基于无线传感器网络的照明节电系统

摘要

一种基于无线传感器网络的照明节电系统，包括用以实现人的检测、光照度的检测的无线传感器节点和用以安装在灯具上实现灯具亮度调节的灯具节点，主控微处理器包括：灯具打开控制单元，用于当接收到红外传感器的信号，如检测到房间有人，则发出打开灯具指令；否则，发出关断灯具的指令；预设光照度计算单元，用以计算灯具调光指数，所述调光指数与预设光照度值一一对应；灯具亮度调节单元，用于接受光照度传感器检测的光照度信号，将测量值与预设光照度值比较，发出调节灯具亮度到设定光照度值的指令。本发明避免布线操作、改造成本低、智能化程度高。

主权项

1.一种基于无线传感器网络的照明节电系统，其特征在于：所述照明节电系统包括用以实现人的检测、光照度的检测的无线传感器节点和用以安装在灯具上实现灯具亮度调节的灯具节点，其中，所述无线传感器节点包括主控微处理器、红外传感器、光照度传感器、A/D转换模块和第一无线通信模块，所述红外传感器和光照度传感器与所述主控微处理器连接，所述主控微处理器连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接第一无线通信模块；所述灯具节点包括灯具微处理器、灯光控制模块和第二无线通信模块，所述灯具微处理器连接所述灯光控制模块，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块通信连接，所述第二无线通信模块与所述灯具微处理器连接；所述主控微处理器包括：灯具打开控制单元，用于当接收到红外传感器的信号，如检测到房间有人，则发出打开灯具指令；否则，发出关断灯具的指令；预设光照度计算单元，用以计算灯具调光指数，所述调光指数与预设光照度值一一对应，计算过程为：设定灯具节点的位置信息、用户对室内光照度的需求值E_sat，调光区Z_dim的区域半径l_sat和灯具照射范围Z_lamp，整个灯控工作面分成多个方形小区，所述方形小区小于所述调光区Z_dim；确定人所处位置的当前方形小区，依照调光区Z_dim内的各个方形小区，将各个方形小区距离人体所处位置的当前方形小区的横向跨度l_col和纵向跨度l_row求出来，所述横向跨度l_col和纵向跨度l_row均以方形单元格的个数作为单位，将m＝l_col+l_row存入由位置数组L中，数组E由L转换生成，读出其中一个数组L的元素L_i的值m，E_i＝(0.8)^mE_sat；人所处的位置Q(x，y)，灯具的坐标为P(x_i，y_i)，灯具的安装高度是为h，单光源照度影响数组A，单光源照度影响数组A中的元素Aⁱ：其中，I_θ是光源在θ角方向上的发光强度；设每个灯具调光指数为d_i，整个灯控工作面有k盏灯，求解d_i：$\left\{\begin{array}{c}E=\mathrm{Ad}\\ \min \left|\right|d\left|\right|\\ 0<d<1\end{array}\right.$其中，$E=\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}{d}_i{A}^i=\underset{1}{\overset{k}{\Sigma }}{d}_i\left\{A^i\right[0],···,A^i[l_{\mathrm{vector}}\left]\right\},$代入数组E，数组Aⁱ转换得：$E=\left[\begin{array}{cccc}{A}^1\left[0\right],& A^2\left[0\right],& ...,& A^k\left[0\right]\\ ..........& & & \\ A^1\left[l_{\mathrm{vector}}\right],& A^2\left[l_{\mathrm{vector}}\right],& ......,& A^k\left[l_{\mathrm{vector}}\right]\end{array}\right]d=\mathrm{Ad}$‖d‖₁＝|d₁|+|d₂|+…+|d_k|；得到的d_i即为每个灯具调光指数；灯具亮度调节单元，用于接受光照度传感器检测的光照度信号，将测量值与预设光照度值比较，发出调节灯具亮度到设定光照度值的指令。