備經(jīng)過(guò)相應(yīng)信號(hào)處理模塊處理過(guò)的信號(hào)，發(fā)送控制指令給繼電器控制模塊，對(duì)照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制。
[0028]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括藍(lán)牙通信模塊、紫蜂通信模塊、WiFi通信模塊中的任意兩種無(wú)線傳輸模塊。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，往往有多種數(shù)據(jù)傳輸方式可以選擇，然而這些數(shù)據(jù)傳輸方式往往存在各自的優(yōu)點(diǎn)或者缺點(diǎn)。比如，藍(lán)牙傳輸具有操作方便的特點(diǎn)、紫蜂傳輸具有保密性強(qiáng)和易于組網(wǎng)的特點(diǎn)，但是傳輸速度都相對(duì)較低。而WiFi (無(wú)線網(wǎng)路通信)傳輸雖然操作有時(shí)相對(duì)復(fù)雜，但是傳輸速度較快。本實(shí)用新型中的上述技術(shù)方案，通過(guò)兩種傳輸方式分別傳輸數(shù)據(jù)鏈接和數(shù)據(jù)內(nèi)容的方式，將兩種或者兩種以上的數(shù)據(jù)傳輸方式有機(jī)結(jié)合在一起，從而發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，消除缺點(diǎn)。作為一種優(yōu)選方案，傳感器設(shè)備與PC終端設(shè)備可以采用紫蜂通信模塊進(jìn)行傳輸，傳感器設(shè)備與控制器設(shè)備可以采用WiFi通信模塊進(jìn)行傳輸。從而在保證本實(shí)用新型高可靠通信性的前提下，還可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。作為另一種優(yōu)選方案，傳感器設(shè)備與PC終端設(shè)備可以采用紫蜂通信模塊進(jìn)行傳輸，傳感器設(shè)備與控制器設(shè)備可以采用藍(lán)牙通信模塊進(jìn)行傳輸。
[0029]控制器設(shè)備通過(guò)I/O端口與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊之間連接。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊相對(duì)傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)具有高可靠通信、多級(jí)安全性、覆蓋范圍大、安裝便利等優(yōu)點(diǎn)。
[0030]參見(jiàn)圖4，傳感器設(shè)備包括光照度傳感器模塊11及光照度傳感器信息處理模塊
12、熱釋電紅外傳感器13及熱釋電紅外傳感器信息處理模塊14。紅外傳感器和照度傳感器，采集當(dāng)前區(qū)域或房間內(nèi)的人員數(shù)量、位置及光照強(qiáng)度等信息數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)時(shí)感知此區(qū)域人員活動(dòng)情況。傳感器設(shè)備采集相應(yīng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后將數(shù)據(jù)傳輸給傳感器節(jié)點(diǎn)，最后至PC終端設(shè)備匯總進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)控制提供依據(jù)。光照度傳感器模塊信息處理模塊12與熱釋電紅外傳感器信號(hào)處理模塊14無(wú)線通信連接單片機(jī)控制模塊15。單片機(jī)控制模塊15無(wú)線通信連接有一信息反饋模塊16，單片機(jī)控制模塊15連接繼電器控制模塊17。從而實(shí)現(xiàn)傳感信號(hào)的傳輸。
[0031]本實(shí)用新型光照度傳感器模塊可以采用AM1001型號(hào)的光照度傳感器；熱釋電紅外傳感器可以采用RE200B信號(hào)的熱釋電紅外傳感器。
[0032]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)傳感器節(jié)點(diǎn)連接傳感器設(shè)備，網(wǎng)關(guān)與PC終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路由器相連，網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)電纜接入網(wǎng)絡(luò)路由器。傳感器節(jié)點(diǎn)彼此之間獨(dú)立。一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可接收1-4路傳感信號(hào)。傳感器設(shè)備通過(guò)調(diào)理電路連接傳感器節(jié)點(diǎn)，調(diào)理電路包括濾波電路、放大電路等。
[0033]本實(shí)用新型可采用NI無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊。傳感器節(jié)點(diǎn)包括WSN-3202傳感器節(jié)點(diǎn)、WSN-3212傳感器節(jié)點(diǎn)、WSN-3226傳感器節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)是WSN-9791網(wǎng)關(guān)；NI無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通過(guò)WSN-3202傳感器節(jié)點(diǎn)、WSN-3212傳感器節(jié)點(diǎn)、WSN-3226傳感器節(jié)點(diǎn)連接傳感器設(shè)備。WSN-9791網(wǎng)關(guān)與PC終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路由器相連，WSN-9791網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)電纜接入網(wǎng)絡(luò)路由器。
[0034]參見(jiàn)圖2，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括一主控節(jié)點(diǎn)；主控節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)無(wú)線通信連接，主控節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接有至少一個(gè)分控節(jié)點(diǎn)，分控節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接有至少一個(gè)區(qū)域監(jiān)測(cè)的單元節(jié)點(diǎn)，單元節(jié)點(diǎn)連接一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)。從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域化的分區(qū)管理。在本實(shí)用新型中主控節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全局控制；分控節(jié)點(diǎn)對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行控制；單元節(jié)點(diǎn)對(duì)一個(gè)區(qū)域的子系統(tǒng)單元進(jìn)行控制。對(duì)于整體區(qū)域比較小的系統(tǒng)，主控節(jié)點(diǎn)可以對(duì)單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接的控制，這樣也增強(qiáng)了本系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用區(qū)域大小適應(yīng)的靈活性。各傳感器節(jié)點(diǎn)不能相互通信或?qū)嵤┛刂疲荒芘c本區(qū)域或本房間對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)交互信息；主要作用是采集當(dāng)前區(qū)域或房間內(nèi)的人員數(shù)量、位置及光照強(qiáng)度等信息數(shù)據(jù)，并定期的將這些信息數(shù)據(jù)發(fā)給相應(yīng)的單元節(jié)點(diǎn)。信息流按照單元節(jié)點(diǎn)、分控節(jié)點(diǎn)、主控節(jié)點(diǎn)的順序進(jìn)行傳輸，最后主控節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C終端設(shè)備，PC終端設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)區(qū)域的各項(xiàng)指標(biāo)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警消息。另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)還根據(jù)接收到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的指令通過(guò)繼電器控制模塊來(lái)控制房間的照明回路。
[0035]PC終端設(shè)備包括一基于計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互界面。人機(jī)交互界面包括系統(tǒng)整體功能的選項(xiàng)、智能照明監(jiān)測(cè)的選項(xiàng)、照明回路智能控制的選項(xiàng)。照明回路智能控制的選項(xiàng)集中統(tǒng)一的控制照明設(shè)備的狀態(tài)。系統(tǒng)整體功能的選項(xiàng)主要是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部分的功能是否正常，如傳感器及網(wǎng)絡(luò)是否正常工作、照明設(shè)備能否正常開(kāi)關(guān)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能否正常傳送等。如果檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)值相比較偏差值超出了預(yù)設(shè)范圍，則啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)并立即采取緊急關(guān)閉相關(guān)回路的措施。如檢測(cè)到線路短路原因引起的電流過(guò)載、回路斷路或者因傳感器失靈燈具沒(méi)有正常開(kāi)啟等異常情況，立即向中央監(jiān)控室發(fā)出警報(bào)并提醒工作人員進(jìn)行相關(guān)處理，處理完成后進(jìn)行回路正常和穩(wěn)定性運(yùn)行測(cè)試，并記錄下處理數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)以備查詢。
[0036]具體實(shí)施1，參見(jiàn)圖3，在本實(shí)用新型以區(qū)域自主控制子系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)布置，區(qū)域入口處上側(cè)為單元節(jié)點(diǎn)A，一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)具體情況可接收1-4路傳感器信號(hào)采集點(diǎn)采集信號(hào)。本實(shí)施例中設(shè)有四個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，一號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)1、二號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)I1、三號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)II1、四號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)IV?？稍谝惶?hào)傳感器節(jié)點(diǎn)I左右兩邊分別設(shè)置兩個(gè)紅外傳感器信號(hào)采集點(diǎn):一號(hào)紅外傳感器信號(hào)采集點(diǎn)1、二號(hào)紅外傳感器信號(hào)采集點(diǎn)2。采集的紅外信號(hào)接入一號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)1:如果一號(hào)紅外傳感器信號(hào)采集點(diǎn)I先于二號(hào)紅外傳感器信號(hào)采集點(diǎn)2采集到紅外信號(hào)，則人進(jìn)入房間，反之則離開(kāi)房間，從而計(jì)算房間總?cè)藬?shù)，PC終端設(shè)備根據(jù)進(jìn)入房間總?cè)藬?shù)控制照明回路開(kāi)啟數(shù)量。二號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)II接收來(lái)自臨窗的一號(hào)光照度傳感器信號(hào)采集點(diǎn)3和二號(hào)光照度傳感器信號(hào)采集點(diǎn)4采集的當(dāng)前室外自然光線照入室內(nèi)臨窗辦公區(qū)域的光照強(qiáng)度。三號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)II1、四號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)IV周?chē)鶆蚍植加腥?hào)紅外傳感器信號(hào)采集點(diǎn)、四號(hào)紅外傳感器信號(hào)采集點(diǎn)、三號(hào)光照度傳感器信號(hào)采集點(diǎn)、四號(hào)光照度傳感器信號(hào)采集點(diǎn)，一方面負(fù)責(zé)采集人員在該區(qū)域內(nèi)所處位置信息；另一方面采集相應(yīng)位置的光照強(qiáng)度。并結(jié)合一號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)I和二號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)II采集的信息，將監(jiān)測(cè)區(qū)域人員信息和光照度信息傳送至該區(qū)域的單元節(jié)點(diǎn)A，最后PC終端設(shè)備對(duì)各傳感器節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行綜合分析，智能化控制該區(qū)域照明回路的開(kāi)啟數(shù)量及分配方式。相應(yīng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)數(shù)量和傳感器數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況略有不同。
[0037]在本實(shí)用新型中硬件部分主要包括單片機(jī)控制模塊MCU (包括繼電器控制)，信息反饋模塊，無(wú)線通信模塊，網(wǎng)關(guān)，傳感器及其相應(yīng)的信號(hào)處理模塊。傳感器作為最底層的信號(hào)采集端，因輸出信號(hào)含有較大噪聲、信號(hào)幅值過(guò)大或過(guò)小等因素，輸出信號(hào)有可能不滿足傳感器節(jié)點(diǎn)的輸入要求。因此，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的調(diào)理和轉(zhuǎn)換電路將傳感器信號(hào)加以轉(zhuǎn)換使之與傳感器節(jié)點(diǎn)相匹配。
[0038]在本實(shí)用新型中軟件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面:人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)和傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)。人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)將利用NI公司的LabVIEW軟件。本實(shí)用新型通過(guò)編程軟件LabVIEW進(jìn)行可視化界面編程設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、信息的處理和傳輸、照明設(shè)備的控制等功能。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊化、控制功能直觀化和分組管理的便捷化。在本實(shí)用新型人機(jī)交互界面的軟件設(shè)計(jì)主要包括:系統(tǒng)功能監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)、智能照明監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)、智能照明回路控制軟件設(shè)計(jì)。在LabVIEW軟件編程之前，首先采用MAX(Measurement&Automat1n)工具對(duì)NI WSN進(jìn)行相關(guān)配置。對(duì)NI無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的配置完成后，即可新建項(xiàng)目并將NI系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)添加至LabVIEW項(xiàng)目，接受網(wǎng)絡(luò)配置的測(cè)量節(jié)點(diǎn)I/O變量及屬性能夠被迅速訪問(wèn)，從而可以進(jìn)行對(duì)PC終端設(shè)備的編程。
[0039]人機(jī)交互界面包括手動(dòng)控制模式、自動(dòng)控制模式和半自動(dòng)控制模式的選項(xiàng)。通過(guò)這種控制方式，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域、各照明回路的精確、獨(dú)立控制，提供最佳的照明效果、營(yíng)造合適的環(huán)境氛圍，避免不必要的浪費(fèi)。這種控制模式由PC終端設(shè)備自動(dòng)統(tǒng)一下發(fā)指令，不僅提供理想的照明效果和較高的工作效率，，還節(jié)省了人力、電力成本。
[0040]一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，還包括用電忙時(shí)間段、休眠時(shí)間段、用電閑時(shí)間段這三種運(yùn)行模式。整個(gè)智能控制系統(tǒng)每個(gè)工作日按照預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行模式自動(dòng)開(kāi)關(guān)相關(guān)回路。
[0041]本實(shí)用新型默認(rèn)將8:30到22:30設(shè)定為用電忙時(shí)間段，本實(shí)用新型將傳感器設(shè)備的各個(gè)節(jié)點(diǎn)采集到的室內(nèi)光照度信息、人員活動(dòng)量信息與室內(nèi)面積預(yù)設(shè)值融合，再采用智能優(yōu)化算法的方式得到需要開(kāi)啟的照明回路數(shù)量以及分配方式，最后通過(guò)繼電器控制模塊來(lái)實(shí)施照明回路的位置和數(shù)量開(kāi)關(guān)控制。在用電忙時(shí)間段模式中，大面積區(qū)域采用分區(qū)域獨(dú)立控制的方式，將整個(gè)區(qū)域進(jìn)行合理的分區(qū)，每一個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)該區(qū)域的監(jiān)控；小面積區(qū)域(房間)則作為一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域分配一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)本區(qū)域(房間)的監(jiān)控。每個(gè)分區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)獨(dú)立控制子系統(tǒng)，每一個(gè)子系統(tǒng)的人員活動(dòng)情況、室內(nèi)照度情況等信息數(shù)據(jù)結(jié)合智能優(yōu)化算法來(lái)控制照明回路的開(kāi)關(guān)。在用電忙時(shí)間段模式中，對(duì)整個(gè)控制范圍實(shí)行照明燈光與自然光相互補(bǔ)給的方式實(shí)施照明。當(dāng)室外光線充足時(shí)，盡可能的利用自然光源，結(jié)合照度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)靈活關(guān)閉部分臨窗回路節(jié)省能源；當(dāng)陰雨天氣光線不足時(shí)，智能照明系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟相關(guān)照明回路進(jìn)行補(bǔ)給。在用電忙時(shí)間段模式中，還可以對(duì)局部區(qū)域?qū)嵭刑厥饪刂品绞?。根?jù)房間功能的不同來(lái)控制回路開(kāi)啟的數(shù)量和方式。如大型會(huì)議室進(jìn)場(chǎng)、會(huì)議期間、出場(chǎng)等不同時(shí)間段需要的照明度是不一樣的，編程人員通過(guò)對(duì)系統(tǒng)做預(yù)先的程序設(shè)定，本系統(tǒng)則根據(jù)設(shè)定自動(dòng)采用局部區(qū)域特殊照明的方式開(kāi)啟相關(guān)照明回路。
[0042]照明設(shè)備還包括緊急照明設(shè)備；休眠時(shí)間段的運(yùn)行模式下，緊急照明設(shè)備開(kāi)啟。休眠時(shí)間段的運(yùn)行模式設(shè)置為22:30至凌晨7:00開(kāi)啟，智能控制系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備都將處于休眠狀態(tài)。節(jié)省傳感器和系統(tǒng)本身的耗電。
[0043]用電閑時(shí)間段的運(yùn)行模式設(shè)置為7:00到8:30開(kāi)啟；用電閑時(shí)間段的運(yùn)行模式下，緊急照明設(shè)備開(kāi)啟，除緊急照明設(shè)備外的照明設(shè)備手動(dòng)開(kāi)啟。用電閑時(shí)間段模式的運(yùn)行模式下，對(duì)整個(gè)控制范圍實(shí)行自動(dòng)控制與局部手動(dòng)控制相結(jié)合的控制方式。如果選擇手動(dòng)控制方式則該區(qū)域由使用人員手動(dòng)控制，系統(tǒng)會(huì)在一定的時(shí)間間隔(初步可設(shè)定為20min)定時(shí)查看人員活動(dòng)情況和用電情況，發(fā)現(xiàn)無(wú)人活動(dòng)后照明回路會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，防止能源浪費(fèi)；如選擇自動(dòng)控制方式則將該區(qū)域融入到整個(gè)智能節(jié)能系統(tǒng)中，進(jìn)行全自動(dòng)的監(jiān)測(cè)和控制。
[0044]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，控制器設(shè)備；所述照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括一監(jiān)測(cè)照明信息的傳感器設(shè)備，一用于控制室內(nèi)亮度的控制器設(shè)備、一用于監(jiān)測(cè)信息處理和控制的PC終端設(shè)備，其特征在于，所述傳感器設(shè)備連接一無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊，所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊連接所述PC終端設(shè)備； 所述控制器設(shè)備包括照明設(shè)備、繼電器控制模塊、單片機(jī)控制模塊；所述單片機(jī)控制模塊與所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊相連，所述單片機(jī)控制模塊通過(guò)所述繼電器控制模塊連接所述照明設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括藍(lán)牙通信模塊、紫蜂通信模塊、WiFi通信模塊中的任意兩種無(wú)線傳輸模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器設(shè)備包括光照度傳感器模塊及其信息處理模塊、熱釋電紅外傳感器及其信息處理模塊； 所述光照度傳感器模塊的信息處理模塊與所述熱釋電紅外傳感器的信號(hào)處理模塊無(wú)線通信連接所述單片機(jī)控制模塊，所述單片機(jī)控制模塊無(wú)線通信連接有一信息反饋模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)，所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)所述傳感器節(jié)點(diǎn)連接所述傳感器設(shè)備，所述網(wǎng)關(guān)與所述PC終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路由器相連，所述網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)電纜接入所述網(wǎng)絡(luò)路由器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊包括一主控節(jié)點(diǎn)；所述主控節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)無(wú)線通信連接，所述主控節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接有至少一個(gè)分控節(jié)點(diǎn)，所述分控節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接有至少一個(gè)區(qū)域監(jiān)測(cè)的單元節(jié)點(diǎn)，所述單元節(jié)點(diǎn)至少連接一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器設(shè)備通過(guò)調(diào)理電路連接傳感器節(jié)點(diǎn)，所述調(diào)理電路包括濾波電路、放大電路。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203934032SQ201420074399
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】蔣敏蘭, 胡娟 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)