基于施工船舱灯具控制器的集控系统及其控制方法

摘要

本发明采用的一种基于施工船舱灯具控制器的集控系统及其控制方法，通过在灯具集成控制系统中加入Zigbee技术，在实现了船舶分舱室的灯光开关集成控制，避免了传统红外和声响控制的灯具系统的弊端，不会因为人静止不动、不发出声响造成灯光熄灭的情况，同时也最大限度的避免了误启动情况的发生。在实现灯光控制的同时，也可以对船舶舱室内其他类型的设备比如空调、加湿器和除湿机等设备的启动。由于Zigbee系统的自身特性，可以精确统计船员的分布情况，方便对人员进行相关的调控。由于本发明的技术成熟，成本低廉，十分适用于大范围的推广和使用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种船用集成灯具控制系统，尤其涉及一种基于Zigbee的船舶 灯具集成控制系统及其控制方法。

背景技术

现有技术中，自动感应灯具及相应的集成控制系统，基本都是基于红外感 应探头或者声音控制的灯具控制开关，即当有人进入开关感应范围时，专用传 感器探测到人体红外光谱的变化或者感知环境的声响，开关自动接通负载，系 统开始工作。当人不离开感应范围(人有活动或持续发出声响），开关将持续接通； 人离开后，开关延时自动关闭负载。然后红外控制系统和声响感应系统无法解 决当人在感应区内长时间没有动作和声音时保持灯具长亮的问题；而且当其它 具有类似红外特征物体进入区域时或发出声响时，会存在误动作现象。同时， 由于红外系统和声响控制系统只是单纯的获取红外和声音的特征，因而无法解 决统计感应区内人数的问题。

ZigBee定位技术作为一种成本低廉可靠，可精确定位人员位置的无线通信 技术，已经可以用来开发煤矿井下人员定位系统、监狱人员管理系统、集装箱 运输跟踪系统、车辆管理系统、人员管理系统、运动会运动员的计时计圈系统、 城市公交智能站台、车辆调度的智能管理系统、列车/车厢自动抄号、调度管理 系统、小区门禁系统等。

如果能够将Zigbee技术应用于船舶灯具的集成控制系统，将有效的解决现 有技术中采用红外或声响控制的灯具集成控制系统的缺陷。

发明内容

针对以上问题，本发明提出的基于施工船舱灯具控制器的集控系统，具有：

佩戴于每个船舶相关人员身上的多个Zigbee移动节点；

分布在所述船舶不同舱室的多个Zigbee识别终端以及

与所述Zigbee识别终端和所述不同舱室灯具开关连接的主控单元；

当相关人员进入某一舱室时，所述人员佩戴的Zigbee移动节点进入该舱室 或邻近舱室的Zigbee识别终端的感应区；所述的Zigbee识别终端存储所述检测 到的Zigbee移动节点的特征值；所述主控单元询问所述的多个Zigbee识别终端， 打开检测到有Zigbee移动节点的Zigbee识别终端所在舱室的灯具开关；

灯具开关打开过程中，主控单元定期询问所述Zigbee识别终端，所述Zigbee 移动节点是否在当前感应区，若当前Zigbee识别终端感应区内的Zigbee移动节 点数为零，所述主控单元控制当前舱室的灯具开关关闭，完成灯具开关的控制。

所述主控单元还连接有计时单元：当所述舱室中Zigbee移动节点数量为零 时，该计时单元计时，当计时超过时间阈值时，主控单元控制所述舱室的灯具 开关关闭。

存储有所述全部Zigbee识别终端坐标和舱室分布图的存储单元和显示单 元：当所述人员佩戴的Zigbee移动节点进入某一舱室Zigbee识别终端的感应区 时，所述控制单元从所述存储单元调取该Zigbee识别终端的坐标，标绘在所述 舱室分布图上，在所述显示单元显示。

与所述主控单元通信连接的空调系统和湿度控制系统；

所述空调系统包括：位于所述各个舱室的温度传感器和空调出风口；所述 湿度控制系统包括：位于各个舱室的湿度传感器和湿度调节器的吸风/排风口；

所述主控单元设定每个舱室的适宜温度和湿度：当所述佩戴Zigbee移动节 点的人员进入某个舱室时，所述的Zigbee识别终端存储所述检测到的Zigbee移 动节点的特征值；所述主控单元询问所述的多个Zigbee识别终端和所述的温湿 度传感器，识别当前舱室内温湿度，打开检测到有Zigbee移动节点且温湿度未 在设定范围内舱室的空调和湿度调节器，将当前舱室的温度和湿度调节至设定 范围。

在所述舱室的入口处设有Zigbee计数器，该Zigbee计数器统计进入所述计 数器所在舱室人员的进入、离开、经过和停留的时间。

所述存储单元还存储有全部舱室的温湿度传感器、空调出风口、湿度调节 器的吸风/排风口和Zigbee计数器的位置；

所述显示单元显示包含温湿度传感器、空调出风口、湿度调节器的吸风/排 风口和Zigbee计数器的位置；上述设备工作状态；船舱内灯具照亮的区域，进 入、离开船舱的人数及具体进入时间，船舱内温度和湿度信息。

基于施工船舱灯具控制器的集控系统的控制方法，具有如下步骤：

—多个Zigbee识别终端监测是否有Zigbee移动节点进入自身的感应区；

—若经过检测，有Zigbee移动节点进入某一感应区，该感应区对应的Zigbee 识别终端中的节点数+1；记录所述节点进入该Zigbee识别终端感应区的起始时 间；

—所述主控单元查询所述全部Zigbee识别终端，检测每一个Zigbee识别终 端感应区中的Zigbee移动节点个数是否≥1；

—若某个Zigbee识别终端感应区中的Zigbee移动节点个数≥1；主控单元控 制该Zigbee识别终端所在舱室的灯具开关打开；主控单元查询当前舱室的温湿 度传感器，判定当前舱室的温湿度是否在设定范围内，若不在，则打开该舱室 的空调和温湿度调节器；

—所述主控单元查询全部Zigbee识别终端，检测每一个Zigbee识别终端所 在舱室内是否有灯具开启；识别空调和温湿度调节器是否打开；当前舱室温湿 度是否在设定范围内；

—若所述舱室有灯具开启，所述主控单元查询当前Zigbee识别终端感应区 内的移动节点个数是否为0；若节点个数为0，所述主控单元控制该舱室的灯具 开关关闭，完成灯具的控制

—若所述舱室有空调和温湿度调节器开启，所述主控单元查询当前Zigbee 识别终端感应区内的移动节点个数是否为0；若移动节点个数为0，则关闭空调 和温湿度调节器，完成控制。

所述监测是否有Zigbee移动节点进入自身的感应区之前还具有步骤：

—主控单元获取每一个Zigbee移动节点的特征值和每一个Zigbee识别终端 的坐标和特征值；每一个空调和温湿度调节器的坐标和工作状态；每一个Zigbee 计数器记录的信息；

—所述主控单元根据每一个Zigbee移动节点的特征值和每一个Zigbee识别 终端的坐标和特征值、每一个空调和温湿度调节器的坐标和工作状态和Zigbee 计数器记录的信息，在地图上标绘出各Zigbee移动节点和Zigbee识别终端的位 置，每一个空调和温湿度调节器的坐标和工作状态和进入船舱的人员、数量和 停留时间，通过显示单元输出。

在所述“若节点个数为0，所述主控单元控制该舱室的灯具开关关闭”的步骤 之前，还具有步骤：

—记录该感应区无人的时间是否超过关灯时限；

—若超过关灯时限，则所述主控单元控制该舱室的灯具开关关闭。

由于采用了上述技术方案，本发明采用的一种船舶灯具集成控制系统及其 控制方法，通过在灯具集成控制系统中加入Zigbee技术，在实现了船舶分舱室 的灯光开关集成控制，避免了传统红外和声响控制的灯具系统的弊端，不会因 为人静止不动、不发出声响造成灯光熄灭的情况，同时也最大限度的避免了误 启动情况的发生。在实现灯光控制的同时，也可以对船舶舱室内其他类型的设 备比如空调、加湿器和除湿机等设备的启动。由于Zigbee系统的自身特性，可 以精确统计船员的分布情况，方便对人员进行相关的调控。由于本发明的技术 成熟，成本低廉，十分适用于大范围的推广和使用。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的模块示意图

图2为本发明的流程图

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示：一种船舶灯具集成控制系统，主要包括：佩戴于每个船舶相 关人员身上的多个Zigbee移动节点。处于降低成本的考虑，可以使用RFD，即 精简功能设备，只用作终端节点。

分布在所述船舶不同舱室的多个Zigbee识别终端。采用FFD，即全功能的 Zigbee设备，可以发送和接收数据，同时具备路由功能。为每个FFD设定一个 坐标地址，结合船舶舱室的平面图，即可实时显示每个Zigbee移动节点（RFD） 的位置。

还包括：与所述Zigbee识别终端和所述不同舱室灯具开关连接的主控单元。

当相关人员进入某一舱室时，所述人员佩戴的Zigbee移动节点（RFD）进 入该舱室Zigbee识别终端（FFD）的感应区，该舱室的Zigbee识别终端（FFD） 存储检测到的Zigbee移动节点（RFD）的特征值。所述主控单元询问所述的多 个Zigbee识别终端（查询所有的FFD），在查询过程中，打开检测到有Zigbee 移动节点的Zigbee识别终端所在舱室的灯具开关。

在某个舱室的灯具开关打开过程中，主控单元定期询问所述灯具开关打开 的Zigbee识别终端（FFD），所述Zigbee移动节点（RFD）是否在当前感应区， 若当前Zigbee识别终端感应区内的Zigbee移动节点数为零，所述主控单元控制 当前舱室的灯具开关关闭，完成灯具开关的控制。

进一步的，为了增加灯光延时关闭功能，作为一个较佳的实施方式，所述 主控单元还连接有计时单元：当所述舱室中Zigbee移动节点数量为零时，该计 时单元计时，当计时超过时间阈值时，主控单元控制所述舱室的灯具开关关闭。

进一步的，为了增加人员统计功能，作为一个较佳的实施方式，本发明的 系统还具有：存储有所述全部Zigbee识别终端坐标（FFD）和舱室分布图的存 储单元和显示单元：

当所述人员佩戴的Zigbee移动节点（RFD）进入某一舱室Zigbee识别终端 的感应区时，Zigbee识别终端存储该Zigbee移动节点的特征值，主控单元在询 问识别终端时，控制单元从所述存储单元调取该Zigbee识别终端的坐标，标绘 在所述舱室分布图上，在所述显示单元显示，即可获得当前Zigbee移动节点的 分布情况，也就得到了佩戴Zigbee移动节点人员的位置信息。

为了能够扩展本发明的功能，做为一个较佳的实施方式，还设有与所述主 控单元通信连接的空调系统和湿度控制系统。

所述空调系统采用中央空调，主要包括：位于所述各个舱室的温度传感器 和空调出风口；所述湿度控制系统也可以采用集成式湿度控制系统，主要包括： 位于各个舱室的湿度传感器和湿度调节器的吸风/排风口。

所述主控单元设定每个舱室的适宜温度和湿度：当所述佩戴Zigbee移动节 点的人员进入某个舱室时，所述的Zigbee识别终端存储所述检测到的Zigbee移 动节点的特征值，同时，所述主控单元询问所述的多个Zigbee识别终端和所述 的温湿度传感器，得到每个舱室的温湿度数据，通过与事先的设定值比较，识 别当前舱室内温湿度，打开舱室的空调和湿度调节器，将当前舱室的温度和湿 度调节至设定范围。

同样的，在所述舱室的入口处设有Zigbee计数器，该Zigbee计数器统计进 入所述计数器所在舱室人员的进入、离开、经过和停留的时间。

所述存储单元还存储有全部舱室的温湿度传感器、空调出风口、湿度调节 器的吸风/排风口和Zigbee计数器的位置。

结合所述显示单元，可以显示包含温湿度传感器、空调出风口、湿度调节 器的吸风/排风口和Zigbee计数器的位置；上述设备工作状态；船舱内灯具照亮 的区域，进入、离开船舱的人数及具体进入时间，船舱内温度和湿度等信息。

一种船舶灯具集成控制方法，主要具有开灯流程和关灯流程

开灯流程：

首先，所述的多个Zigbee识别终端监测是否有Zigbee移动节点进入自身的 感应区。

若经过检测，有Zigbee移动节点进入某一感应区，该感应区对应的Zigbee 识别终端中的节点数+1，同时记录Zigbee移动节点的特征值；记录所述节点进 入该Zigbee识别终端感应区的起始时间。

所述主控单元查询所述全部Zigbee识别终端，检测每一个Zigbee识别终端 感应区中的Zigbee移动节点个数是否≥1。

若某个Zigbee识别终端感应区中的Zigbee移动节点个数≥1；主控单元控制 该Zigbee识别终端所在舱室的灯具开关打开。

所述空调和温湿度调节器的打开流程与灯光开启的方式类似，在得到某个 舱室有人员出现时（所述Zigbee识别终端检测到Zigbee移动节点的特征值）后， 或者作为一个较佳的实施方式，在当前舱室有灯光亮起时，主控单元即查询当 前舱室的温湿度是否在设定的范围内，若不在，则开启空调和温湿度调节器即 可。

关灯流程：

所述主控单元查询全部Zigbee识别终端，检测每一个Zigbee识别终端所在 舱室内是否有灯具开启；

若所述舱室有灯具开启，所述主控单元查询当前Zigbee识别终端感应区内 的所述移动节点个数是否为0；

若节点个数为0，所述主控单元控制该舱室的灯具开关关闭，完成灯具的控 制。

进一步的，在所述监测是否有Zigbee移动节点进入自身的感应区之前还具 有步骤：

主控单元获取每一个Zigbee移动节点的特征值和每一个Zigbee识别终端的 坐标和特征值；

所述主控单元根据每一个Zigbee移动节点的特征值和每一个Zigbee识别终 端的坐标和特征值在地图上标绘出各Zigbee移动节点和Zigbee识别终端的位 置，通过现实单元输出。

相应的，所述空调和温湿度调节器关闭流程与灯光的关闭流程类似，所述 主控单元在检测到灯光关闭时，即关闭空调和温湿度调节器即可

对于关灯步骤，为了设定延迟关灯功能。

—记录该感应区无人的时间是否超过关灯时限；

—若超过关灯时限，则所述主控单元控制该舱室的灯具开关关闭。所述空 调和温湿度调节器也可以具备上述功能，即已灯光的关闭为信号，关闭空调和 温湿度调节器即可，以方便人员忽然返回舱室。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。