專(zhuān)利名稱(chēng)：自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)及節(jié)能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明、電器等的節(jié)能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于教室、自習(xí)室、圖書(shū)館閱讀室的節(jié)能控制系統(tǒng)，以及適用于該控制系統(tǒng)的節(jié)能控制的方法。
背景技術(shù)：
在中學(xué)、大學(xué)一般都設(shè)置有自習(xí)室，有的有單獨(dú)的自習(xí)室，有的是利用教室在沒(méi)課的時(shí)候可以作為學(xué)生的自習(xí)室使用；在有的一些圖書(shū)館也設(shè)有自習(xí)室和/或閱讀區(qū)。在這些自習(xí)室都有照明設(shè)施，為了緩解夏天的炎熱，有的還在這些公用的學(xué)習(xí)區(qū)域設(shè)置一些電風(fēng)扇供在這些區(qū)域?qū)W習(xí)的人們消暑降溫，使學(xué)生能有更好的環(huán)境以學(xué)習(xí)。目前，在這些區(qū)域的照明設(shè)施和點(diǎn)風(fēng)扇有的是管理員統(tǒng)一進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉的，不管人多還是人少都要把所有或者大面積的照明設(shè)施和電風(fēng)扇開(kāi)啟，在人少的時(shí)候會(huì)造成電能的極大浪費(fèi)。有的學(xué)校的教室或自習(xí)室并不是由管理員進(jìn)行照明設(shè)施和電風(fēng)扇統(tǒng)一管理的，而是使用自習(xí)室的學(xué)生可以自由開(kāi)啟，學(xué)生進(jìn)入自習(xí)室后不管人員多少，經(jīng)常打開(kāi)很多的照明設(shè)施和風(fēng)扇，造成極大的能源浪費(fèi)；有些自習(xí)室在的照明設(shè)施和風(fēng)扇在學(xué)生離開(kāi)的時(shí)候也不關(guān)閉，也會(huì)造成能源的極大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)及節(jié)能控制方法，實(shí)現(xiàn)根據(jù)自習(xí)室內(nèi)人員的多少、自習(xí)室內(nèi)環(huán)境光線值以及環(huán)境溫度進(jìn)行智能控制開(kāi)啟照明設(shè)施和風(fēng)扇的數(shù)量，達(dá)到節(jié)能的目的。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)，將自習(xí)室分割為η個(gè)控制區(qū)域，在每個(gè)控制區(qū)域均設(shè)置一子控制單元，所述節(jié)能控制系統(tǒng)包括總控制單元，接收各檢測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)值a和各子控制單元的狀態(tài)信號(hào)b，分析所收的值a和狀態(tài)信號(hào)b并生成控制指令c至子控制單元；人體檢測(cè)裝置，該裝置設(shè)置于自習(xí)室門(mén)口，與總控制單元連接，當(dāng)檢測(cè)到人體時(shí)向總控制單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)al以啟動(dòng)總控制單元工作；環(huán)境光檢測(cè)裝置，該裝置與總控制單元連接，檢測(cè)自習(xí)室內(nèi)的環(huán)境光線值a2，并將環(huán)境光線值a2送至總控制單元；環(huán)境溫度檢測(cè)裝置，該裝置與總控制單元連接，檢測(cè)自習(xí)室內(nèi)的環(huán)境溫度值a3，并將環(huán)境溫度值a3送至總控制單元；子控制單元，與總控制單元連接，將該子控制單元的狀態(tài)信號(hào)b上傳至總控制單元，接收總控制單元的控制指令C并響應(yīng)總控制單元的控制指令；所述子控制單元包括一微控制器、設(shè)置于自習(xí)室內(nèi)與該子控制單元對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的每個(gè)座位上的人體在位檢測(cè)裝置、為該區(qū)域照明的照明燈組和為該區(qū)域送風(fēng)的風(fēng)扇組，所述微控制器分別與照明燈組、風(fēng)扇組和各個(gè)人體在位檢測(cè)裝置連接；所述微控制器統(tǒng)計(jì)該區(qū)域內(nèi)座位的就座率d并與設(shè)定
4的就座率閾值d’進(jìn)行比較后產(chǎn)生該子控制單元的狀態(tài)信號(hào)b并發(fā)送至總控制單元。根據(jù)上述的自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)，提供的一種節(jié)能控制方法，包括步驟Si，人體檢測(cè)裝置檢測(cè)到人體產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)al并啟動(dòng)總控制單元工作；步驟S2，總控制單元接收環(huán)境光檢測(cè)模塊傳送的環(huán)境光線值a2和環(huán)境溫度檢測(cè)單元傳送的環(huán)境溫度值a3和判斷環(huán)境光線值a2是否小于設(shè)定的光線閾值a2’和溫度值a3大于設(shè)定的溫度值a3’產(chǎn)生兩位的二進(jìn)制結(jié)果信號(hào)e，則當(dāng)a2大于或等于a2’且a3小于或等于a3’時(shí)，則e為00，不啟動(dòng)任何一個(gè)子控制
單元工作，結(jié)束；當(dāng)a2大于或等于a2’且a3大于a3’時(shí)，則e為01，第一子控制單元的風(fēng)扇組啟動(dòng)工作，照明燈組不啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3 ；當(dāng)a2小于a2’且a3小于或等于a3’時(shí)，則e為10，第一子控制單元的照明燈組工作，風(fēng)扇組不啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3 ；當(dāng)a2小于a2’且a3大于a3’時(shí)，則e為11，第一控制單元的照明燈組和風(fēng)扇組均啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3。步驟S3，第一子控制單元的微控制器監(jiān)視該區(qū)域內(nèi)的上座率d，判斷上座率d是否大于設(shè)定的上座率閾值d’，如果否，則繼續(xù)監(jiān)視，否則向總控制單元上傳該第一子控制單元的狀態(tài)信息號(hào)b ；步驟S4，總控制單元接收到狀態(tài)信號(hào)b以后，產(chǎn)生控制指令啟動(dòng)并控制第二子控制單元工作。步驟S5，順序檢測(cè)子控制單元的狀態(tài)信號(hào)，直至啟動(dòng)該自習(xí)室內(nèi)所有的子監(jiān)控單兀。具體的，所述微控制器監(jiān)測(cè)上座率的方法設(shè)定座位上有人在位時(shí)人體在位檢測(cè)裝置向微控制器輸出檢測(cè)值1，否則輸出檢測(cè)值0 ；微控制器掃描與其連接的m個(gè)人體在位檢測(cè)裝置的檢測(cè)值的1的個(gè)數(shù)與m的比值即為上座率d。具體的，所述上座率閾值d’的取值范圍為25% 80%。本發(fā)明的技術(shù)方案可以達(dá)到的有益效果自動(dòng)檢測(cè)自習(xí)室內(nèi)環(huán)境的光線值和溫度值，以及自動(dòng)檢測(cè)自習(xí)室某些或某個(gè)控制區(qū)域內(nèi)的上座率，智能化的控制是否在某個(gè)或者某些區(qū)域打開(kāi)該區(qū)域或該某些區(qū)域的照明設(shè)施和/或風(fēng)扇，在自習(xí)室內(nèi)沒(méi)有學(xué)生存在的時(shí)候，自動(dòng)關(guān)閉該自習(xí)室內(nèi)的所有照明設(shè)施和風(fēng)扇，自動(dòng)化程度高，還可以達(dá)到節(jié)約能源的目的。


本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中圖1是本發(fā)明一種自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)的原理框圖。附圖標(biāo)記1為總控制單元， &為子控制單元，3為人體檢測(cè)裝置，4為環(huán)境光檢測(cè)裝置，5為環(huán)境溫度檢測(cè)裝置；21為微控制器，22為照明燈組，23為風(fēng)扇組，21 24m為人體在位檢測(cè)裝置。
具體實(shí)施方式
本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。如圖1所示，是本發(fā)明的一種自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)的原理框圖。首先，將自習(xí)室分割為η個(gè)控制區(qū)域，在每個(gè)控制區(qū)域均設(shè)置一子控制單元^ 4，所述節(jié)能控制系統(tǒng)包括總控制單元1，與總控制單元連接的子控制單元^ 4、人體檢測(cè)裝置3、環(huán)境光檢測(cè)裝置4以及環(huán)境溫度檢測(cè)裝置5?？偪刂茊卧?，接收各檢測(cè)裝置(人體檢測(cè)裝置3、環(huán)境光檢測(cè)裝置4以及環(huán)境溫度檢測(cè)裝置幻的監(jiān)測(cè)值a和各子控制單元^ 4的狀態(tài)信號(hào)b，分析所接收的值a和狀態(tài)信號(hào)b并生成控制指令c至某個(gè)或某些子控制單元；人體檢測(cè)裝置3，該人體檢測(cè)裝置3設(shè)置于自習(xí)室門(mén)口，與總控制單元1連接，當(dāng)人體檢測(cè)裝置3檢測(cè)到人體時(shí)向總控制單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)al以啟動(dòng)總控制單元工作；環(huán)境光檢測(cè)裝置4，該環(huán)境光檢測(cè)裝置4與總控制單元1連接，檢測(cè)自習(xí)室內(nèi)的環(huán)境光線值a2，并將環(huán)境光線值a2送至總控制單元1 ；環(huán)境溫度檢測(cè)裝置5，該環(huán)境溫度檢測(cè)裝置5與總控制單元1連接，檢測(cè)自習(xí)室內(nèi)的環(huán)境溫度值a3，并將環(huán)境溫度值a 3送至總控制單元1 ；子控制單元& 4，與總控制單元1連接，子控制單元將自身的狀態(tài)信號(hào)b上傳至總控制單元1，子控制單元接收總控制單元的控制指令c并響應(yīng)總控制單元的控制指令；所述子控制單元包括一微控制器21、設(shè)置于自習(xí)室內(nèi)與該子控制單元對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的每個(gè)座位上的人體在位檢測(cè)裝置M1-Zt、為該區(qū)域照明的照明燈組22和為該區(qū)域送風(fēng)的風(fēng)扇組23，所述微控制器分別與照明燈組、風(fēng)扇組和各個(gè)人體在位檢測(cè)裝置連接；所述微控制器統(tǒng)計(jì)該區(qū)域內(nèi)座位的就座率d并與設(shè)定的就座率閾值d’進(jìn)行比較后產(chǎn)生該子控制單元的狀態(tài)信號(hào)b并發(fā)送至總控制單元。作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的人體檢測(cè)裝置包括但不限于紅外檢測(cè)裝置、開(kāi)/關(guān)門(mén)感應(yīng)檢測(cè)裝置中的任一檢測(cè)裝置。作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的人體在位檢測(cè)裝置為一重力感應(yīng)裝置，設(shè)置于凳子的水平面板上。作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的人體在位檢測(cè)控制裝置為一紅外人體檢測(cè)裝置，該紅外人體感應(yīng)裝置設(shè)置于該位置的桌凳或該位置對(duì)應(yīng)上方的天花板上。作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的上座率閾值d’的取值范圍為25% 80%。針對(duì)上述的自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，包括步驟Si，當(dāng)有學(xué)生要進(jìn)入自習(xí)室時(shí)，設(shè)置在自習(xí)室門(mén)口的人體檢測(cè)裝置檢測(cè)到人體產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)al并啟動(dòng)總控制單元工作；步驟S2，總控制單元接收環(huán)境光檢測(cè)模塊傳送的環(huán)境光線值a2和環(huán)境溫度檢測(cè)單元傳送的環(huán)境溫度值a3和判斷環(huán)境光線值a2是否小于設(shè)定的光線閾值a2’和溫度值a3大于設(shè)定的溫度值a3’產(chǎn)生兩位的二進(jìn)制結(jié)果信號(hào)e，則當(dāng)a2大于或等于a2’且a3小于或等于a3’時(shí)，則e為00，不啟動(dòng)任何一個(gè)子控制
6單元工作，結(jié)束；當(dāng)a2大于或等于a2’且a3大于a3’時(shí)，則e為01，第一子控制單元的風(fēng)扇組啟動(dòng)工作，照明燈組不啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3 ；當(dāng)a2小于a2’且a3小于或等于a3’時(shí)，則e為10，第一子控制單元的照明燈組工作，風(fēng)扇組不啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3 ；當(dāng)a2小于a2’且a3大于a3’時(shí)，則e為11，第一控制單元的照明燈組和風(fēng)扇組均啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3。步驟S3，第一子控制單元的微控制器監(jiān)視該區(qū)域內(nèi)的上座率d，判斷上座率d是否大于設(shè)定的上座率閾值d’，如果否，則繼續(xù)監(jiān)視，否則向總控制單元上傳該第一子控制單元的狀態(tài)信息號(hào)b ；步驟S4，總控制單元接收到狀態(tài)信號(hào)b以后，產(chǎn)生控制指令啟動(dòng)并控制第二子控制單元工作。步驟S5，順序檢測(cè)子控制單元的狀態(tài)信號(hào)，直至啟動(dòng)該自習(xí)室內(nèi)所有的子監(jiān)控單兀。在本發(fā)明的說(shuō)書(shū)節(jié)能控制方法中，所述微控制器監(jiān)測(cè)上座率的方法設(shè)定座位上有人在位時(shí)人體在位檢測(cè)裝置向微控制器輸出檢測(cè)值1，否則輸出檢測(cè)值0 ；微控制器掃描與其連接的m個(gè)人體在位檢測(cè)裝置的檢測(cè)值的1的個(gè)數(shù)與m的比值即為上座率d。作為優(yōu)選，本發(fā)明的節(jié)能控制方法的所述上座率閾值d’的取值范圍為25% 80%。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)，將自習(xí)室分割為η個(gè)控制區(qū)域，在每個(gè)控制區(qū)域均設(shè)置一子控制單元，其特征在于，所述節(jié)能控制系統(tǒng)包括總控制單元，接收各檢測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)值a和各子控制單元的狀態(tài)信號(hào)b，分析所接收的值a和狀態(tài)信號(hào)b并生成控制指令c至子控制單元；人體檢測(cè)裝置，該裝置設(shè)置于自習(xí)室門(mén)口，與總控制單元連接，當(dāng)檢測(cè)到人體時(shí)向總控制單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)al以啟動(dòng)總控制單元工作；環(huán)境光檢測(cè)裝置，該裝置與總控制單元連接，檢測(cè)自習(xí)室內(nèi)的環(huán)境光線值a2，并將環(huán)境光線值a2送至總控制單元；環(huán)境溫度檢測(cè)裝置，該裝置與總控制單元連接，檢測(cè)自習(xí)室內(nèi)的環(huán)境溫度值a3，并將環(huán)境溫度值a3送至總控制單元；子控制單元，與總控制單元連接，將該子控制單元的狀態(tài)信號(hào)b上傳至總控制單元，接收總控制單元的控制指令c并響應(yīng)總控制單元的控制指令；所述子控制單元包括一微控制器、設(shè)置于自習(xí)室內(nèi)與該子控制單元對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的每個(gè)座位上的人體在位檢測(cè)裝置、為該區(qū)域照明的照明燈組和為該區(qū)域送風(fēng)的風(fēng)扇組，所述微控制器分別與照明燈組、風(fēng)扇組和各個(gè)人體在位檢測(cè)裝置連接；所述微控制器統(tǒng)計(jì)該區(qū)域內(nèi)座位的就座率d并與設(shè)定的就座率閾值d’進(jìn)行比較后產(chǎn)生該子控制單元的狀態(tài)信號(hào)b并發(fā)送至總控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人體檢測(cè)裝置包括但不限于紅外檢測(cè)裝置、開(kāi)/關(guān)門(mén)感應(yīng)檢測(cè)裝置中的任一檢測(cè)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人體在位檢測(cè)裝置為一重力感應(yīng)裝置，設(shè)置于凳子的水平面板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人體在位檢測(cè)控制裝置為一紅外人體檢測(cè)裝置，該紅外人體感應(yīng)裝置設(shè)置于該位置的桌凳或該位置對(duì)應(yīng)上方的天花板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上座率閾值d’的取值范圍為25% 80%。
6.權(quán)利要求1所述的自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，其特征在于，包括步驟Si，人體檢測(cè)裝置檢測(cè)到人體產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)al并啟動(dòng)總控制單元工作；步驟S2，總控制單元接收環(huán)境光檢測(cè)模塊傳送的環(huán)境光線值a2和環(huán)境溫度檢測(cè)單元傳送的環(huán)境溫度值a3和判斷環(huán)境光線值a2是否小于設(shè)定的光線閾值a2’和溫度值a3大于設(shè)定的溫度值a3’產(chǎn)生兩位的二進(jìn)制結(jié)果信號(hào)e，則當(dāng)a2大于或等于a2’且a3小于或等于a3’時(shí)，則e為00，不啟動(dòng)任何一個(gè)子控制單元工作，結(jié)束；當(dāng)a2大于或等于a2，且a3大于a3，時(shí)，則e為01，第一子控制單元的風(fēng)扇組啟動(dòng)工作，照明燈組不啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3 ；當(dāng)a2小于a2’且a3小于或等于a3，時(shí)，則e為10，第一子控制單元的照明燈組工作，風(fēng)扇組不啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3 ；當(dāng)a2小于a2’且a3大于a3’時(shí)，則e為11，第一控制單元的照明燈組和風(fēng)扇組均啟動(dòng)工作，執(zhí)行步驟S3。步驟S3，第一子控制單元的微控制器監(jiān)視該區(qū)域內(nèi)的上座率d，判斷上座率d是否大于設(shè)定的上座率閾值d’，如果否，則繼續(xù)監(jiān)視，否則向總控制單元上傳該第一子控制單元的狀態(tài)信息號(hào)b ；步驟S4，總控制單元接收到狀態(tài)信號(hào)b以后，產(chǎn)生控制指令啟動(dòng)并控制第二子控制單元工作。步驟S5，順序檢測(cè)子控制單元的狀態(tài)信號(hào)，直至啟動(dòng)該自習(xí)室內(nèi)所有的子監(jiān)控單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，所述微控制器監(jiān)測(cè)上座率的方法設(shè)定座位上有人在位時(shí)人體在位檢測(cè)裝置向微控制器輸出檢測(cè)值1，否則輸出檢測(cè)值0 ；微控制器掃描與其連接的m個(gè)人體在位檢測(cè)裝置的檢測(cè)值的1的個(gè)數(shù)與m的比值即為上座率do
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，所述上座率閾值d’的取值范圍為 25% 80%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)及節(jié)能控制方法，所述系統(tǒng)包括總控制單元，以及分別與總控制單元連接的子控制單元、人體檢測(cè)裝置、環(huán)境檢測(cè)光檢測(cè)裝置以及環(huán)境溫度檢測(cè)裝置；所述子控制單元包括微控制器，以及分別與微控制器連接的人體在位檢測(cè)裝置、照明燈組和風(fēng)扇組。所述方法包括檢測(cè)到人體進(jìn)入自習(xí)室啟動(dòng)總控制器；總控制器根據(jù)環(huán)境光線值和溫度進(jìn)行控制某個(gè)或某些子控制單元的風(fēng)扇組和/或照明燈組工作或關(guān)閉。本發(fā)明可以智能的根據(jù)自習(xí)室內(nèi)的上座率、環(huán)境溫度、環(huán)境光線值進(jìn)行自能控制照明燈組和風(fēng)扇組工作，可以達(dá)到節(jié)能的有益效果。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102393708SQ20111033242
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者王紀(jì)云, 王雪棟 申請(qǐng)人:鄭州單點(diǎn)科技軟件有限公司