CN103731949B - 一种楼道灯照明控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种楼道灯照明控制系统及方法，所述系统包括：安装于楼道口或楼梯口的感应探测单元以及安装于楼道灯一侧的控制单元，所述感应探测单元包括MCU处理子单元，所述MCU处理子单元分别连接有光敏传感子单元、超声波探测子单元及红外发送子单元；所述光敏传感子单元用于感应楼道照明光线强度，所述MCU处理子单元在判断楼道照明光线小于预设值的情况下启动所述超声波探测子单元发出超声波探测是否有人经过楼道，所述MCU处理子单元在判断到有人经过楼道时控制红外发送子单元向控制单元发送亮灯红外信号。本发明提高了楼道灯照明控制的可靠性，减少了用电资源的损耗及浪费，提高了能源的利用率，有利于节能环保。

Description

一种楼道灯照明控制系统及方法

技术领域

本发明涉及灯具控制技术领域，尤其是涉及一种楼道灯照明控制系统及方法。

背景技术

在公共照明环境例如楼道灯中，常常需要智能控制灯的点亮或熄灭，以节省用电资源，达到环保的目的。现有的楼道灯管理装置一般使用声音传感器，其通过感应灯感应到人进入楼道后人为制造的噪声，从而控制灯亮及延时控制。

然而，现有的楼道灯照明控制方法具有局限性，例如打雷下雨，风吹草动，乃至外面的汽笛声，都会导致楼道灯照明控制系统误判，即楼道灯照明控制系统受到外界声音的干扰而点亮楼道灯，从而造成用电资源的损耗及浪费。故该通过感应声音的楼道灯照明控制方法的不但可靠性不高，而且会造成用电资源的损耗及浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：通过感应声音的楼道灯照明控制方法可靠性不高，而且会造成用电资源的损耗及浪费。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种楼道灯照明控制系统，包括：安装于楼道口或楼梯口的感应探测单元以及安装于楼道灯一侧的控制单元，所述感应探测单元包括MCU处理子单元，所述MCU处理子单元分别连接有光敏传感子单元、超声波探测子单元及红外发送子单元；

所述光敏传感子单元用于感应楼道照明光线强度，所述MCU处理子单元在判断楼道照明光线小于预设值的情况下启动所述超声波探测子单元发出超声波探测是否有人经过楼道，当所述超声波探测子单元探测判断到有人经过楼道时，所述MCU处理子单元控制红外发送子单元向控制单元发送亮灯红外信号，从而使得控制单元控制点亮楼道灯。

进一步，在上述楼道灯照明控制系统中，所述控制单元进一步包括：

MCU子单元及红外接收子单元，所述MCU子单元通过红外接收子单元接收到感应探测单元发送的亮灯红外信号，控制控制点亮楼道灯，并控制楼道灯在点亮维持预定的延时时间之后熄灭。

进一步，在上述楼道灯照明控制系统中，所述感应探测单元还包括用于给MCU处理子单元供电的第一供电单元，所述第一供电单元包括第一充电电池、第一充电电路及第一开关电路，所述第一充电电池用于给MCU处理子单元供电，且所述MCU处理子单元在检测到该第一充电电池电量低于阈值时，切换第一开关电路，使得市电作用于第一充电电路而对第一充电电池充电。

进一步，在上述楼道灯照明控制系统中，所述控制单元还包括用于给MCU子单元供电的第二供电单元，所述第二供电单元包括第二充电电池、第二充电电路及第二开关电路，所述第二充电电池用于给MCU子单元供电，且所述MCU子单元在检测到该第二充电电池电量低于阈值时，切换第二开关电路，使得市电作用于第二充电电路而对第二充电电池充电。

进一步，在上述楼道灯照明控制系统中，所述超声波探测子单元进一步包括：

用于驱动超声波收发探测器工作的超声波驱动电路；及

用于产生超声波并接收超声波的回波信号的超声波收发探测器。

进一步，在上述楼道灯照明控制系统中，所述MCU处理子单元检测超声波接收的回波信号时间差是否有相同，从而判断所探测楼道或楼梯区域是否有人经过。

本发明还提供一种楼道灯照明控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：安装于楼道口或楼梯口的感应探测单元通过光敏传感子单元感应楼道照明光线强度；

步骤S2：所述感应探测单元的MCU处理子单元根据该光敏传感子单元感测的光线强度值来判断楼道当前光照是否较低，并在判断楼道当前光照较低的情况下启动超声波探测子单元发出超声波探测是否有人经过楼道；

步骤S3：当所述MCU处理子单元根据超声波探测子单元的探测信号判断有人经过楼道时，所述MCU处理子单元通过红外发送子单元向安装于楼道灯一侧的控制单元发送亮灯红外信号；

步骤S4：所述控制单元通过红外接收子单元接收该亮灯红外信号，并通过MCU子单元控制点亮楼道灯。

进一步，在上述楼道灯照明控制方法中，所述步骤S2具体包括：

步骤S201：所述MCU处理子单元将该光敏传感子单元的光线强度感测值与预设值比较，判断楼道当前光照是否光照较低，若是，则进入步骤S202；若否，则所述MCU处理子单元进入低功耗的状态；

步骤S202：所述MCU处理子单元启动超声波探测子单元向楼道探测区域发射超声波信号并接收回波信号；

步骤S203：所述MCU处理子单元根据超声波接收的回波信号时间差判断该楼道探测区域是否有人经过。

进一步，在上述楼道灯照明控制方法中，所述步骤S2之前还包括：

所述MCU处理子单元检测其第一供电单元的第一充电电池的电量是否低于阈值，并在第一充电电池的电量低于阈值时切换第一开关电路使得市电作用于第一充电电路而对第一充电电池充电；

该第一充电电池完成充电后，该第一开关电路断开市电与第一充电电路的连通。

进一步，在上述楼道灯照明控制方法中，所述步骤S4之前包括：

所述控制单元的MCU子单元检测其第二供电单元的第二充电电池的电量是否低于阈值，并在第二充电电池的电量低于阈值时切换第二开关电路使得市电作用于第二充电电路而对第二充电电池充电；

该第二充电电池完成充电后，该第二开关电路断开市电与第二充电电路的连通。

进一步，在上述楼道灯照明控制方法中，所述步骤S4之后包括：

所述控制单元的MCU子单元控制楼道灯在点亮维持预定的延时时间之后熄灭。

本发明一种楼道灯照明控制系统及方法提高了楼道灯照明控制的可靠性，减少了用电资源的损耗及浪费，提高了能源的利用率，有利于节能环保。

附图说明

图1为本发明楼道灯照明控制系统一实施例的原理结构示意图；

图2为图1中第一供电单元的结构示意图；

图3为图1中超声波探测子单元的结构示意图；

图4为图1中第二供电单元的结构示意图；

图5为本发明楼道灯照明控制系统一应用环境示意图；

图6为本发明楼道灯照明控制系统另一应用环境示意图；

图7为本发明楼道灯照明控制方法一实施例的流程示意图；

图8为图7中步骤S2的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一种楼道灯照明控制系统及方法的优选实施例。

本发明楼道灯照明控制系统及方法通过感应楼道照明光线强度，并楼道照明光线强度较弱的情况下来超声探测是否有人经过楼道，从而实时地控制楼道灯的点亮，并在延时照明后自动熄灭。该方法避免了楼道灯受到外界声音的干扰而误判点亮楼道灯照明，提高了楼道灯照明控制的可靠性，减少了用电资源的损耗及浪费，提高了能源的利用率，有利于节能环保。

请参阅图1，图1为本发明楼道灯照明控制系统一实施例的原理结构示意图。

本发明楼道灯照明控制系统包括安装于楼道口或楼梯口的感应探测单元10以及安装于楼道灯一侧的控制单元20，所述感应探测单元10包括MCU处理子单元102，所述MCU处理子单元102分别连接有光敏传感子单元104、超声波探测子单元106及红外发送子单元108，所述光敏传感子单元104用于感应楼道照明光线强度，所述MCU处理子单元102在判断楼道照明光线小于预设值的情况下启动所述超声波探测子单元106发出超声波探测是否有人经过楼道，当所述超声波探测子单元106探测判断到有人经过楼道时，所述MCU处理子单元102控制红外发送子单元108向控制单元20发送亮灯红外信号，从而使得控制单元20控制点亮楼道灯。

其中，所述控制单元20进一步包括：MCU子单元202及红外接收子单元204，所述MCU子单元202通过红外接收子单元204接收到感应探测单元10发送的亮灯红外信号，控制控制点亮楼道灯，并控制楼道灯在点亮维持预定的延时时间之后熄灭，从而减少了用电资源的损耗及浪费。

请一并参阅图2，所述感应探测单元10还包括第一供电单元103，所述第一供电单元103连接于MCU处理子单元102，用于给MCU处理子单元102供电。所述第一供电单元103包括第一充电电池1032、第一充电电路1034及第一开关电路1036，所述第一充电电池1032用于给MCU处理子单元102供电，且所述MCU处理子单元102在检测到该第一充电电池1032电量低于阈值时，切换第一开关电路1036，使得市电作用于第一充电电路1034而对第一充电电池1032充电，当该第一充电电池1032完成充电后，该第一开关电路1036断开市电与第一充电电路1034的连通，从而不会导致市电额外的开销，进一步减少用电资源的损耗及浪费。

相应地，请一并参阅图4，所述控制单元20还包括第二供电单元203，所述第二供电单元203连接于MCU子单元202，用于给MCU子单元202供电。所述第二供电单元203包括第二充电电池2032、第二充电电路2034及第二开关电路2036，所述第二充电电池2032用于给MCU子单元202供电，且所述MCU子单元202在检测到该第二充电电池2032电量低于阈值时，切换第二开关电路2036，使得市电作用于第二充电电路2034而对第二充电电池2032充电，当该第二充电电池2032完成充电后，该第二开关电路2036断开市电与第二充电电路2034的连通。

所述光敏传感子单元104为光敏传感器，其用于感测楼道照明光线强度。由于光照的不同，光敏传感器会产生不同的阻值，从而产生不一样的模拟电流并作为A/D模块的输入，而所述MCU处理子单元102将该光敏传感子单元104的光线强度感测值与预设值比较，来判断楼道当前光照是否光照较低，例如当前是白天还是黑夜，从而控制决定超声波探测子单元106是否启动工作。当该光敏传感子单元104判断到楼道当前光照充足即白天时，所述MCU处理子单元102及MCU子单元202均处于低功耗状态，保证MCU处理子单元102及MCU子单元20295％以上的时间处于低功耗，而不到5％的时间处理任务，有利于提高节能效果。

请一并参阅图3，所述超声波探测子单元106进一步包括超声波驱动电路1062及超声波收发探测器1064，所述超声波驱动电路1062用于驱动超声波收发探测器1064工作，所述超声波收发探测器1064用于产生超声波并接收超声波的回波信号，其包括用于发射超声波信号的超声波发射探头(图未示)及用于接收超声波信号的接收探头(图未示)。所述MCU处理子单元102检测超声波接收的回波信号时间差是否有相同，当楼道或楼梯在无人经过平静时及有人经过时，所述超声波收发探测器1064采集的回波时间差跟楼道或楼梯在无人经过平静时的回波时间差不一样，从而MCU处理子单元102判断所探测楼道或楼梯区域有人经过。

请一并参阅图5及图6，本发明楼道灯照明控制系统可应用于两种环境模式，即楼道模式及楼梯模式。

在图5的楼道模式中，多个楼道灯(图未示)间隔设于顶壁I上，每一楼道灯周围设有一控制单元20，该楼道灯下方的侧壁II上对应安装有感应探测单元10，所述感应探测单元10感应楼道照明光线强度以及通过超声波探测是否有人经过楼道，当感应探测单元10探测到有人经过楼道时发送亮灯红外信号，所述控制单元20接收到该亮灯红外信号后控制点亮楼道灯，并楼道灯在延时照明一段时间后自动熄灭。

在图6的楼梯模式中，楼道灯(图未示)安装于住户门口I’，控制单元20安装于楼道灯周围，而感应探测单元10安装于该楼层下方的楼梯入口II’。这样，当有人上楼走到该楼梯入口II’时，该感应探测单元10感应到有人经过楼道时发送亮灯红外信号给住户门口I’的控制单元20，所述控制单元20接收到该亮灯红外信号后控制点亮楼道灯，并楼道灯在延时照明一段时间后自动熄灭，从而起到环保节能的智能照明的作用。

请参阅图7，图7为本发明楼道灯照明控制方法实施例的流程示意图。本发明楼道灯照明控制方法包括以下步骤：

步骤S1：安装于楼道口或楼梯口的感应探测单元通过光敏传感子单元感应楼道照明光线强度；

步骤S2：所述感应探测单元的MCU处理子单元根据该光敏传感子单元感测的光线强度值来判断楼道当前光照是否较低，并在判断楼道当前光照较低的情况下启动超声波探测子单元发出超声波探测是否有人经过楼道；

步骤S3：当所述MCU处理子单元根据超声波探测子单元的探测信号判断有人经过楼道时，所述MCU处理子单元通过红外发送子单元向安装于楼道灯一侧的控制单元发送亮灯红外信号；

步骤S4：所述控制单元通过红外接收子单元接收该亮灯红外信号，并通过MCU子单元控制点亮楼道灯。

其中，所述步骤S1中，所述光敏传感子单元为光敏传感器，其安装于楼道口或楼梯口，用于感测楼道照明光线强度。由于光照的不同，光敏传感器会产生不同的阻值，从而产生不一样的模拟电流并作为A/D模块的输入。

所述步骤S2之前还包括：

所述MCU处理子单元检测其第一供电单元的第一充电电池的电量是否低于阈值，并在第一充电电池的电量低于阈值时切换第一开关电路使得市电作用于第一充电电路而对第一充电电池充电；

该第一充电电池完成充电后，该第一开关电路断开市电与第一充电电路的连通。

请参阅图8，所述步骤S2具体包括：

步骤S201：所述MCU处理子单元将该光敏传感子单元的光线强度感测值与预设值比较，判断楼道当前光照是否光照较低，若是，则进入步骤S202；若否，则所述MCU处理子单元进入低功耗的状态；例如当前是白天还是黑夜，白天是不需要楼道灯照明。

步骤S202：所述MCU处理子单元启动超声波探测子单元向楼道探测区域发射超声波信号并接收回波信号；

步骤S203：所述MCU处理子单元根据超声波接收的回波信号时间差判断该楼道探测区域是否有人经过。

所述步骤S4之前包括：

所述控制单元的MCU子单元检测其第二供电单元的第二充电电池的电量是否低于阈值，并在第二充电电池的电量低于阈值时切换第二开关电路使得市电作用于第二充电电路而对第二充电电池充电；

该第二充电电池完成充电后，该第二开关电路断开市电与第二充电电路的连通。

所述步骤S4之后包括：

所述控制单元的MCU子单元控制楼道灯在点亮维持预定的延时时间之后熄灭。

相比于现有技术，本发明一种楼道灯照明控制系统及方法通过感应楼道照明光线强度，并楼道照明光线强度较弱的情况下来超声探测是否有人经过楼道，从而实时地控制楼道灯的点亮，并在延时照明后自动熄灭，从而提高了工作的可靠性，从根本上解决现有的楼道灯控制系统容易受到外界声音的干扰而误判点亮楼道灯的技术问题，设计更加人性化；同时，本发明一种楼道灯照明控制系统及方法引入了充电电路和MCU低功耗的设计思路，节省额外用电开销，更加环保。

综上所述，本发明一种楼道灯照明控制系统及方法提高了楼道灯照明控制的可靠性，减少了用电资源的损耗及浪费，提高了能源的利用率，有利于节能环保。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种楼道灯照明控制系统，其特征在于，所述系统包括：安装于楼道口或楼梯口的感应探测单元以及安装于楼道灯一侧的控制单元，所述感应探测单元包括MCU处理子单元，所述MCU处理子单元分别连接有光敏传感子单元、超声波探测子单元及红外发送子单元；

所述光敏传感子单元用于感应楼道照明光线强度，所述MCU处理子单元在判断楼道照明光线小于预设值的情况下启动所述超声波探测子单元发出超声波探测是否有人经过楼道，当所述超声波探测子单元探测判断到有人经过楼道时，所述MCU处理子单元控制红外发送子单元向控制单元发送亮灯红外信号，从而使得控制单元控制点亮楼道灯；

所述控制单元进一步包括：

MCU子单元及红外接收子单元，所述MCU子单元通过红外接收子单元接收到感应探测单元发送的亮灯红外信号，控制点亮楼道灯，并控制楼道灯在点亮维持预定的延时时间之后熄灭；

所述感应探测单元还包括用于给MCU处理子单元供电的第一供电单元，所述第一供电单元包括第一充电电池、第一充电电路及第一开关电路，所述第一充电电池用于给MCU处理子单元供电，且所述MCU处理子单元在检测到该第一充电电池电量低于阈值时，切换第一开关电路，使得市电作用于第一充电电路而对第一充电电池充电；

所述控制单元还包括用于给MCU子单元供电的第二供电单元，所述第二供电单元包括第二充电电池、第二充电电路及第二开关电路，所述第二充电电池用于给MCU子单元供电，且所述MCU子单元在检测到该第二充电电池电量低于阈值时，切换第二开关电路，使得市电作用于第二充电电路而对第二充电电池充电。

2.根据权利要求1所述的楼道灯照明控制系统，其特征在于，所述超声波探测子单元进一步包括：

用于驱动超声波收发探测器工作的超声波驱动电路；及

用于产生超声波并接收超声波的回波信号的超声波收发探测器。

3.根据权利要求2所述的楼道灯照明控制系统，其特征在于，所述MCU处理子单元检测超声波接收的回波信号时间差是否有相同，从而判断所探测楼道或楼梯区域是否有人经过。

4.一种楼道灯照明控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：安装于楼道口或楼梯口的感应探测单元通过光敏传感子单元感应楼道照明光线强度；

步骤S2：所述感应探测单元的MCU处理子单元根据该光敏传感子单元感测的光线强度值来判断楼道当前光照是否较低，并在判断楼道当前光照较低的情况下启动超声波探测子单元发出超声波探测是否有人经过楼道；

步骤S3：当所述MCU处理子单元根据超声波探测子单元的探测信号判断有人经过楼道时，所述MCU处理子单元通过红外发送子单元向安装于楼道灯一侧的控制单元发送亮灯红外信号；

步骤S4：所述控制单元通过红外接收子单元接收该亮灯红外信号，并通过MCU子单元控制点亮楼道灯；

所述步骤S2之前还包括：

所述MCU处理子单元检测其第一供电单元的第一充电电池的电量是否低于阈值，并在第一充电电池的电量低于阈值时切换第一开关电路使得市电作用于第一充电电路而对第一充电电池充电；

该第一充电电池完成充电后，该第一开关电路断开市电与第一充电电路的连通；

所述步骤S4之前包括：

所述控制单元的MCU子单元检测其第二供电单元的第二充电电池的电量是否低于阈值，并在第二充电电池的电量低于阈值时切换第二开关电路使得市电作用于第二充电电路而对第二充电电池充电；

该第二充电电池完成充电后，该第二开关电路断开市电与第二充电电路的连通。

5.根据权利要求4所述的楼道灯照明控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S201：所述MCU处理子单元将该光敏传感子单元的光线强度感测值与预设值比较，判断楼道当前光照是否光照较低，若是，则进入步骤S202；若否，则所述MCU处理子单元进入低功耗的状态；

步骤S202：所述MCU处理子单元启动超声波探测子单元向楼道探测区域发射超声波信号并接收回波信号；

步骤S203：所述MCU处理子单元根据超声波接收的回波信号时间差判断该楼道探测区域是否有人经过。

6.根据权利要求4所述的楼道灯照明控制方法，其特征在于，所述步骤S4之后包括：

所述控制单元的MCU子单元控制楼道灯在点亮维持预定的延时时间之后熄灭。