基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统及方法
阅读说明：本技术 基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统及方法 (Dynamic blackboard light supplementing system and method based on ambient light and visible distance detection ) 是由 朱玉荣 汤鹏飞 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统及方法,涉及黑板动态补光技术领域。本发明包括光照监测终端、补光调节终端以及若干补光灯；光照监测终端与补光调节终端无线通信连接；补光调节终端与若干补光灯电信号连接。本发明通过距离传感器检测教室长度并传递至光照监测终端,第一光强度传感器检测第一光强信息并传递至光照监测终端；补光分析模块根据第一光强信息、教室长度以及动态补光表分析获取标准可视光强并传递至控制模块；控制模块对比标准可视光强与功率光强表中的灯光功率以及灯光强区间获取应调灯光功率；功率调节单元根据应调灯光功率调解补光灯的功率,实现不同光照情况下动态调整补光灯的功率,便捷高效。(The invention discloses a dynamic blackboard light supplementing system and method based on ambient light and visible distance detection, and relates to the technical field of dynamic blackboard light supplementing. The system comprises an illumination monitoring terminal, a light supplementing adjusting terminal and a plurality of light supplementing lamps; the illumination monitoring terminal is in wireless communication connection with the light supplement adjusting terminal; the light supplement adjusting terminal is electrically connected with the light supplement lamps. The classroom length is detected by the distance sensor and transmitted to the illumination monitoring terminal, and the first light intensity sensor detects first light intensity information and transmits the first light intensity information to the illumination monitoring terminal; the supplementary lighting analysis module analyzes and obtains standard visible light intensity according to the first light intensity information, the classroom length and the dynamic supplementary lighting table and transmits the standard visible light intensity to the control module; the control module compares the standard visible light intensity with the light power in the power light intensity meter and obtains the light power to be adjusted in the light intensity area; the power of light filling lamp is mediated according to the light power that should transfer to the power regulating unit, realizes the power of dynamic adjustment light filling lamp under the different illumination condition, convenient high efficiency.)
技术领域
本发明属于黑板动态补光技术领域，特别是涉及一种基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统及方法。
背景技术
现有的智能教学设备包括智能广播、投影仪、电子黑板以及用于控制上述设备的多媒体控制台等；虽然现有的智能设备给予师生教学带来诸多帮助；但在教学过程中仍有一些问题没有被解决；现有智能教学设备中，还没有能够根据教室内光强度情况对电子黑板周围的光照轻度进行补光的情况，这给学生观看电子黑板上内容带来了麻烦。
另外，在不同的光照情况下补光灯的效果不同；相同光照强度的补光灯下，在不同的环境光照下，可视距离也不同。为保证黑板补光灯效果良好，以达到在不同的环境光强情况下，能够保证教室后侧的清楚观看；但现有的黑板补光灯不能满足这种情况。
发明内容
本发明的目的在于提供基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统及方法，用以解决背景技术提出的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统，包括：光照监测终端、补光调节终端以及若干补光灯；所述补光调节终端安装在教室前墙壁侧面且教室前墙壁侧面安装黑板；位于所述黑板边缘的前墙壁侧面安装若干补光灯；若干所述补光灯呈矩形环状分布；所述光照监测终端安装在教室后墙壁侧面；所述光照监测终端与补光调节终端无线通信连接；所述补光调节终端与若干补光灯电信号连接；所述光照监测终端包括微处理器、第一无线传输模块、第一光强度传感器以及距离传感器；所述微处理器分别与第一无线传输模块、第一光强度传感器以及距离传感器电信号连接；所述补光调节终端包括控制模块、存储模块、补光分析模块以及第二无线传输模块；所述控制模块分别与存储模块、补光分析模块、第二无线传输模块以及若干补光灯电信号连接；所述存储模块内预存储动态补光表；所述动态补光表内预存储环境光强区间、距离区间以及标准可视光强；所述距离传感器用于检测教室后墙壁至教室前墙壁的教室长度并通过第一无线传输模块传递至光照监测终端；所述第一光强度传感器用于检测教室后墙壁位置的第一光强信息并通过第一无线传输模块传递至光照监测终端；所述补光分析模块根据第一光强信息、教室长度以及动态补光表分析获取标准可视光强并传递至控制模块；所述控制模块根据标准可视光强控制若干补光灯亮灯。
作为一种优选的技术方案，所述控制模块上集成功率调节单元；所述功率调节单元与若干补光灯电连接，用于调节补光灯的亮度。
作为一种优选的技术方案，所述存储模块内预存储补光灯的功率光强表；所述功率光强表内存储灯光功率以及灯光强区间；所述灯光强区间为距离所述补光灯的距离为S范围内对应的光照强度区间；所述灯光强区间与灯光功率一一对应。
作为一种优选的技术方案，所述控制模块对比标准可视光强与功率光强表中的灯光功率以及灯光强区间获取应调灯光功率；所述功率调节单元根据应调灯光功率调解补光灯的功率。
作为一种优选的技术方案，教室前墙壁侧面的黑板边缘安装第二光强度传感器；所述控制模块与第二光强度传感器电信号连接。
作为一种优选的技术方案，所述第二光强度传感器检测第二光强信息并传递至控制模块；所述控制模块对比第二光强信息小于标准可视光强时，控制补光灯的应调灯光功率增加浮动值；所述浮动值预存储在存储模块内。
作为一种优选的技术方案，还包括移动控制端；所述移动控制端与补光调节终端无线通信连接；所述移动控制端用于传递或更新动态补光表、功率光强表以及浮动值至补光调节终端的存储模块。
基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光方法，包括如下过程：
A00：光照监测终端控制距离传感器检测教室长度并传递至光照监测终端；
A01：光照监测终端控制第一光强度传感器检测第一光强信息并传递至光照监测终端；
A02：补光分析模块根据第一光强信息、教室长度以及动态补光表分析获取标准可视光强并传递至控制模块；
A03：控制模块对比标准可视光强与功率光强表中的灯光功率以及灯光强区间获取应调灯光功率；
A04：功率调节单元根据应调灯光功率调解补光灯的功率；
A05：第二光强度传感器检测第二光强信息并传递至控制模块；
A06：控制模块判断第二光强信息是否大于标准可视光强；若是，则执行A04；若否，则执行A07；
A07：控制模块控制补光灯的应调灯光功率增加浮动值并传递至功率调节单元；
A08：功率调节单元根据应调灯光功率以及浮动值调节补光灯的功率。
作为一种优选的技术方案，所述动态补光表内预存储环境光强区间、距离区间以及标准可视光强；所述功率光强表内存储灯光功率以及灯光强区间。
作为一种优选的技术方案，A00前移动控制端用于传递或更新动态补光表、功率光强表以及浮动值至补光调节终端的存储模块。
本发明的一个方面具有以下有益效果：
1、本发明通过距离传感器检测教室长度并传递至光照监测终端，第一光强度传感器检测第一光强信息并传递至光照监测终端；补光分析模块根据第一光强信息、教室长度以及动态补光表分析获取标准可视光强并传递至控制模块；控制模块对比标准可视光强与功率光强表中的灯光功率以及灯光强区间获取应调灯光功率；功率调节单元根据应调灯光功率调解补光灯的功率，实现不同光照情况下动态调整补光灯的功率，便捷高效。
2、本发明第二光强度传感器检测第二光强信息并传递至控制模块，控制模块判断第二光强信息小于标准可视光强时，控制模块控制补光灯的应调灯光功率增加浮动值并传递至功率调节单元；功率调节单元根据应调灯光功率以及浮动值调节补光灯的功率，提高补光效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统的结构示意图；
图2为本发明基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光方法的流程图；
图3为本发明中黑板以及若干补光灯安装的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-补光灯，2-黑板。
具体实施方式
下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“中”、“长度”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1和3所示，本发明为基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光系统，包括：光照监测终端、补光调节终端以及若干补光灯1；补光调节终端安装在教室前墙壁侧面且教室前墙壁侧面安装黑板2；位于黑板2边缘的前墙壁侧面安装若干补光灯1；若干补光灯1呈矩形环状分布；光照监测终端安装在教室后墙壁侧面；光照监测终端与补光调节终端无线通信连接；补光调节终端与若干补光灯1电信号连接；
光照监测终端包括微处理器、第一无线传输模块、第一光强度传感器以及距离传感器；微处理器分别与第一无线传输模块、第一光强度传感器以及距离传感器电信号连接；补光调节终端包括控制模块、存储模块、补光分析模块以及第二无线传输模块；控制模块分别与存储模块、补光分析模块、第二无线传输模块以及若干补光灯1电信号连接；存储模块内预存储动态补光表；动态补光表内预存储环境光强区间、距离区间以及标准可视光强；具体的，通过海量数据测试设定好的不同的环境光强区间以及距离区间，测定能够在教室后侧观看清楚教室前侧黑板2上字迹的情况下，对应黑板2周侧的光照强度值即为在对应环境光强区间以及距离区间下的标准可视光强；
距离传感器用于检测教室后墙壁至教室前墙壁的教室长度并通过第一无线传输模块传递至光照监测终端；第一光强度传感器用于检测教室后墙壁位置的第一光强信息并通过第一无线传输模块传递至光照监测终端；补光分析模块根据第一光强信息、教室长度以及动态补光表分析获取标准可视光强并传递至控制模块；控制模块根据标准可视光强控制若干补光灯1亮灯。
另外，控制模块上集成功率调节单元；功率调节单元与若干补光灯1电连接，用于调节补光灯1的亮度；存储模块内预存储补光灯1的功率光强表；功率光强表内存储灯光功率以及灯光强区间；灯光强区间为距离补光灯1的距离为S范围内对应的光照强度区间，具体的，S的区间为10-20cm；灯光强区间与灯光功率一一对应；具体的，控制模块对比标准可视光强与功率光强表中的灯光功率以及灯光强区间获取应调灯光功率；功率调节单元根据应调灯光功率调解补光灯1的功率。
为进一步监测补光是否达到预期效果，教室前墙壁侧面的黑板2边缘安装第二光强度传感器；控制模块与第二光强度传感器电信号连接；第二光强度传感器检测第二光强信息并传递至控制模块；控制模块对比第二光强信息小于标准可视光强时，控制补光灯1的应调灯光功率增加浮动值；浮动值预存储在存储模块内。
另外，还包括移动控制端；移动控制端与补光调节终端无线通信连接；移动控制端用于传递或更新动态补光表、功率光强表以及浮动值至补光调节终端的存储模块，便捷实用。
请参阅图2所示，基于环境光以及可视距离检测的黑板动态补光方法，包括如下过程：
A00：光照监测终端控制距离传感器检测教室长度并传递至光照监测终端；具体的，A00前移动控制端用于传递或更新动态补光表、功率光强表以及浮动值至补光调节终端的存储模块；
A01：光照监测终端控制第一光强度传感器检测第一光强信息并传递至光照监测终端；
A02：补光分析模块根据第一光强信息、教室长度以及动态补光表分析获取标准可视光强并传递至控制模块；
A03：控制模块对比标准可视光强与功率光强表中的灯光功率以及灯光强区间获取应调灯光功率；
A04：功率调节单元根据应调灯光功率调解补光灯1的功率；
A05：第二光强度传感器检测第二光强信息并传递至控制模块；
A06：控制模块判断第二光强信息是否大于标准可视光强；若是，则执行A04；若否，则执行A07；
A07：控制模块控制补光灯1的应调灯光功率增加浮动值并传递至功率调节单元；具体的，动态补光表内预存储环境光强区间、距离区间以及标准可视光强；功率光强表内存储灯光功率以及灯光强区间；
A08：功率调节单元根据应调灯光功率以及浮动值调节补光灯1的功率。
本发明实际使用时，通过距离传感器检测教室长度并传递至光照监测终端，第一光强度传感器检测第一光强信息并传递至光照监测终端；补光分析模块根据第一光强信息、教室长度以及动态补光表分析获取标准可视光强并传递至控制模块；控制模块对比标准可视光强与功率光强表中的灯光功率以及灯光强区间获取应调灯光功率；功率调节单元根据应调灯光功率调解补光灯1的功率，实现不同光照情况下动态调整补光灯1的功率，便捷高效。
另外，第二光强度传感器检测第二光强信息并传递至控制模块，控制模块判断第二光强信息小于标准可视光强时，控制模块控制补光灯1的应调灯光功率增加浮动值并传递至功率调节单元；功率调节单元根据应调灯光功率以及浮动值调节补光灯1的功率，提高补光效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
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