[实用新型]基于近红外探测技术的教室照明节能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子应用的技术领域，具体涉及一种基于近红外探测技术的教室照明节能控制系统。

背景技术

随着科学技术的革新和社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，用电负荷也不断加剧，又由于世界性的能源危机，能源匮乏已成为世界所面临的严峻问题。目前不必要的灯光照明所引起的电能损失已成为当今能源浪费的重要组成部分。对灯光的节能智能控制，国内外己经开始大面积采用，但对教室灯光的控制，尤其是我国教室灯光的控制系统仍旧非常缺乏，依然是传统的人工管理方式。随着各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，教室的用电负荷也大大加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，这种浪费与当今的节约能源理念相违背，因此提高教室用电效率就成为我们首要考虑的问题。另外，随着现代生产技术自动化程度的不断提高，计算机技术的普及，灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。例如楼道灯光的自动控制等等。所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。于是，开发简便、实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。

关于教室节能自动控制系统的设计，例如综合人体红外感应器、环境温湿度、光照强度传感器设计的教室节能系统，系统的输入参数主要是教室内人体是否存在信号、环境温湿度、光照强度等特征信息当量，即在教室检测到有人存在时，结合环境温湿度、环境光照等外部因素，动态判断是否开启灯光系统以及照明灯具相互节能匹配方案等；当环境光照等满足教室照明规范需求时，就会控制灯具不打开，即只有当教室内存在学习人员且外部环境光照强度参数达到某种阈值条件以下时，计算合理调节的照明灯具开启匹配方案，达到教室照明灯光高效节能稳定运行的效果。

随着计算机和图像处理技术的发展，机器视觉应用系统，包括数字图像处理技术、机械工程技术、自动控制技术、光源照明技术、光电成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等，广泛应用于交通监测、汽车制造、医学影像等领域。基于已有视频监控设备进行节能控制设计是近年来兴起的一个新的研究方向，监控设备根据人员情况、光线强弱、空气温湿度等信息，自动开启或关闭空调、照明及通风设备。目前大多数教室安装了视频监控设备，从摄像头采集内教室图像，通过图像处理可获取室内人员的位置和数量的信息，根据该信息控制照明设备，在不影响教室正常使用的同时实现节能的目的。但由于教室为公共场所，人员流动比较频繁，照明灯的开关导致光环境并不稳定，因此设计稳定高效的节能控制系统具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于近红外探测技术的教室照明节能控制系统，。

本实用新型的技术方案是：一种基于近红外探测技术的教室照明节能控制系统，包括信号处理与控制单元、红外图像采集单元、光强感应单元和温度测量单元；所述红外图像采集单元、光强感应单元和温度测量单元分别与信号处理与控制单元的输入端相连接，信号处理与控制单元的输出端与日光灯组相连接。

所述红外图像采集单元为红外摄像头。

所述红外摄像头为主动近红外摄像头，主动近红外摄像头前设置有近红外带通滤波片。

所述近红外带通滤波片的工作波段为800nm-1000nm。

所述光强感应单元为光敏传感器件。

所述光敏传感器件为光强感应电阻。

所述温度测量单元包括热敏电阻。

所述信号处理与控制单元为DSP芯片。

本实用新型红外图像采集单元通过红外摄像头采集教室内的图像，将获得的数字图像传输给信号处理与控制单元进行处理分析，确定教室内人员的位置和统计数量，通过数量统计防止教室内人员过于分散而多开灯，达到节能的目的；光强感应单元通过光敏传感器件采集室外光照强度，温度测量单元采集室内温度，将采集的信息传输给信号处理与控制单元，信号处理与控制单元对其处理运算，计算出教室内对应区域的日光灯开关的控制信号，同时通过室内光强信息和温度信息来自动调节教室内的人员分布密度，保证教室内人员健康用眼和人体舒适度的同时，节约用电。因此，本实用新型具有结构简单、安装方便、识别效率高、抗干扰性强、人性化等优点，既能达到节能的目的，还可以保证教室内人员健康用眼和人体舒适度。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构示意图。

图2为本实用新型红外图像采集单元的结构示意图。

图3为本实用新型背景差分法的图像处理流程图。

其中，1为带通滤波片，2为成像透镜，3为孔径光阑，4为面阵CCD。