CN103533713A

CN103533713A - 室内环境照度自动调节控制系统

Info

Publication number: CN103533713A
Application number: CN201310498521.XA
Authority: CN
Inventors: 刘锦辉; 王恒环
Original assignee: Changchun Railway Vehicles Co Ltd
Current assignee: CRRC Changchun Railway Vehicles Co Ltd
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2014-01-22

Abstract

室内环境照度自动调节控制系统属于室内灯光照度控制装置领域，该系统包括环境光感测模块、中心控制模块、人体红外感测模块、LED照明模块和电源模块；通过中心控制模块控制LED照明模块亮灭及发光亮度，环境光感测模块检测环境光的亮度，人体红外感测模块检测室内是否有人体信号，中心控制模块可以同时接收环境光感测模块和人体红外感测模块传来的感测信号。该控制系统能够实时检测光线较亮的房间的灯光照度值，同时，还能够实时监测较暗的房间是否有人员进入，并通过延时、渐进式的灯光照度控制方式，智能化的控制较暗的房间中的照明灯的照度变化，缩小两个房间之间的光强反差，大幅削弱和消除人眼的不适感，提高人感官的舒适度和适应速度。

Description

室内环境照度自动调节控制系统

技术领域

本发明属于室内灯光照度控制装置领域，具体涉及一种室内环境照度自动调节控制系统。

背景技术

随着我国社会发展和人民生活水平提高，对建筑照明系统提出了更高的要求。照明设计已不局限于简单照明，而向着多样化、智能化发展。不断发展的材料工艺及光电技术带来了层出不穷的新型照明元件及器具。照明元件与艺术元素的结合更使环境照明设计进入全新的时代领域。然而再好的照明器材和设计，如果没有现代的控制技术，便如死水失去了灵动，并且在许多场合无法充分满足人们的需求。因此现代照明控制技术已经成为当前建筑照明系统的核心技术，并在近年来取得了蓬勃的发展，主要发展方向为：智能化、微型化、模块化、网络化、人性化、遥感测控及系统集成。

很多时候，更衣室、地下室、居室卫生间等场所内的灯光亮度与其连通的其他场所的光线亮度反差非常大，人进入这类连通房间时，往往会因无法马上适应剧烈的环境光线变化而产生不适感。例如，当人从非常明亮的客厅进入居室卫生间时，可能因强烈的灯光亮度反差而感到昏暗甚至因暂时的视障而无法看清，另外，当人从非常昏暗的卧式进入居室卫生间时，又可能因强烈的光亮反差而感到炫目甚至头晕。同时，更衣室、地下室、居室卫生间等室内的照明灯通常采用传统的瞬时开启、瞬时关闭式照明开关，这些瞬时开关不属于灯光照度控制装置，无法人性化地自动调节灯光亮度，更不具备遥感测控、延时开、关等智能化的功能。

发明内容

为了解决现有室内的灯光亮度与其连通的其他房间反差非常大的场所，其室内照明灯通常采用传统的瞬时开启、关闭式照明开关，这些瞬时开关不属于灯光照度控制装置，无法人性化地自动调节灯光亮度，更不具备遥感测控、延时开、关等智能化的功能，而人进入这类连通房间时，往往会因无法马上适应剧烈的环境光线变化而产生不适感的技术问题，本发明提供一种室内环境照度自动调节控制系统。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

室内环境照度自动调节控制系统包括环境光感测模块、中心控制模块、人体红外感测模块、LED照明模块和电源模块；所述环境光感测模块与中心控制模块连接，其用于检测环境光的亮度，并将检测到的环境光亮度进行处理后传送给中心控制模块；所述人体红外感测模块与中心控制模块连接，其用于检测室内是否有人体信号，并将检测到的人体信号传送给中心控制模块；所述中心控制模块与LED照明模块连接，其用于接收环境光感测模块传来的环境光亮度和人体红外感测模块传来的人体信号，并根据人体信号发出控制电流信号给LED照明模块，该控制电流信号为渐变的打开电流信号或延时的关断电流信号，其渐变的打开电流信号的大小与环境光亮度的大小成正比；所述LED照明模块与中心控制模块连接，其用于接收中心控制模块发来的控制电流信号，并根据该控制电流信号打开或延时关断LED照明模块；当有人体进入室内时，LED照明模块根据收到的电流信号的大小点亮LED产生照度随环境光变化的照明光线，进而照亮卫生间；当人体离开室内时，LED照明模块根据收到的延时关断电流信号延时关闭LED；所述电源模块分别与环境光感测模块、中心控制模块、人体红外感测模块、LED照明模块连接，其用于为上述各模块提供电源。

本发明的工作原理是：该系统通过中心控制模块控制LED照明模块亮灭及发光亮度，中心控制模块可以同时接收环境光感测模块和人体红外感测模块传来的感测信号；其中人体红外感测模块安装在卫生间等室内，环境光感测模块安装在卫生间等的室外。平时系统待机，LED照明模块关断。当用户打开门进入室内时，人体红外感测模块检测到人体信号，确认有效后产生输出信号送到中心控制模块。中心控制模块接收到有效信号后，立即送出照明电流，该电流大小受环境光感测模块输出信号的控制，环境光越强，照明电流越大，反之变小。此电流送到LED照明模块，点亮LED产生照度随环境光变化的照明光线，从而照亮室内。这样当白天环境光很亮时，室内照度增强，人体进入室内会觉得很明亮，不会产生昏暗的感觉；而当夜晚环境光变得很暗时，室内照度随之降低，人体进入室内会觉得很舒适，不会因骤然进入过亮的场所而产生炫目刺眼的感觉。另外，该系统采用照度渐变控制技术，当灯光在夜间低照度情况下点亮或关灭时，会在一个合适的时间内缓慢渐亮或渐暗，而不会突然点亮或关灭，从而提供更舒适更人性化的用户宜居体验。当用户离开室内后，系统会自动延时一段时间，确认并无人体在检测区域内再启动关断动作。

本发明的有益效果是：该室内环境照度自动调节控制系统能够实时检测彼此连通且照明光线反差强烈的两个房间中光线较亮的房间的灯光照度值，同时，还能够实时监测另一个较暗的房间是否有人员进入，并通过延时、渐进式的灯光照度控制方式，智能化的控制较暗的房间中的照明灯的照度变化，缩小两个房间之间的光强反差，大幅削弱和消除人眼的不适感，提高人感官的舒适度和适应速度。该装置可以节约照明用电，其体积小巧，结构简单，性能可靠，电路成熟稳定，适于批量生产，此外该室内环境照度自动调节控制系统还具有结构简单实用，易于安装、维护和使用，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是本发明室内环境照度自动调节控制系统的结构框图；

图2是图1中的环境光感测模块的电路原理图；

图3是图1中的中心控制模块的电路原理图；

图4是图1中的人体红外感测模块的电路原理图；

图5是图1中的LED照明模块的电路原理图；

图6是图1中的电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的室内环境照度自动调节控制系统包括环境光感测模块、中心控制模块、人体红外感测模块、LED照明模块和电源模块；所述环境光感测模块与中心控制模块连接，其用于检测环境光的亮度，并将检测到的环境光亮度进行处理后传送给中心控制模块；所述人体红外感测模块与中心控制模块连接，其用于检测室内是否有人体信号，并将检测到的人体信号传送给中心控制模块；所述中心控制模块与LED照明模块连接，其用于接收环境光感测模块传来的环境光亮度和人体红外感测模块传来的人体信号，并根据人体信号发出控制电流信号给LED照明模块，该控制电流信号为渐变的打开电流信号或延时的关断电流信号，其渐变的打开电流信号的大小与环境光亮度的大小成正比；所述LED照明模块与中心控制模块连接，其用于接收中心控制模块发来的控制电流信号，并根据该控制电流信号打开或延时关断LED照明模块；当有人体进入室内时，LED照明模块根据收到的电流信号的大小点亮LED产生照度随环境光变化的照明光线，进而照亮卫生间；当人体离开室内时，LED照明模块根据收到的延时关断电流信号延时关闭LED；所述电源模块分别与环境光感测模块、中心控制模块、人体红外感测模块、LED照明模块连接，其用于为上述各模块提供电源。

如图2所示，本发明中的环境光感测模块主要利用光敏感元件RX对环境光进行检测。RX阻值与环境光强成正比。分压输出信号进入信号调理电路进行调理，滤除杂波及干扰信号后将检测到的环境光强信号进行放大、驱动处理后通过接插件P1送入下一级。

如图3所示，本发明中的人体红外感测模块使用热释电红外传感器进行人体检测。热释电红外传感器可以对人体发出的红外线波长进行有效检测，配合特定透镜可以将检测灵敏度调节到最佳水平。检测到的人体信号经过简单调理后送入JX进行处理和判断。如果信号判定为有效人体信号，则JX输出端第2脚立即输出一个高电平信号，此信号驱动三极管T1导通，输出人体报警信号，通过报警器接口输出到下一级处理。

如图4所示，本发明中的中心控制模块接收从环境光感测模块和人体红外感测模块输入来的有效信号并进行处理。从人体红外检测接口输入的有效信号首选被送入信号处理器进行信号处理，如果符合开通条件，则输出控制信号到输出回路和电流调节电路。电流调节电路根据环境光感测输入接口输入的有效环境光强信号来决定输出照明电流的大小。如果环境光光强高，则输出电流经过比例换算后也同时提高，从而提供更高的照度，避免视感昏暗，如果环境光光强低，则输出电流随之降低，进而降低照度，避免视觉炫目。同时输出回路在电流调节电路和信号处理器的控制下输出适当的照明电流给LED输出接口，并同时控制照度渐变及照明延迟。

如图5所示，本发明中的LED照明模块使用先进的大功率LED照明技术，在有限的空间下安排有10个大功率密度的LED照明元件。各个元件采用特殊的金属散热技术，从而提高功率密度，降低照明发热，提供更高的照明功率和照度指标。相比同类产品，本发明所使用的LED元件D具有更好的线性曲线及更高的电照度性能指标。整个照明模块通过LED输入接口接收从中心控制模块输出回路送来的照明电流，并根据要求将其转换为线性的照度。

如图6所示，本发明中的电源模块采用开关变换器将AC220V市电变换成两组+12V电源及一组+5V电源。两组+12V电源分别提供给中心控制模块和LED照明模块。+5V电源提供给人体红外感测模块及环境光感测模块，提供整机工作必不可少的电源。

本发明采用模块化设计，快速接插线缆化联接。其中环境光感测模块将其光敏元件检测来的光照强度转变成微弱的电流变化，这个电流变化输入到信号调理电路中，经过整形、抗感染、滤波、放大、驱动等步骤处理后形成稳定有效的环境光感测输出，送出到中心控制模块处理。中心控制模块接收光感输出信号后根据信号对内部电流调节器进行快速调节，以决定输出光电流强度。调节值通过输出模块进行镜像输出后产生稳定可靠的LED模块光电流。此电流流经LED照明模块，产生自动调节好的环境照度光线。人体红外感测模块利用热释电红外传感器检测人体红外信号，输出经过专业处理集成电路BISS0001进行处理后的有效信号输出给中心控制模块。电源是一个典型的开关电源，可以利用现成模块，也可以自行组装。

Claims

1.室内环境照度自动调节控制系统，其特征在于，该系统包括环境光感测模块、中心控制模块、人体红外感测模块、LED照明模块和电源模块；所述环境光感测模块与中心控制模块连接，其用于检测环境光的亮度，并将检测到的环境光亮度进行处理后传送给中心控制模块；所述人体红外感测模块与中心控制模块连接，其用于检测室内是否有人体信号，并将检测到的人体信号传送给中心控制模块；所述中心控制模块与LED照明模块连接，其用于接收环境光感测模块传来的环境光亮度和人体红外感测模块传来的人体信号，并根据人体信号发出控制电流信号给LED照明模块，该控制电流信号为渐变的打开电流信号或延时的关断电流信号，其渐变的打开电流信号的大小与环境光亮度的大小成正比；所述LED照明模块与中心控制模块连接，其用于接收中心控制模块发来的控制电流信号，并根据该控制电流信号打开或延时关断LED照明模块；当有人体进入室内时，LED照明模块根据收到的电流信号的大小点亮LED产生照度随环境光变化的照明光线，进而照亮卫生间；当人体离开室内时，LED照明模块根据收到的延时关断电流信号延时关闭LED；所述电源模块分别与环境光感测模块、中心控制模块、人体红外感测模块、LED照明模块连接，其用于为上述各模块提供电源。