一种教室集散节能控制系统与方法技术方案

本发明专利技术提供了一种教室集散节能控制系统与方法，涉及节能控制技术领域，包括图像采集模块、状态检测模块、处理模块与控制模块。图像采集模块采集教室内图像，状态检测模块采集教室内的状态，处理模块对图像及状态信息进行分析处理，检测教室内人员及目标定位区域的人员数，将人员数及区域信息下发至控制模块，通过控制模块实现对教室区域内电气设备电源的通断，调节教室内亮度、温度与湿度。本发明专利技术通过人体检测，实现电气设备的自动开断，同时利用目标定位算法，将电气设备的开断精确到每一个区域，使电力资源的利用率达到最大。使电力资源的利用率达到最大。使电力资源的利用率达到最大。

【技术实现步骤摘要】
一种教室集散节能控制系统与方法


[0001]本专利技术涉及节能控制
，尤其涉及一种教室集散节能控制系统与方法。

技术介绍

[0002]在日常生活中，对于学校教室的电气设备的管理存在一定的缺失，通常教室的电风扇，电灯等电气设备只能通过人为开启和关闭，因此，当学生上完课和自习后，可能存在忘记关闭电气设备从而导致电力资源浪费的情况。
[0003]一般电风扇的功率大约为70
‑
100瓦，电灯的功率一般为30
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50瓦，额定使用寿命为3000
‑
5000小时。根据调查发现，学校每个教室平均下来大致有一台电风扇和一台电灯未关闭，按每天二十四小时，每小时一台电风扇和一盏灯来算，每个教室每天至少有1度电的浪费，每层楼每天至少有20度电的浪费。通过换算，如果及时关闭电灯和电风扇进行，一栋楼每天至少能节约120度电。如果教室里存在空调等大功率设备，所节约的电能将会更多。
[0004]此外，在传统的教室电力系统中，教室分布广泛，每间教室和各个楼层相对独立，因此管理人员只能依次检查各个楼层和教室的电气设备运行情况。这种低效的管理方式不仅需要耗费大量的时间和精力，更造成了极大的人力资源的浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种教室集散节能控制系统与方法，目的是为了解决现有技术中存在的缺点。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种教室集散节能控制系统，包括：
[0007]图像采集模块，用于采集教室内图像；
[0008]状态检测模块，用于采集教室内的状态，包括温湿度信息与光照强度信息；
[0009]人体识别数据库，通过YOLO模型对多个人体目标训练得到；
[0010]处理模块，用于将图像采集模块采集的图像信息与人体识别数据库对比分析，判断教室内是否存在人员，并以人体为检测框划分区域，进行目标定位，统计区域内人员人数；
[0011]控制模块，与所述处理模块电连接，用于根据处理模块的检测结果控制电气设备的通断，并在接收到目标定位的区域信息后，接收光照强度信息与温湿度信息，对教室中该区域的亮度、温度与湿度进行调节。
[0012]优选的，所述图像采集模块采用摄像头。
[0013]优选的，所述处理模块包括人体识别数据库，通过所述人体识别数据库与检测图像进行对比分析，判断教室内是否存在人员。
[0014]优选的，所述控制模块包括单片机、温度调节单元、光度调节单元与湿度调节单元；
[0015]所述单片机用于接收处理模块处理信息与状态检测模块采集的信息；
[0016]所述温度调节单元包括风扇及空调，用于通过单片机控制风扇或空调启动或停止；
[0017]所述光度调节单元包括电灯，用于通过单片机控制电灯进行亮度调节；
[0018]所述湿度调节单元包括加湿器，用于通过单片机控制加湿器启动或停止。
[0019]优选的，所述监控调节模块包括：
[0020]上位机，通过总线与下位机通信连接；
[0021]三级控制台，包括一级控制子模块、二级控制子模块与三级控制子模块，其之间通过总线连接，一级控制子模块用于对每栋楼的电气设备进行监控及控制，二级控制子模块用于对每层楼的电气设备进行监控及控制，三级控制子模块用于对每间教室内的电气设备进行监控及控制。
[0022]优选的，在下位机电连接线路的进线端加入继电器与电流传感器，用于对教室内电气设备的监控。
[0023]优选的，所述下位机还用于对通过继电器控制各电气设备电源的通断。
[0024]优选的，所述目标定位为对所述照片中人体进行框选，利用像素点的位置，计算出被检测目标框的中心点，以此作为检测目标的位置判定并对人数进行一定的统计，再通过教室区域的划分，自行判定此时检测目标所处的区域位置；将教室根据电气设备的分布位置进行划分和编号，并根据各区域的坐标建立查询标识。
[0025]一种教室集散节能控制系统的控制方法，包括如下步骤：
[0026]通过图像采集模块定时采集教室内照片信息，并与人体识别数据库进行对比和分析，进行人体识别；
[0027]判断教室内是否存在人员，存在则使电气设备处于待机状态，并对人员位置进行目标定位，并对有人区域进行节能控制，若不存在人员则切断电气设备的电源；
[0028]所述节能控制包括：
[0029]若温度低于22摄氏度，则不开风扇，温度位于23到28摄氏度时，则打开有人区域的风扇，并根据温度高低控制PWM波调节风扇转速，温度高于28摄氏度时，开启空调；
[0030]若光度传感器检测到室内存在人时，若光照强度低于300lx，通过控制滑动变阻器，自动调节人所在区域的电灯的亮度，进行自动补光；
[0031]若湿度传感器检测到室内存在人且湿度低于阈值时，则打开加湿器。
[0032]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0033]1、通过人体检测，实现电气设备的自动开断，同时利用目标定位算法，将电气设备的开断精确到每一个区域，使电力资源的利用率达到最大。
[0034]2、通过温湿度传感器和环境光度传感器检测室内环境，利用算法对环境的温湿度及光度进行调节和监控，营造良好的学习环境。
[0035]3、通过上位机自动监控和控制电气设备，实现总控制台、层控制台和教室内控制台三层逐级控制系统，进行人机交互。
附图说明
[0036]图1为本专利技术提供系统总体构架图。
[0037]图2为本专利技术提供的人体识别主要流程图。
[0038]图3为本专利技术提供的节能控制流程图。
[0039]图4为本专利技术提供的三级控制系统结构图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0041]为了理解和说明，下面详细说明本专利技术实施例提供的一种教室集散节能控制系统与方法。
[0042]通过对本校教室的实际调查，发现很多教室存在室内无人但电风扇、空调或电灯仍然运行的问题。该调查主要通过对学校致远楼在无人员状态下进行每六个小时的电气设备，电灯/电风扇的状态情况进行调查，致远楼六层的情况绘制出的调查表如下表1所示：
[0043]表1致远楼调查表
[0044][0045]注：以上的数据全部为除于每层楼20个教室所得的平均数盏/时。其中1:30～7:30这段时间是在早上七点观察所得，其他三个时间段为10:30、16:30和23:30所得。
[0046]一般电风扇的功率大约为70
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100瓦，电灯的功率一般为30
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50瓦，额定使用寿命为3000
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5000小时。根据上述的调查结果表可以发现，平均下来每个教室大致有一台电风扇和一台电灯未及时关闭，按每天二十四小时，每小时一台电风扇和一盏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种教室集散节能控制系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于采集教室内图像；状态检测模块，用于采集教室内的状态，包括温湿度信息与光照强度信息；人体识别数据库，通过YOLO模型对多个人体目标训练得到；处理模块，用于将图像采集模块采集的图像信息与人体识别数据库对比分析，判断教室内是否存在人员，并以人体为检测框划分区域，进行目标定位，统计区域内人员人数；控制模块，与所述处理模块电连接，用于根据处理模块的检测结果控制电气设备的通断，并在接收到目标定位的区域信息后，接收光照强度信息与温湿度信息，对教室中该区域的亮度、温度与湿度进行调节。2.如权利要求1所述的一种教室集散节能控制系统，其特征在于，所述图像采集模块采用摄像头。3.如权利要求1所述的一种教室集散节能控制系统，其特征在于，所述控制模块包括单片机、温度调节单元、光度调节单元与湿度调节单元；所述单片机用于接收处理模块处理信息与状态检测模块采集的信息；所述温度调节单元包括风扇及空调，通过单片机控制风扇或空调启动或停止；所述光度调节单元包括电灯，通过单片机控制电灯进行亮度调节；所述湿度调节单元包括加湿器，通过单片机控制加湿器启动或停止。4.如权利要求1所述的一种教室集散节能控制系统，其特征在于，还包括监控调节模块，所述监控调节模块包括：上位机，通过总线与下位机通信连接；三级控制台，包括一级控制子模块、二级控制子模块与三级控制子模块，其之间通过总线连接，一级控制子模块用于对每栋楼的电气设备进行监控及控制，二级控制子模块用于对每层楼的电气设备进行监控及控制，三级控制子模块用于对每间教室...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新君，张晶露，
申请(专利权)人：湖南人文科技学院，
类型：发明
国别省市：