智能照明控制装置及智能照明系统论文和设计-郑天航

全文摘要

本实用新型公开一种智能照明控制装置，包括：被动红外传感器单元，用于获取目标区域的红外信息；图像传感器单元，用于获取目标区域的图像信息；微处理器单元，分别与所述被动红外传感器单元和所述图像传感器单元连接，所述微处理器单元接收所述被动红外传感器单元的红外信息，发送启动指令给图像传感器单元；所述微处理器单元接收所述图像传感器单元的图像信息，所述微处理器单元包括图像分析模块，所述图像分析模块分析图像信息判定目标区域是否有人体，当目标区域没有人体时，所述微处理器单元发送停止指令给所述图像传感器单元并发出关闭控制信号，当目标区域有人体时，所述微处理器单元发出打开或者保持打开控制信号，解决现有技术使用单一的被动红外传感器发生误控制的问题。

主设计要求

1.一种智能照明控制装置，其特征在于：包括：被动红外传感器单元，用于获取目标区域的红外信息；图像传感器单元，用于获取目标区域的图像信息；微处理器单元，分别与所述被动红外传感器单元和所述图像传感器单元连接，所述微处理器单元接收所述被动红外传感器单元的红外信息，发送启动指令给图像传感器单元；所述微处理器单元接收所述图像传感器单元的图像信息，所述微处理器单元包括图像分析模块，所述图像分析模块分析图像信息判定目标区域是否有人体，当目标区域没有人体时，所述微处理器单元发送停止指令给所述图像传感器单元并发出关闭控制信号，当目标区域有人体时，所述微处理器单元发出打开或者保持打开控制信号。

设计方案

1.一种智能照明控制装置，其特征在于：包括：

被动红外传感器单元，用于获取目标区域的红外信息；

图像传感器单元，用于获取目标区域的图像信息；

微处理器单元，分别与所述被动红外传感器单元和所述图像传感器单元连接，所述微处理器单元接收所述被动红外传感器单元的红外信息，发送启动指令给图像传感器单元；所述微处理器单元接收所述图像传感器单元的图像信息，所述微处理器单元包括图像分析模块，所述图像分析模块分析图像信息判定目标区域是否有人体，当目标区域没有人体时，所述微处理器单元发送停止指令给所述图像传感器单元并发出关闭控制信号，当目标区域有人体时，所述微处理器单元发出打开或者保持打开控制信号。

2.如权利要求1所述的智能照明控制装置，其特征在于：还包括通信单元，所述通信单元与所述微处理器单元连接，用于传输控制信号。

3.如权利要求2所述的智能照明控制装置，其特征在于：所述通信单元包括无线通信单元和\/或通信连接器。

4.如权利要求3所述的智能照明控制装置，其特征在于：所述无线通信单元包括蓝牙、Zigbee、wifi、近场通信元件、GPRS的一种或者多种，所述通信连接器包括DB型连接器、DIX连接器、DIN连接器、双绞线连接器、同轴电缆连接器的一种或者多种。

5.如权利要求2所述的智能照明控制装置，其特征在于：还包括电源单元，用于向所述被动红外传感器单元、图像传感器单元、微处理器单元和通信单元供电。

6.如权利要求1所述的智能照明控制装置，其特征在于：所述微处理器单元还包括：

情景模式分析模块，用于分析图像信息中目标区域的人体信息，计算出情景模式并形成调光控制信号；

其中，调光控制信号包括亮度、照度、色温、显色性、颜色、发光角度以及照度分布的一种或者多种控制信号。

7.如权利要求6所述的智能照明控制装置，其特征在于：所述情景模式分析模块包括以下子模块：

人体数量分析子模块，用于分析图像信息中目标区域的人体数量；

人体位置分析子模块，用于分析图像信息中目标区域的人体的位置；

人体状态分析子模块，用于分析图像信息中目标区域的人体的姿态、人体部分肢体的姿态、人体的姿态变化和\/或人体部分肢体的姿态变化。

8.如权利要求7所述的智能照明控制装置，其特征在于：还包括存储单元，所述存储单元与所述微处理器单元连接，用于存储图像信息和相应的调光控制信号并供微处理器单元调用。

9.一种智能照明系统，其特征在于，包括灯具以及权利要求1至8任一项所述的智能照明控制装置，所述灯具包括依次连接的光源、光源驱动和调光控制器，所述调光控制器与所述智能照明控制装置的通信单元连接，所述智能照明控制装置输出打开、关闭或者调光控制信号给所述调光控制器，所述调光控制器控制所述光源驱动带动所述光源打开、关闭和\/或调光。

设计说明书

【技术领域】

本实用新型涉及照明技术领域，尤其指一种智能照明控制装置和智能照明系统。

【背景技术】

随着节能和智能控制的逐步发展，目前照明系统使用的传感器普遍采用红外传感器。红外传感器使用中，当人出现时，红外传感器会有相应的信号变化，经过信号转化和处理，可以辨别出人的存在，进而发出信号给驱动器中的信号接收装置用于控制照明灯具的开启和关闭。但是，在使用过程中，一些问题经常出现：当红外传感器灵敏度较高时，在人没有出现时，红外传感器发生误检测信号变化，红外传感器发出电信号，使得灯具被打开。当红外传感器灵敏度较低时，人出现了，红外传感器无法检测到信号变化，传感器没有发出电信号，使得灯具没打开。

另外，随着人类的生活水平的提高对于灯光的控制要求不仅局限于灯具的开启和关闭，还包括对灯具发出的光线的色温、照度的控制。然而，当前的照明系统普遍使用红外传感器或者照度传感器等单点传感器，只能对目标区域进行一次性的控制，不能根据目标区域内存在的人数、位置、人员状态等情况进行更加智能化，更加人性化的调制。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种智能照明控制装置及智能照明系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能照明控制装置，包括：

被动红外传感器单元，用于获取目标区域的红外信息；

图像传感器单元，用于获取目标区域的图像信息；

其中，还包括通信单元，所述通信单元与所述微处理器单元连接，用于传输控制信号。

其中，所述通信单元包括无线通信单元和\/或通信连接器。

其中，所述无线通信单元包括蓝牙、Zigbee、wifi、近场通信元件、GPRS的一种或者多种，所述通信连接器包括DB型连接器、DIX连接器、DIN连接器、双绞线连接器、同轴电缆连接器的一种或者多种。

其中，还包括电源单元，用于向所述被动红外传感器单元、图像传感器单元、微处理器单元和通信单元供电。

其中，所述微处理器单元还包括：

情景模式分析模块，用于分析图像信息中目标区域的人体信息，计算出情景模式并形成调光控制信号；

其中，调光控制信号包括亮度、照度、色温、显色性、颜色、发光角度以及照度分布的一种或者多种控制信号。

其中，所述情景模式分析模块包括以下子模块：

人体数量分析子模块，用于分析图像信息中目标区域的人体数量；

人体位置分析子模块，用于分析图像信息中目标区域的人体的位置；

人体状态分析子模块，用于分析图像信息中目标区域的人体的姿态、人体部分肢体的姿态、人体的姿态变化和\/或人体部分肢体的姿态变化。

其中，还包括存储单元，所述存储单元与所述微处理器单元连接，用于存储图像信息和相应的调光控制信号并供微处理器单元调用。

一种智能照明系统，包括灯具以及上述所述的智能照明控制装置，所述灯具包括依次连接的光源、光源驱动和调光控制器，所述调光控制器与所述智能照明控制装置的通信单元连接，所述智能照明控制装置输出打开、关闭或者调光控制信号给所述调光控制器，所述调光控制器控制所述光源驱动带动所述光源打开、关闭和\/或调光。

相较于现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的智能照明控制装置，使用被动红外传感器单元检测目标区域的红外信息，发送给微处理器单元，微处理器单元接收到红外信息发出启动信号打开或者唤醒图像传感器单元，图像传感器单元工作获取预定周期内目标区域的图像信息。微处理器单元接收图像信息并分析图像信息来判定目标区域是否有人体进入，微处理器单元计算出照明控制信号。使用本实用新型的智能照明控制装置，能够准确控制照明系统的灯具打开或者关闭。

【附图说明】

图1为本实用新型智能照明控制装置一种较佳实施例的结构图。

图中，1：被动红外传感器单元；2：图像传感器单元；3：微处理器单元；31：图像分析模块；32：情景模式分析模块；321：人体数量分析子模块；322：人体位置分析子模块；323：人体状态分析子模块；4：通信单元；5：电源单元：6：指示灯；7：存储单元。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的较佳实施例的一种，请参照图1所示，本实用新型的智能照明控制装置，包括被动红外传感器单元1、图像传感器单元2和微处理器单元3。被动红外传感器单元1用于获取目标区域的红外信息，即当有人体进入目标区域时，被动红外传感器被动触发。图像传感器单元2用于获取目标区域的图像信息。微处理器单元3分别与被动红外传感器单元1和图像传感器单元2连接，微处理器单元3接收被动红外传感器单元1的红外信息，发送启动指令给图像传感器单元2，启动指令用于打开或者唤醒图像传感器单元2，当没有人体进入目标区域时，图像传感器单元2处于关闭或者休眠状态。微处理器单元3包括图像分析模块31，图像分析模块31分析图像信息判定目标区域是否有人体，当目标区域没有人体时，微处理器单元3发送停止指令给图像传感器单元2并发出关闭的信号，当目标区域有人体时，微处理器单元3发出打开或者保持打开的信号。本实用新型的智能照明控制装置可以用于家庭、办公、商业照明环境，也可以用于动物园、宠物馆的智能照明环境，本实用新型所述的人体泛指人或动物，而不特定指人。具体的，本实施例中，图像传感器单元2采用CCD图像传感器。

本实用新型的智能照明控制装置，使用被动红外传感器单元1检测目标区域的红外信息，发送给微处理器单元3，微处理器单元3接收到红外信息发出启动信号打开或者唤醒图像传感器单元2，图像传感器单元2工作获取预定周期内目标区域的图像信息并发送给微处理器单元3。微处理器单元3接收图像信息判定目标区域是否有人体进入，微处理器单元3计算出相应的调光控制信号。使用本实用新型的智能照明控制装置，能够准确控制照明系统的灯具打开或者关闭，解决现有技术使用单一的被动红外传感器发生误控制的问题。

作为优选的实施例，智能照明控制装置还包括通信单元4，通信单元4与微处理器单元3连接，用于传输控制信号。通信单元4用于向外部设备传输控制信号，外部设备可以为设有信号接收装置的光源、灯具、调光控制器、面板开关等。作为一种优选，本实施例中，通信单元4包括无线通信单元和\/或通信连接器。无线通信单元例如蓝牙、Zigbee、wifi、近场通信元件、GPRS，使用无线通信单元时，减少照明系统的布线工作，安装简便快捷，照明系统更加简洁美观。无线通信单元可以采用蓝牙、Zigbee、wifi、近场通信元件、GPRS中的一种，也可以根据需要集成蓝牙、Zigbee、wifi、近场通信元件、GPRS中的多种，无线通信单元不限于前述这些无线通信器件，对于使用其他无线通信单元也属于本实用新型的保护范围。通信连接器采用DB型连接器(如DB-9、DB-15、DB-25)、DIX连接器、DIN连接器、双绞线连接器(如RJ11连接器、RJ45连接器)、同轴电缆连接器的一种或者多种。使用通信连接器进行连接，当照明系统安装于不适合使用无线通信的环境时，可以使用通信线缆进行通信连接。通信单元4设置了无线通信单元和通信连接器，可以广泛的与灯具、控制元件进行整合，达到智能化的控制灯具的目的，具有适用范围广泛的优点，且实现智能照明系统简便、快捷的安装。

作为优选的实施例，本实用新型的智能照明控制装置还包括电源单元5，电源单元5用于向被动红外传感器单元1、图像传感器单元2、微处理器单元3和通信单元4供电。对于使用居民用电作为供电源的照明系统，电源单元5包括转换器和\/或直流电源设备，当电源单元5为转换器时，电源单元5接在居民用电线路上，将居民用电转化为低压直流电，以向被动红外传感器单元1、图像传感器单元2、微处理器单元3、通信单元4供电。当电源单元5为直流电源设备时，采用干电池、锂电池为被动红外传感器单元1、图像传感器单元2、微处理器单元3、通信单元4供电。

作为优选的实施例，本实用新型的智能照明控制装置还包括指示灯6，指示灯6与电源单元5连接。当智能照明控制装置的通断开关打开时，电源单元5通电，指示灯6亮起，表明智能照明控制装置打开；当通断开关关闭时，电源单元5断电，指示灯6熄灭，表明智能照明控制装置关闭。

智能照明控制装置可用于控制人类活动场所、动物园、宠物店的照明系统。以人类生活场所为例，主要包括商业场所、办公场所、家庭场所，每种场所在不同时段、不同场景对照明的需求也不相同。使用于不同场所的照明系统可以设定不同的情景模式，以办公场所为例，可以将办公场所的照明系统设置为白班情景模式、夜班情景模式。

为了实现对各种情景模式的照明调节，微处理器单元3还包括情景模式分析模块32。情景模式分析模块32用于分析图像信息中目标区域的人体信息，计算出情景模式并形成调光控制信号，其中，调光控制信号包括亮度、照度、色温、显色性、颜色、发光角度以及照度分布的一种或者多种控制信号。情景模式为预先设定的适合特定场合的照明模式，例如聚会模式，读书模式，休息模式等。具体情景模式对应的调光控制信号如何配置可根据照明设备在特定场合下进行具体的参数设置，如在人数比较多的适合照度调整到最高，如在休息模式下，所有照明设备的色温调整至暖色，且照度降低。这些参数都可以根据实际需求进行对应的配置。

情景模式分析模块32包括人体数量分析子模块321、人体位置分析子模块322和人体状态分析子模块323。

人体数量分析子模块321用于分析图像信息中目标区域的人体数量。当微处理器单元3的图像分析模块31分析图像信息发现目标区域具有人体存在，并进一步的采用人体数量分析模块321对目标区域中的人体数量进行分析。以家庭场所的照明系统为例，可以但不限于如下设定：当人体数量为1个时，预设此时图像信息中目标区域处于独处情景模式；当人体数量为2至6个时，预设此时图像信息中目标区域处于家庭情景模式，当人体数量为7人以上时，预设此时图像信息中目标区域处于亲友聚会情景模式。

人体位置分析子模块322用于图像信息中目标区域的人体的位置。以家庭场所的照明系统为例，当人体的位置都在客厅或者餐厅时，预设为娱乐模式或者用餐模式。

人体状态分析子模块323用于分析图像信息中目标区域的人体的姿态、人体部分肢体的姿态、人体的姿态变化和\/或人体部分肢体的姿态变化。以家庭场所的照明系统为例，如果人体处于躺卧状态，可以认为是休息情景模式，计算出相应的调光控制信号，例如将灯具的亮度调暗；如果人体处于直坐姿态并手持物品时，可以认为是阅读情景模式，使灯具的光线调为冷光。

根据上述各子模块的分析，综合计算出情景模式并形成调光控制信号。

以办公场所的照明系统为例，办公场所经常会忘记关灯，造成了电能浪费，使用本实用新型的智能照明控制装置可以解决此问题。当早上有人上班时，被动红外传感器单元1检测到人体进入办公区域(目标区域)，发送红外信息给微处理器单元3，微处理器单元3发送启动信号给图像传感器单元2，图像传感器单元2发送图像信息给微处理器单元3，微处理器单元3发出开灯指令，打开办公室的照明。当晚上下班后，所有的人员离开办公室时，关闭办公室的照明。对于商场的照明系统，当判定人体数量多时，计算得出用于增强商业场所的亮度的调光控制信号，当判定人体数量增加到一定程度时，避免商场内人的情绪化可以降低色温，当商业场所人数少时，可以提高照明色温，降低亮度。

对于家庭照明系统，从姿态或者姿态变化可以进一步分析出具体的场景模式，例如用餐情景模式、娱乐情景模式。

进一步的，智能照明控制装置还包括存储单元7，存储单元7与微处理器单元3连接，用于存储图像信息和相应的调光控制信号并供微处理器单元3调用。设置存储单元7实现记忆性控制。

本实用新型采用了集成被动红外传感器单元1、图像传感器单元2和微处理器单元3，深度分析目标区域的光线及人的情况，进而判定是否需要照明以及所需照明设备的输出状况，进而根据情景模式分析模块32决定应该输出的调光控制信号，通过相应的调光控制信号进而控制灯具输出合适的光环境。

使用智能照明控制装置，智能照明控制装置包括：被动红外传感器单元1、图像传感器单元2、微处理器单元3，微处理器单元3包括图像分析模块31，包括以下步骤：

被动红外传感器单元1获取目标区域的红外信息，发送红外信息给微处理器单元3。打开照明系统，被动红外传感器单元1通电工作，被动红外传感器单元1采集目标区域的人体信息，发送给微处理器单元3。本实施例中，被动红外传感器单元1采用被动式红外检测传感器，当预定周期内目标区域有人体进入时，被动式红外传感器被触发，向微处理器单元3发送人体信息；当在预定周期内目标区域没有人体进入时，被动式红外传感器不被触发，没有人体信息发送到微处理器单元3。

微处理器单元3发送启动指令给图像传感器单元2，图像传感器单元2工作。当有人体进入目标区域时，微处理器单元3在预定周期内接收到人体信息时，微处理器单元3发出打开或者保持打开的控制信号给图像传感器单元3；当没有人体进入目标区域时，微处理器单元3在预定周期内未接收到人体信息时，微处理器单元3不发出控制信号或者发出关闭\/保持关闭的控制信号给图像传感器单元2，使得图像传感器单元2关闭或者保持关闭。

图像传感器单元2获取目标区域的图像信息，发送图像信息给微处理器单元3。微处理器单元3的图像分析模块31分析图像信息判定目标区域是否有人体。当目标区域没有人体时，微处理器单元发送停止指令给图像传感器单元2并发出关闭控制信号，当目标区域有人体时，微处理器单元3发出打开或者保持打开控制信号。

同时，微处理器单元3还包括情景模式分析模块32。情景模式分析模块32用于分析图像信息中目标区域的人体信息，计算出情景模式并形成调光控制信号。情景模式分析模块32用于分析图像信息中目标区域的人体信息包括：使用人体数量分析子模块321分析图像信息中目标区域的人体数量。使用人体位置分析子模块322分析图像信息中目标区域的人体位置。使用人体状态分析子模块323分析图像信息中目标区域的人体姿态、人体部分肢体的姿态、人体姿态变化和\/或人体部分肢体的姿态变化。

另外，本实用新型的智能照明控制方法还能够使用存储单元7对图像信息和对应的调光控制信号进行存储。

本实用新型一种智能照明系统的较佳实施例，如图所示，智能照明系统包括灯具以及上述实施例的智能照明控制装置，灯具包括光源、光源驱动和调光控制器，调光控制器与智能照明控制装置的通信单元连接，智能照明控制装置输出打开、关闭或者调光控制信号给调光控制器，调光控制器控制光源驱动带动光源打开、关闭和\/或调光。调光的内容包括光线的亮度、照度、色温、显色性、颜色、发光角度以及照度分布的一种或者多种。智能照明控制装置通过通信单元与灯具的调光控制器连接，智能照明控制装置可以安装于灯具的灯壳、灯杆、底座上，也可以设置于灯具之外的地方。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

设计图

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