[发明专利]基于无线传感器网络的灯光控制器

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术和灯光控制技术，具体说是一种基于无线传感器网络的灯光控制器。

背景技术

随着全球能源问题日益突出和我国科技经济逐步发展，建筑节能成为建设节约型社会的重要方面。根据建设部确立的建筑节能要求的具体措施与发展方向，节能工作已在全国范围内全面启动、实施。能否降低建筑电气照明能源标准，提高建筑电气照明的能源利用率，是建筑节能设计中的重要环节。然而在办公楼里，长明灯等现象普遍存在，不仅浪费能源，还在很大程度上缩短了灯具等设备的使用寿命，造成大楼运营成本的增加。

当前的楼宇自动化系统以有线方式为主，自身需要大量布线，系统安装极为不便，同时增加了系统的安装成本。在采用有线通信方式的系统中，大多数传感器通过线缆连接到监视和控制系统，通过有线通信协议，如ModBus、LonTalk或DeviceNet把传感器集成到系统中进行工作。并且在已有的有线网络中建造自动化工程的布线和安装可能要花费高达80％的总系统成本。此外，一旦线缆安装好，要重新布线，其成本和时间都要花费不少。

无线传感器网络技术近年来得到快速发展，一般采用多跳(multi-hop)、对等(peer to peer)的无线通信方式，具有自主组网、网络规模可变、无人值守等特点，同时可以通过休眠机制降低节点能耗。

结合无线传感器网络技术与照明控制技术，可方便地实现灯具的自动控制，同时易于实现照明系统的远程控制。和采用有线网络通信技术的楼宇自动化产品相比较，无线解决方案最吸引人的地方是安装布置的灵活性、低廉的安装费用和对楼宇自动化系统进行重新布置时的可移动性。在楼宇自动化系统中采用无线解决方案，能快速方便地解决有线方式所不易实现的网络连通问题。但是，目前本方案还没有报道。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于无线传感器网络的灯光控制器，它把无线传感器网络技术和灯光控制技术相结合，实现照明系统的自动控制和远程控制。

为了实现上述目的，本发明技术方案是：

安装在包括上位机、网络控制器构成的无线传感器网络中；其中，上位机通过网络控制器与灯光控制器通信；所述灯光控制器结构包括：控制模块，存有控制程序，用于运行控制策略，通过网络控制器与上位机通信；传感器模块，与控制模块相连，用于采集环境光照度和人员活动信息；控制输出模块，输入端与控制模块相连，输出端通过开关元件接至灯具，用于控制灯具的开关；

其中，所述控制模块具有A/D转换、射频收发、输入输出、关灯定时功能；

所述无线传感器网络中还包括路由器，所述控制模块还通过无线传感器网络中路由器及网络控制器与上位机通信；

其中，所述控制程序流程如下：控制模块处于等待状态，然后分三路接收控制指令或者控制信息；一路接收无线控制指令，如果是关灯指令并且在灯具处于开启状态时，对灯具执行关灯动作；否则如果是开灯指令并且灯具处于关闭状态，对灯具执行开灯动作，并将关灯定时器清零；另一路判断当前时间，如果超出定时时间，说明没有人员在该区域，在灯具处于开启状态时，对灯具执行关灯动作；最后一路接收采集区域内的人员活动信息，采集到人员活动信息后，再接收采集到的光照度信息，并采用施密特触发器的原理确定当前的光照度状态；如果光照度不充足，控制模块对灯具执行开灯动作；执行以上动作后无论灯具当前处于何种状态，当有灯具状态变化时，将灯具当前的状态通过无线网络报告给上位机，否则返回等待状态；

所述传感器模块由光照度传感器和人体探测传感器组成，其中，光照度传感器的输入端由控制模块通过开关为光照度传感器提供电源，光照度传感器输出端与控制模块相连；人体探测传感器输入端采集人员活动信息，输出端与控制模块相连；所述光照度传感器采用光敏电阻和普通电阻串联分压的连接方式，分压节点与控制模块相连，控制模块通过该分压值确定当前环境的光照度；所述人体探测传感器输入端采用热释红外探头；

所述控制输出模块的每个开关元件连接一个照明回路；所采用的开关元件为继电器；其中，控制输出模块采用的继电器可以为固态继电器、普通电磁继电器或者磁保持继电器。

本发明具有如下优点：

1.远程操作。可通过上位机控制软件远程设定环境参数(如：什么时候开始算为光照度不够/天黑时间，什么时候算为光照度充足/天亮时间)及上位机远程控制照明系统。

2.无线传感器网络安装布置灵活。减少了大量的室内布线，节约了安装成本，同时可以分散布置设备，灯光控制器地安装相对独立，因而系统可移动性强，并且可反复对网络进行更新，易于对网络及设备进行维护。