CN103354686B - 一种自适应应急照明系统 - Google Patents

Abstract

一种自适应应急照明系统，其特征是包括开关（C1）、发光驱动装置（C2）、发光装置（C3）、信号放大滤波电路（C4），模数转换AD装置（C5）。单片机及记忆装置（C6）和储能装置（C7）。本自适应应急照明系统通过AD转换器和MCU以及存储器来存储测量电路中的微弱电信号。通过测量记忆过程后，就可通过比对，来判断是否停电。这种方式以现场测试的信号强度，来作为比对的标准，因此能适应不同的环境，解决了误动作的问题。

Description

一种自适应应急照明系统

所属技术领域

本发明涉及一种可通过AD模数转换器，测量比对电路中微小电信号的自适应应急照明系统。

背景技术

传统应急照明系统从控制方式来说通常分为两大类，一类是普通类，该类应急照明系统通过布置特定的应急线路来实现停电时的应急功能。这种应急系统，需布置专门的供电线路，并且使用特定的灯具。这种应急照明系统，只能在应急时使用，不能作为普通灯具使用，造成相当的资源浪费。由于安装复杂，安装费用高，这种系统只能使用在一般公共建筑中。对于普通家庭来说，这样的应急照明系统很不实用。

另一类应急照明系统，通过放大电路中的微小电信号，然后通过比较器或单片机（MCU）来判定是否停电。这种方式的优点是，无需布置特别的应急线路。可以直接用这种照明系统来代替普通的照明灯具，实现应急功能。但这种方式，也有一些缺点：由于照明系统的使用环境差异，电路中的微小信号幅度不同。使得判别是否停电有困难，经常会有误动作。在无需应急的情况，点亮照明系统，造成浪费。

发明内容

本发明所要解决的是针对第二类应急照明系统，不能适应各种使用环境， 在不同环境下，容易误判停电的问题，提供一种自适应应急照明系统。通过AD模数转换器，测量比对电路中的微小电信号来判别是否停电，从而达到在停电时，自动启动应急照明系统的功能。该系统还具备自适应的功能，在复杂情况保证不误动作，停电时又能可靠启动。

本发明是使用AD模数转换器来测量比对电路中的微小电信号来判定是否停电。并且具备自适应的功能。在该照明系统安装完毕后，系统中的单片机将进行一次基本参数测量。测量目前环境下的电信号的幅度，并存储起来。该数据将作为系统的比对数据。当测试到环境下的电信号的强度，低于比对值时，判定停电。通过这样的学习记忆过程，本发明能适应各种不同的环境，无论在什么环境下都能可靠判断是否停电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自适应应急照明系统，包括开关C1、发光驱动装置C2、发光装置C3、信号放大滤波电路C4，模数转换AD装置C5。单片机及记忆装置C6和储能装置C7。交流电通过开关C1的输出端分别和发光驱动装置C2和信号放大滤波电路C4的输入端连接，信号放大滤波电路C4的信号输出端连接模数转换AD装置C5的信号输入端，模数转换AD装置C5的信号输出端接单片机及记忆装置C6，单片机及记忆装置C6的信号输出端和发光驱动装置C2连接，发光驱动装置C2和发光装置C3相连。

所述发光驱动装置C2为可控硅的开关电路，或者为直流驱动电路。

所述发光驱动装置C2包括一个AC-DC转换模块和DC-DC的恒流模块。AC-DC转换模块由型号为IW1676降压驱动芯片组成的恒压输入电路构成，DC-DC恒流电路为采用型号为SY7201的恒流DC—DC芯片组成的电路。单片机及记忆装置C6的控制端连接恒流DC—DC芯片的调光脚，从而控制应急照明系统的开关，充 电控制电路为型号为YB5056的充电电路芯片，给电池进行充电。

所述信号放大滤波电路C4包括由型号为LM358的运放芯片构成的两级放大电路以及RC滤波电路和，放大后的信号，经RC滤波电路，变成直流信号，给数转换AD装置C5进行模数转换。

所述单片机及记忆装置C6的单片机为型号为SN8P2711的单片机，该单片机自带12位AD转换器，单片机及记忆装置C6的记忆装置为型号为24C02的存储器。

本发明的有益效果是：

本发明的自适应应急照明系统，可以适应复杂的使用环境。在不同的环境下，开关关闭时，线路上的微弱电信号的电平差别很大。如果以一个固定值来判断是否停电，可能会发生误动作。在环境电信号较弱的环境下，开关关闭，系统可能认为停电，而启动应急照明。而本发明，不是用一个固定的值来判断是否停电。通过一个学习过程，本发明能记忆环境的电信号强度，以该值来判断是否停电。这样解决了不同环境，应急启动灵敏不同的问题。

附图说明：

图1是本发明的一种使用AD转换器的自适应应急照明系统的框图。

图2是本发明的发光驱动装置的电路原理图。

图3是本发明的模数转换AD装置C5及单片机及记忆装置C6的电路原理图。

图4是本发明的信号放大滤波电路C4的电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1至图4，一种自适应应急照明系统，包括开关C1、发光驱动装置C2、发光装置C3、信号放大滤波电路C4，模数转换AD装置C5。单片机及记忆装置C6和储能装置C7。交流电通过开关C1的输出端分别和发光驱动装置C2和信号放大滤波电路C4的输入端连接，信号放大滤波电路C4的信号输出端连接模数转换AD装置C5的信号输入端，模数转换AD装置C5的信号输出端接单片机及记忆装置C6，单片机及记忆装置C6的信号输出端和发光驱动装置C2连接，发光驱动装置C2和发光装置C3相连，点亮光源。储能装置C7和发光驱动装置C2，在应急状态下，向发光驱动装置C2供电。

使用AD模数转换器来测量比对线路中的微弱电信号。

系统具备学习功能，可以将特定环境中的电信号强度记忆下来，并且将其作为基准，来判定是否停电。

采用单片机MCU来进行AD测量。并且通过存储器或单片机MCU自带的存储器存储基准信息。

本发明包括一个储能装置，在停电时提供应急照明。

所述发光驱动装置C2为可控硅的开关电路，或者为直流驱动电路。

所述发光驱动装置C2包括一个AC-DC转换模块和DC-DC的恒流模块。AC-DC转换模块由型号为IW1676降压驱动芯片组成的恒压输入电路构成，DC-DC恒流电路为采用型号为SY7201的恒流DC—DC芯片组成的电路。单片机及记忆装置C6的控制端连接恒流DC—DC芯片的调光脚，从而控制应急照明系统的开关，充电控制电路为型号为YB5056的充电电路芯片，给电池进行充电。

所述信号放大滤波电路C4包括由型号为LM358的运放芯片构成的两级放 大电路以及RC滤波电路和，放大后的信号，经RC滤波电路，变成直流信号，给数转换AD装置C5进行模数转换。

所述单片机及记忆装置C6的单片机为型号为SN8P2711的单片机，该单片机自带12位AD转换器，单片机及记忆装置C6的记忆装置为型号为24C02的存储器。

本发明的工作原理和工作过程为：

交流电通过开关C1，给发光驱动装置C2供电。而发光驱动装置C2受到单片机及记忆装置C6控制。在开关C1闭合的情况下，发光驱动装置C2除向发光装置C3供电外，还向储能装置C7进行充电。这时，本发明就是一个和普通照明系统一样给人们提供普通的照明。

开关C1的还将电信号传给信号放大滤波电路C4。

开关C1关闭但并非停电的情况，信号放大滤波电路C4将线路中的微弱电信号放大，传给模数转换AD装置C5，模数转换AD装置C5将信号转为数字信号后，传给单片机及记忆装置C6，单片机及记忆装置C6通过比较该信号和存储的信号，判断是正常的开关动作，而不是停电。单片机及记忆装置C6控制发光驱动装置C2不向发光装置C3供电。这时，应急照明系统正常关闭，和普通照明系统一样。

无论在交流开关C1在开通和关闭的情况下，如果发生停电，线路中的电信号非常弱，单片机及记忆装置C6从模数转换AD装置C5获得的信号将低于存储在存储器上的信号，单片机及记忆装置C6判断是停电。单片机及记忆装置C6发出信号给发光驱动装置C2，C2将使用储能装置C7，向发光装置C3供电，从而启动应急照明。

不同的环境，在停电的情况下，线路中的微弱电信号幅度也不同，因此不同的环境因使用不同的基准来判断是否停电。但是出厂时，又不可能知道现场的信号幅度。为了解决这个问题，本发明提供一个学习自适应过程。在使用时，通过在规定的时间内，连续打开关闭交流开关来触发学习供能。本发明，会将现场测试到的数据保存下来，作为判断停电或交流开关的基准。这样就解决了不同环境，电信号幅度不同，引发的误动作问题。

本发明中的信号放大滤波电路C4，在开关C1关闭的情况，将电路中的微弱电信号，放大并滤波，然后将信号传给模数转换AD装置C5。模数转换AD装置C5将模拟信号转为数字信号，传给单片机及记忆装置C6。单片机及记忆装置C6，将数字信号和存储在存储器中的数字进行比对，判断是否停电还是正常的开关灯动作。如果是停电，则发出控制信号给发光驱动装置C2。发光驱动装置C2使用储能装置C7来供电给来发光装置C3。

初次安装该应急系统时，进入自适应学习过程。开关C1的关闭，开通，以及停电，信号放大滤波电路C4都会输出不同电平的信号给模数转换AD装置C5，单片机及记忆装置C6存储模数转换AD装置C5传来的数字信号，并记忆下来。这样完成了一次自动学习的过程。在以后的使用过程中，单片机MCU会比对模数转换AD装置C5传来的数据和记忆的数据，从而可以可靠地判断是正常的开关还是停电。

发光驱动装置C2，可以是可控硅的开关电路交流直接驱动光源，也可是如图2的一种，直流驱动电路，驱动LED等直流工作的光源。该装置可以由一个AC-DC转换模块和DC-DC的恒流模块构成。AC-DC可采用由型号为IW1676降压驱动芯片组成的恒压输入电路构成，DC-DC恒流电路可采用SY7201的恒流DCDC 芯片组成的电路。单片机及记忆装置C6控制SY7201的调光脚，从而控制应急照明系统的开关。充电控制电路可以采用YB5056芯片，给电池进行充电。

信号放大滤波电路C4可以采用运放LM358构成的两级放大电路。放大后的信号，经RC滤波电路，变成直流信号，给数转换AD装置C5进行模数转换。

单片机及记忆装置C6及模数转换AD装置C5，可以采用自带AD转换器和存储器的单片机MCU。如ＡＴＭＥＧＡ8等芯片。这样单片机及记忆装置C6及模数转换AD装置C5的功能可以由一个单片机MCU来实现。也可如图3，采用普通带AD转换器的单片机MCU加存储器的方式。在图3中，单片机MCU单片机采用SN8P2711，该单片机自带12位AD转换器，存储器采用24C02.单片机进行AD转换，在学习时，将接受到的信号送给24C02存储。正常工作时，单片机MCU将信号放大滤波电路C4过来的信号进行转换，同存储在24C02中的信号进行比较，判断是否是停电。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (1)

1.一种自适应应急照明系统，其特征是包括开关（C1）、发光驱动装置（C2）、发光装置（C3）、信号放大滤波电路（C4），模数转换AD装置（C5），单片机及记忆装置（C6）和储能装置（C7）；交流电通过开关（C1）的输出端分别和发光驱动装置（C2）和信号放大滤波电路（C4）的输入端连接，信号放大滤波电路（C4）的信号输出端连接模数转换AD装置（C5）的信号输入端，模数转换AD装置（C5）的信号输出端接单片机及记忆装置（C6），单片机及记忆装置（C6）的信号输出端和发光驱动装置（C2）连接，发光驱动装置（C2）和发光装置（C3）相连；所述发光驱动装置（C2）包括一个AC-DC转换模块和DC-DC的恒流模块； DC-DC恒流电路为采用型号为SY7201的恒流DC—DC芯片组成的电路；单片机及记忆装置（C6）的控制端连接恒流DC—DC芯片的调光脚，从而控制应急照明系统的开关，充电控制电路为型号为YB5056的充电电路芯片，给储能装置（C7）进行充电；所述信号放大滤波电路（C4）包括由型号为LM３５８的运放芯片构成的两级放大电路以及RC滤波电路，放大后的信号，经RC滤波电路，变成直流信号，给模数转换AD装置（C5）进行模数转换；所述单片机及记忆装置（C6）的单片机为型号为SN8P2７11的单片机，单片机及记忆装置（C6）的记忆装置为型号为24C02的存储器；开关（C1）关闭但并非停电的情况，信号放大滤波电路（C4）将线路中的微弱电信号放大，传给模数转换AD装置（C5），模数转换AD装置（C5）将信号转为数字信号后，传给单片机及记忆装置（C6），单片机及记忆装置（C6）通过比较该信号和存储的信号，判断是正常的开关动作，而不是停电；单片机及记忆装置（C6）控制发光驱动装置（C2）不向发光装置（C3）供电；这时，应急照明系统正常关闭，和普通照明系统一样；在使用时，通过在规定的时间内，连续打开关闭交流开关来触发学习功能；将现场测试到的数据保存下来，作为判断停电或打开关闭交流开关的基准； AC-DC采用由型号为IW1676降压驱动芯片组成的恒压输入电路构成，所述恒压输入电路输入电压恒定。