安克雷姆卡伦
摘要：针对室内不同区域对光照强度的不同要求，设计了一种以STM32为控制器的教室智能照明控制系统，可以根据室内光照强度和分布实时动态调节教室光照强度。室内人员。 结果表明，该系统能够保证教室内充足的光照强度，且不浪费电能。
关键词：教室智能照明控制系统； 照明节能
0 前言
在学校的每间教室里，灯光都是独一无二的。 但是，有时会看到空荡荡的教室里灯火通明，或者白天室外阳光很强，不用开灯的时候，教室里的灯都亮了。 这些情况造成了很大的浪费。 因此，教室智能照明控制系统必须能够根据室内光线强度和室内人员分布，实时、动态地调节教室内的光线强度，使教室内的光线强度充足，不至于造成耗电。浪费。
一、系统总体设计
教室智能照明控制系统一般包括室内环境信息采集模块、核心控制模块、驱动电路和LED灯。 系统总体结构如图1所示，室内环境信息采集模块负责将系统所需的输入信息，即教室内的光照强度、教室内的人员分布情况传递给控制以STM32芯片为核心的模块。 控制模块根据接收到的信息楼宇照明自控系统工作原理，将输入的信息转换为教室各区域所需的亮度值，从而得到各驱动单元所需的控制信号。 驱动模块根据控制器发出的控制信号控制教室各照明区域LED灯的亮度，实现智能实时调光。
2、硬件设计
2.1 信息采集模块设计
2.1.1 室内光照强度采集
为了实时采集教室内部的光照强度，将教室按照离窗户的远近划分为六个区域，如图2所示。区域。 并将采集到的光强信息传送给控制模块进行后续处理。 当照度传感器检测到自然光充足时，照明装置将被关闭，否则照明装置将被打开。
2.1.2 室内人员分布采集
采集室内人员分布的方案有很多种，常用的方法有两种，一种是利用人体红外传感器进行采集，一种是采用视频监控进行采集。 一种方法具有人体红外传感器价格低廉、信号处理简单等优点。 但是，缺点也很明显。 人体红外传感器不易准确定位人员，无法获取教室内人员的具体位置信息。 而且，人体红外线传感器受环境温度影响较大，容易出现不灵敏现象。 两种方式的优点是视频监控可以准确定位人员，实时监控教室内人员分布情况。 但是这种方法成本太高，后续的信息分析和处理也比较复杂。
因此，本系统并没有采用上述两种常见的方式，而是采用在教室每个座位上安装的红外探测器来监控人员分布情况。 当有人坐在座椅上时，红外探测器发出信号，该信号传输到控制单元。 控制单元可以根据每个座位采集到的信息判断座位上是否有人，从而实现对教室人员分布情况的实时准确掌握。
2.2 控制模块设计
在教室智能照明控制系统中，控制模块是核心模块。 一方面，它可以接收信息采集单元采集的相关信息，例如光传感器采集的室内光照信息、红外传感器采集的室内人员分布信息等。 另一方面，控制单元可以对采集到的信息进行相应的处理，输出调光控制命令，并传送给驱动模块。 驱动模块可以调节教室各个区域照明设备的亮度。
普通教室按照图2分为6个不同的照明区域。因此，控制器需要能够同时连接6个驱动模块，输出6个调光信号来控制每个区域照明设备的亮度。教室。 本系统采用核心芯片作为控制，可输出多种PWM信号，功耗低。
2.3 驱动模块设计
STM32芯片不能直接控制LED灯，所以系统选用DRIVE-SW12 LED恒流驱动模块来驱动LED灯。 驱动模块可以将控制模块输出的调光控制信号，即PWM占空比，转换成相应的电压值，从而达到调光所需的亮度值，从而实现调光的目的。
3. 软件设计
系统整体的控制流程首先是对各个模块进行初始化，然后获取室内光照强度和人员分布等信息，然后根据需求计算出教室各个区域需要调节的灯光。住宅照明标准《建筑照明设计标准》中的光强值，将需要调节的光值转化为控制信号输出，从而调节教室各区域LED灯的光强根据控制信号，延时一段时间后，重新根据室内光照强度和人员分布
调节各区域LED灯的光强。 其详细流程图如图3所示。室内人员分布对教室内的光照强度进行实时、动态的调整，从而达到节能环保的目的。
4、安科瑞提供教室智能照明控制系统解决方案
4.1 安科瑞智能照明监控系统采用分层分布式结构，即站控层、通信层、间隔层； 如图（1）所示：
图（1）网络拓扑
区间设备层主要是：开关驱动器，这些设备安装在对应一次设备对应的电气柜中，这些设备通过现场KNX总线网络进行通信，实现现场数据采集。
网络通信层主要为：智能照明网关，主要功能是对分散的现场采集设备进行集中控制，同时远程传输至站控层，完成现场层与现场层的数据交互。站控层。
站控管理：配备高性能工控机、显示器、UPS电源、打印机等设备。 监控系统安装在计算机上，对现场设备的运行状态进行集中采集和显示，并以人机交互的形式显示给用户。 以上开关模块均采用KNX总线传输，一般采用4线，接线简单方便，传输距离可达1.2km。
4.2 安科瑞智能照明系统组成
1.时序控制
通过时钟管理器，可以实现整个系统相关区域照明的定时和自动管理功能，实现公共通道、景观照明、泛光照明、车库照明的定时控制。 如百叶窗升降定时、集中供暖定时调节、节假日定时关闭照明、定时通知等。
2.场景控制
智能照明控制系统根据各部门需求，设置不同类型的场景模式，组合多种照明灯，达到美化工作环境的效果； 结合人体感应传感器，当人离开时，会议室的所有灯光都会关闭。
3、实时监控
控制室配备中央控制主机，所有灯光控制设备通过KNX网关接入监控系统。 运营管理人员可以监控公交车、区域、楼层、建筑物等的照明状态，需要进行控制调整。 系统绘图工具支持矢量图形和多层页面。 图形页面易于缩放和切换。 .
4.报警处理
系统提供报警处理能力，用户可以通过编程完成不同的任务。 当某种报警条件发生时应该做什么可以由用户决定。
5、事件通知系统提供事件通知功能，支持邮件通知、文本输出、事件驱动打印，可以根据用户预设的条件触发事件通知功能。
4.3 设备选择
5.结论
教室的不同区域对光照强度有不同的要求。 据此，本文设计了一个教室智能照明控制系统，该系统可以根据室内照明强度、强度和人员分布信息，然后根据住宅建筑的《建筑照明设计标准》。 根据照明标准要求，计算出教室各区域需要调节的光强值，并将需要调节的光强值转换成控制信号输出，从而调节光强根据控制信号在教室的每个区域点亮 LED。 延时一段时间后，根据室内光照强度和人员分布情况，调整各区域LED灯的光照强度。 其详细流程图如图3所示。室内人员分布对教室内的光照强度进行实时、动态的调整，从而达到节能环保的目的。
参考：
[1] 王峰． 建筑电气照明节能技术分析[J]． 能源与环境, 2018(05):39-40.
[2] 企业微电网设计与应用手册。 2020.06 版。
[3] 智能照明控制系统。 2020.08版。
[4] 高艳，陈晓晖，郑欢欢． 教室智能照明控制系统的设计。