一种灯光控制系统的制作方法

1.本发明涉及灯光控制技术领域，具体而言，涉及一种灯光控制系统。


背景技术：

2.煤矿选煤厂采用传统的金卤灯，数量大、照明效果差、维护成本高、能耗较大，现场的照明系统由调度室巡查人员手动控制，无法实现按需照明。而且选煤厂的自动化程度高，岗位人员少，厂区大，要求巡视人员离开巡视区域时灯具能自动调低亮度或关闭以达到节能减排的目的。选煤厂设备运行过程中，具有较大噪音，简单的声控开关受到巨大干扰，亟需开发一种智能化灯光控制系统，这是节能降耗的重要方式。根据精准人员定位系统结合gis技术对灯光开关进行控制，在保证照明需求的前提下，实现“人来灯亮人走灯灭”的工作模式，以保证煤矿节能降耗、降本增效。


技术实现要素：

3.为解决现场照明维护成本高、能量消耗大的问题，本发明提供了一种灯光控制系统。
4.第一方面，本发明提供了一种灯光控制系统，包括：
5.数字模型孪生模块，所述数字模型孪生模块用于模拟现实中的选煤厂、设备和灯具；
6.模型显示模块，所述模型显示模块用于显示巡查人员所在位置和灯光照射范围；
7.人员定位模块，所述人员定位模块用于实时定位巡查人员的三维坐标；
8.数字模型定位模块，所述数字模型定位模块基于gis技术，用于对选煤厂中每个厂房空间的八个角落、每个设备在垂直方向投影的四个角落和每个灯具中心点位置进行坐标定位，所述坐标定位为三维坐标；
9.所述数字模型定位模块与所述人员定位模块使用统一的坐标系，将精准人员定位系统与gis技术相结合，通过对比所述数字模型定位模块与所述人员定位模块的三维坐标得到巡查人员的具体位置；
10.灯光管理模块，所述灯光管理模块包括灯光控制模块和灯光绑定模块；所述灯光控制模块用于接收轨迹预测模块的数据并对灯光进行控制；
11.轨迹预测模块，所述轨迹预测模块用于收集所述数字模型定位模块与所述人员定位模块的数据从而预测巡查人员的行动轨迹，获取巡查人员的巡查轨迹和巡查人员的实时速度，根据巡查人员的具体位置推测巡查人员之后的巡查区域并将数据发送至所述灯光控制模块。
12.根据本发明的一个方面，所述灯光绑定模块包括区域管理模块和设备管理模块；
13.所述区域管理模块用于对所述数字模型孪生模块进行区域划分并在所述模型显示模块中标注出区域范围，根据区域划分绑定区域内的所有灯具；
14.所述设备管理模块用于对所述数字模型孪生模块进行设备划分并在所述模型显
示模块中标注出设备范围，根据设备划分绑定设备内的所有灯具。
15.根据本发明的一个方面，所述灯光控制模块有四个模式，第一模式为根据巡查人员所在位置，自动开启巡查人员周围的灯具或调高巡查人员周围的灯具亮度；
16.第二模式为当巡查人员处于某个区域内时，该区域所绑定的灯具开启或调高灯具亮度；
17.第三模式为当巡查人员处于设备范围内时，该设备所绑定的灯具开启或调亮灯具亮度；
18.第四模式为巡查人员巡查结束后，自动关闭灯具或调低灯具亮度。
19.根据本发明的一个方面，所述人员定位模块包括无线编码发射器、数据采集控制设备、数据传输网络、地面中心软件系统和服务器，所述无线编码发射器用于发出代表巡查人员身份信息的射频信号；
20.所述采集控制设备用于接收所述无线编码发射器的数据并通过所述数据传输网络上传到所述地面中心软件系统；
21.所述人员定位模块还包括接收处理模块，所述接收处理模块用于分析并处理巡查人员的位置信息，根据位置信息分析、决策灯光的启停和亮度调整。
22.根据本发明的一个方面，所述模型显示模块还用于实时显示人员数量及任一人员位置；
23.所述模型显示模块还包括显示整体的照明灯具数量、使用量及灯具的状态、现场分布等信息，并对用电量进行统计；
24.在所述模型显示模块中，有灯光照射的区域显示为浅色，无灯光照射的区域显示为深色，所述模型显示模块用于查看摄像头的实时录制数据和历史录制数据。
25.根据本发明的一个方面，所述人员定位模块包括无线编码发射器、数据采集控制设备、数据传输网络、地面中心软件系统和服务器，所述无线编码发射器用于发出代表巡查人员身份信息的射频信号；
26.所述采集控制设备用于接收所述无线编码发射器的数据并通过所述数据传输网络上传到所述地面中心软件系统。
27.根据本发明的一个方面，还包括人员信息管理模块，所述人员信息管理模块对人员信息进行实时管理及设置，对名称等信息进行修改和保存，对巡查人员活动轨迹进行溯源查询和分类统计储存。
28.根据本发明的一个方面，还包括分级管理及报警模块，所述分级管理及报警模块用于多级别登录、多级别操控和对灯具进行监测，若某一灯具显示离线，所述分级管理及报警模块自动进行声光报警，并将上传灯具位置信息。
29.为解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述的一种灯光控制系统。
30.为解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的一种灯光控制系统。
31.为解决现场照明维护成本高、能量消耗大的问题，本发明有以下优点：
32.本发明提供了g一种灯光控制系统，通过人员精准定位系统实时获取巡查人员的三维坐标，并利用gis技术将巡查人员的三维坐标与厂房的三维模型相结合，得出巡查人员所处的具体楼层和区域，并通过控制系统控制巡查人员所在区域的灯光打开，并在巡查人员离开后关闭灯光，实现了灯光控制的自动化、智能化，降低了能耗，提升了选煤厂的节能经济效益。
附图说明
33.图1示出了一种灯光控制系统的流程图。
具体实施方式
34.现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。
35.如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
36.灯光控制系统应用场景较多，例如，选煤厂由于占地面积较大，灯具需求较大，若整夜开启需消耗较多的能源，增加选煤厂的成本。同时为了保证选煤厂的消防安全，选煤厂中需要有巡查人员进行巡逻，然而手动开启或关闭灯光需要巡查人员每次巡视完一定区域后到达灯具开关位置进行操作，浪费巡查人员的时间，并且增加灯具的开启时间，浪费资源，增加成本。并且巡查人员需亲自实验灯具是否损坏，没有统一的查看系统，导致巡视效率低下，维护灯具困难。因此，为解决现场照明维护成本高、能量消耗大的问题，本发明提供一种灯光控制系统：
37.在本实施例中，如图1所示，灯光控制系统可以包括数字模型孪生模块、模型显示模块、人员定位模块、数字模型定位模块、灯光管理模块和轨迹预测模块。
38.数字模型孪生模块可以用于模拟现实中的选煤厂模型、设备模型和智能灯具模型。选煤厂模型可以根据厂房空间的具体结构构建，其中，厂房空间可以包括重介车间、主洗车间和干燥车间。完整地呈现厂房结构可以方便巡查人员查询厂房状态，防止巡查人员遗漏个别巡查空间和设备。其中，数字孪生模块搭建技术不限，可以是建筑信息模型技术，也可以是城市信息模型，具体技术不做限制。
39.人员定位模块可以用于实时定位巡查人员的三维坐标。并将巡查人员的实时定位发送至轨迹预测模块，方便实施查看巡查人员的巡查位置，防止巡查人员在单独巡查过程中发生意外。
40.数字模型定位模块可以用于对选煤厂中每个厂房空间的八个角落、每个设备在垂直方向投影的四个角落和每个灯具中心点位置进行坐标定位。由于厂房往往具有多层结构，为了更准确地表现设备、厂房和灯具的空间位置，坐标定位优选为三维坐标。数字模型定位模块可以将坐标定位发送至轨迹预测模块。
41.其中，数字模型定位模块与人员定位模块使用统一的坐标系，通过对比数字模型定位模块与人员定位模块的三维坐标可以得到巡查人员的具体位置。巡查人员所在楼层根
据人员所在位置的z坐标与各楼层的z坐标相比较得出，上述具体区域通过上述巡查人员所在位置的x、y坐标分别与各厂房x、y坐标相比较，得出人员所在的厂房和在厂房的具体区域。
42.模型显示模块可以用来显示数字模型孪生模块构建的模型，以及巡查人员在厂房内的位置还有灯光调节区域，更方便快捷地展现巡查人员所在位置的状态，当意外发生时，使得其他巡查人员快速定位巡查人员所在位置进行支援。进一步地，巡查人员周围x米内的范围为灯光调节区域，位于该范围内的灯具，需对其亮度进行调节。x默认值为5米。其中，x的具体数值不限，可根据实际情况自由设定。
43.轨迹预测模块可以用于收集数字模型定位模块与人员定位模块的数据从而预测巡查人员的行动轨迹，获取巡查人员的巡查轨迹和巡查人员的实时速度，根据巡查人员的具体位置推测巡查人员之后的巡查区域并将数据发送至灯光控制模块，从而对灯光进行调节，为巡查人员提供有效的照明。当轨迹预测模块从人员定位模块得到的巡查人员的实时定位停留在原地时间过长时，可以发送警报至数字模型孪生模块，并在数字模型孪生模块中使用特殊颜色或者符号标记该巡查人员的实时位置。
44.进一步地，模型显示模块可以结合轨迹预测模块得到的预测轨迹，可以对巡查人员达到灯光调节区域的时间进行预测，并将结果发送至灯光管理模块。并设定当巡查人员将于y分钟后到达灯光调节区域时，即认为是巡查人员即将到达该区域。其中，y的取值范围不限，默认值为3分钟，用户可以根据具体情况进行设置。
45.灯光管理模块可以包括灯光控制模块和灯光绑定模块，灯光控制模块用于接收轨迹预测模块的数据并对灯光进行控制。
46.根据本发明的另一些实施例，数字模型孪生模块还可以通过选择进行放大和标记。选择方式可以是通过鼠标在电脑屏幕上点击，也可以是键盘操作选择，具体操作方式不做限制。当巡查人员巡视完设备和空间后，可以在电子设备上查看是否有遗漏的空间和设备，巡查完成后可以在电子设备上进行标记，防止重复巡查或者遗漏巡查，从而增加巡查人员的巡查效率。标记方法可以是巡查完成的空间和设备改变颜色，也可以是增加相应的文字，具体方式在此不做限制。
47.进一步地，灯光绑定模块可以包括区域管理模块和设备管理模块。区域管理模块可以用于对数字模型孪生模块进行区域划分并在模型显示模块中标注出区域范围，根据区域划分绑定区域内的所有灯具。且一个区域可以绑定多盏灯具。当巡查人员到达区域范围时，区域范围内所有灯具亮起，为巡查人员提供照明。
48.为了方便巡查人员对设备进行检查，设备管理模块可以用于对数字模型孪生模块进行设备划分并在模型显示模块中标注出设备范围，根据设备划分绑定设备内的所有灯具。当巡查人员到达设备范围时，该范围内绑定的灯具均亮起。因此，灯具绑定过程中，一个设备、区域可对应多个灯具，同一个灯具也可被多个设备、区域绑定。
49.用户可以选择上述管理模块的一种或者几种进行应用，在此不多做限制。
50.灯具可以对其进行开启、关闭、调低亮度、调高亮度等调节方式。
51.进一步地，为了节省能源，灯光控制模块可以有四个模式：
52.第一模式为根据巡查人员所在位置，自动开启巡查人员周围的灯具或调高巡查人员周围的灯具亮度。巡查人员未到达的其他位置，灯具可以保持低亮度或者关闭状态。
53.第二模式为当巡查人员处于某个区域内时，该区域所绑定的灯具开启或调高灯具亮度。当厂房内个别空间较为空旷，且无重要设备需要检查时，灯具可以绑定某个空间区域。当巡查人员到达或者根据轨迹预测即将到达该区域内，该区域绑定灯具亮度调高或者关闭，方便巡查人员进行简单巡查，从而节省巡查人员的时间，提高巡查效率。
54.第三模式为当巡查人员处于设备范围内时，该设备所绑定的灯具开启或调亮灯具亮度。厂房内往往设置有较为贵重的设备，当巡查人员到达设备范围或者根据轨迹预测即将到达设备范围时，该设备绑定的灯具亮度调高或者开启以方便巡查人员对设备进行检查。
55.第四模式为巡查人员巡查结束后，即灯具不在灯光调节范围内或者巡查人员离开设备范围和区域范围时，自动关闭灯具或调低灯具亮度。
56.根据以上四种模式，可以实现灯光控制系统
‘
人来灯亮、人走灯灭’的目的，实现灯光的自动化管理，起到节省能源的作用。
57.进一步地，人员定位模块可以包括人员精确定位系统，精确定位系统可以包括无线编码发射器、数据采集控制设备、数据传输网络、地面中心软件系统和服务器，用来对巡查人员进行精确定位和识别。
58.其中，无线编码发射器用于发出代表巡查人员身份信息的射频信号，对巡查人员的信息进行识别和位置记录，当无关人员进入厂房，且无相关登记信息的射频信号时，灯光控制系统将发出警报。
59.采集控制设备可以用于接收无线编码发射器的数据并通过数据传输网络上传到地面中心软件系统。
60.人员定位模块还可以包括接收处理模块，接收处理模块可以用于分析并处理巡查人员的位置信息，根据位置信息分析、决策灯光的启停和亮度调整。
61.进一步地，模型显示模块还可以用于实时显示人员数量及任一人员位置。方便查看厂房内人员，当无关人员进入厂房时进行其当前位置的提醒。当发生意外时，还可以快速查找发出警报人员的位置，预防延误险情导致更严重的状况发生。
62.模型显示模块还包括显示整体的照明灯具数量、使用量及灯具的状态、现场分布等信息，并对用电量进行统计。其中，灯具的状态可以包括灯具的检修信息和运行情况。基于灯具的状态和用电量的统计可以得到灯具是否存在异常情况，即损坏、老化等问题。当灯具存在异常情况时，模型显示模块可以发出警报，并显示异常状态的灯具的坐标位置。
63.在模型显示模块中，有无灯光照射的区域可以设置为不同的颜色方便进行查看和区分，快速分辨巡查人员的所在位置。例如，有灯光照射的区域可以显示为浅色，无灯光照射的区域可以显示为深色。进一步地，模型显示模块还可以用于查看摄像头的实时录制数据和历史录制数据。
64.进一步地，灯光控制系统还可以包括人员信息管理模块，人员信息管理模块对人员信息进行实时管理及设置，对名称等信息进行修改和保存，对巡查人员活动轨迹进行溯源查询和分类统计储存，方便调用和查询。
65.分级管理及报警模块可以用于多级别登录、多级别操控和对灯具进行监测，若某一灯具显示离线，分级管理及报警模块自动进行声光报警，并将上传灯具位置信息。可实现分级控制及分级监察，系统对每次操作进行记录，以确保系统稳定且安全运行；系统可实现
对灯具的远程操控，包括灯具的统一启停或对单一灯具进行控制，并且可实时调取灯具运行状态等参数，实现实时监测。同时可对人员信息，例如，人员名称、部门、职务、编号等信息进行实时管理及设置。并可将详细信息进行分类统计并存储，根据时间进行事件查询及事故溯源，同时将有关数据传至各级管理部门，为指挥决策提供重要依据。
66.为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述的一种灯光控制系统。
67.为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的一种灯光控制系统。
68.本发明的有益效果在于：本发明通过实时获取巡查人员的三维坐标，并将巡查人员的三维坐标与厂房的三维模型相结合，得出巡查人员所处的具体楼层和区域，并通过控制系统控制巡查人员所在区域的灯光打开，并在巡查人员离开后关闭灯光，实现了灯光控制的自动化、智能化，降低了能耗，提升了选煤厂的节能经济效益。
69.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本技术公开的具体案例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本技术公开的精神和范围。