CN104066240B - 一种智能唤醒灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能唤醒灯具，包括供电模块、控制模块、LCD显示屏、LED背光模块、闹钟唤醒控制模块、亮温调整模块、语音控制模块、第一LED灯和第二LED灯；通过控制模块控制LED背光模块亮灭，输出对应的数据信号控制亮温调整模块的调整状态、以及输出对应的语音控制信号控制语音控制模块的响铃状态；亮温调整模块将数据信号转换为周期脉冲信号分别控制第一LED灯和第二LDE灯的亮灭、亮度与色温的比例、以及亮度与色温的渐变状态；能根据用户的需求调整灯的亮度和色温并实现渐变效果，在预设时间自动开关LED灯、并控制亮度和色温逐渐变高或变低，使视网膜逐渐适应光线变化，保护视网膜。

Description

一种智能唤醒灯具

技术领域

本发明涉及灯具控制领域，特别涉及一种智能唤醒灯具。

背景技术

现有的照明灯具，一般通过开关控制灯亮灭，照明的亮度和色温通常不可调节，保持固定的功率消耗。但是，环境亮度是不断变化的，在光线较亮时，灯具的灯光亮势必产生一定的功率浪费；在无光线时，灯具当前的照明效果可能较差。如何根据用户需求改变灯具照明的效果是灯具发展的重要研究方向之一。

现有的灯具可通过不同开关的切换来改变灯的亮度和色温，或通过额外的控制器来实现亮度和色温调节；其需铺设对应的控制线、增加了灯具安装的难度，且成本较高。

同时，现有灯具开关时，灯光的亮灭速度很快。若用户在较暗的环境开灯，突然的强光反而容易使用户出现短暂的视觉失明，影响视觉效果。并且，用户在起床或睡觉时亮灭灯具，视觉明暗程度差别较大，光线的亮度突变影响视网膜的敏感度，带来较差的照明效果。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种智能唤醒灯具，能根据用户的需求调整灯的亮度和色温，在预设时间自动开关灯具、并控制亮度和色温逐渐变高或变低，使视网膜逐渐适应光线变化，保护视网膜。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种智能唤醒灯具，其包括供电模块、控制模块、LCD显示屏、LED背光模块、闹钟唤醒控制模块、亮温调整模块、语音控制模块、第一LED灯和第二LED灯；所述供电模块连接外部的电源适配器、控制模块、LED背光模块、闹钟唤醒控制模块、亮温调整模块和语音控制模块，所述控制模块连接供电模块、LCD显示屏、LED背光模块、闹钟唤醒控制模块、亮温调整模块和语音控制模块；

供电模块将电源适配器输出的电源电压转换成第一电压和第二电压，并提供内部电池供电，还输出控制信号启闭控制模块；控制模块根据输入的按键指令控制LCD显示屏显示，控制LED背光模块亮灭，输出对应的数据信号在预设时间自动控制亮温调整模块的工作状态和调整状态，以及输出对应的语音控制信号控制语音控制模块的响铃状态；所述亮温调整模块将数据信号转换为周期脉冲信号分别控制第一LED灯和第二LDE灯的亮灭、亮度与色温的比例、以及亮度与色温的渐变状态；所述语音控制模块根据语音控制信号控制喇叭的铃声大小及响铃方式；所述第一LED灯被点亮时发出黄光，第二LED灯被点亮时发出白光。

所述的智能唤醒灯具中，所述供电模块包括接口、磁环电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第一磁珠、降压芯片、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和内部电池；所述接口的第1端连接其第2端和磁环电感的第端，接口的第3端连接磁环电感的第端，磁环电感的第端连接第一二极管的正极和第一电阻的一端，所述磁环电感的第端接地，所述第一二极管的负极通过第一磁珠连接第一电源端和降压芯片的VIN端，第一电容与第一二极管并联，所述降压芯片的VOUT端连接第二电源端、还通过第二电阻接地，降压芯片的GND端接地；所述第一电阻的另一端连接第一三极管的基极、还通过第三电阻接地，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接控制模块和第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第二二极管的负极、第三二极管的负极和电池端，第二二极管的正极连接第二电源端，第三二极管的正极连接内部电池。

所述的智能唤醒灯具中，所述第一三极管为NPN三极管，磁环电感的电感值为300uH-600uH，线径为0.35mm。

所述的智能唤醒灯具中，所述控制模块包括闹钟键、灯光开关键、－键、时钟键、色温+键、色温-键、亮度+键和亮度-键、触摸芯片、晶振、第二电容、第三电容、第四电容和第五电阻；所述闹钟键、灯光开关键、－键、时钟键、色温+键、色温-键、亮度+键、亮度-键分别连接触摸芯片的P37/TS7端、P36/TS6端、P35/TS5端、P34/TS4端、P33/TS3端、P32/TS2端、P31/TS1端、P30/TS0端；所述晶振的一端连接触摸芯片的LXIN端、还通过第三电容接地，晶振的另一端连接触摸芯片的LXOUT端、还通过第四电容接地，所述触摸芯片的AVDD端连接电池端和第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接触摸芯片的GND端和地，触摸芯片的OSC端连接第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接触摸芯片的VDD端、VLCD端和电池端；

触摸芯片的P40端、P41端均连接亮温调整模块，触摸芯片的P42端连接供电模块，触摸芯片的P43端、P44端、P45端、P46端、P47端连接闹钟唤醒控制模块，触摸芯片的SEG11端、SEG10端、SEG9端、SEG8端、SEG7端、SEG12端、SEG13端、SEG14端、SEG15端、SEG16端、SEG17端均连接LCD显示屏，触摸芯片的SEG24/P10端、SEG25/P11端、SEG26/P12端、SEG27/P13端、SEG28/P14端、SEG29/P15端、SEG31/P17端均连接语音控制模块，触摸芯片的SEG30/P16端连接LED背光模块。

所述的智能唤醒灯具中，所述LED背光模块包括第六电阻、第七电阻、第二三极管和LED背光灯；所述第二三极管的基极通过第六电阻连接触摸芯片，第二三极管的集电极通过第七电阻连接LED背光灯的负极，LED背光灯的正极连接第二电源端，第二三极管的发射极接地。

所述的智能唤醒灯具中，所述闹钟唤醒控制模块包括闹钟开关键、自然唤醒键、自然睡眠和+键、编程触摸芯片、开关、第五电容、第六电容和第八电阻；所述闹钟开关键、自然唤醒键、自然睡眠键和+键分别连接编程触摸芯片的TS4端、TS3端、TS1端、TS0端；所述编程触摸芯片的P00端、P01端、P02端、P03端、P20端连接触摸芯片；编程触摸芯片的TS0端、TS1端、TS3端、TS4端均连接按键模块，编程触摸芯片的OSCI端通过第八电阻连接第二电源端，编程触摸芯片的P21端通过开关接地，编程触摸芯片的RST端通过第五电容接地，编程触摸芯片的VDD端连接第二电源端、还通过第六电容接地，编程触摸芯片的GND端接地。

所述的智能唤醒灯具中，所述亮温调整模块包括：

亮温控制单元，用于根据控制模块输出的数据信号产生用于调整第一LED灯的亮度和色温的第一调控信号、和调整第二LED灯的亮度和色温的第二调控信号；

第一调整单元，用于根据第一调控信号调整第一LED灯的输入电流和输入电压、控制第一LED灯的亮度和色温改变；

第二调整单元，用于根据第二调控信号调整第二LED灯的输入电流和输入电压、控制第二LED灯的亮度和色温改变；

所述亮温控制单元连接第一调整单元和第二调整单元，第一调整单元连接第一LED灯，第二调整单元连接第二LED灯。

所述的智能唤醒灯具中，所述亮温控制单元包括LED调制芯片，所述LED调制芯片的PB[0]/AIN0端、PB[1]/AIN1端分别连接触摸芯片的P41端、P40端，LED调制芯片的VDD端连接第二电源端，LED调制芯片的WM0/PA[3]端连接第一调整单元，LED调制芯片的WM1/PA[4]端连接第二调整单元。

所述的智能唤醒灯具中，所述第一调整单元包括驱动芯片、第一电感、第二磁珠、第三磁珠、第九电阻、第十电阻、第五二极管和第二接口；所述驱动芯片的VIN端连接第一电源端，驱动芯片的DIM端通过第九电阻连接LED调制芯片的WM0/PA[3]端，驱动芯片的CSN端通过第十电阻连接第一电源端、还通过第二磁珠连接第二接口的第1脚，驱动芯片的SW端连接第一电感的一端和第五二极管的正极，第五二极管的负极连接第一电源端，第一电感的另一端通过第三磁珠连接第二接口的第2脚，第二接口连接第一LED灯。

所述的智能唤醒灯具中，所述语音控制模块包括语音芯片、喇叭、第七电容、第八电容和第十一电阻；所述语音芯片的PB3端、PB1端、PC3端、PC0端、PC1端、PC2端、PB2端分别连接触摸芯片U2的SEG31/P17端、SEG29/P15端、SEG27/P13端、SEG24/P10端、SEG25/P11端、SEG26/P12端、SEG27/P13端，所述语音芯片的VPP端、VDD1端、VDD3均连接第二电源端和第七电容的一端，第七电容的另一端接地，语音芯片的OSC/PD2端通过第十一电阻连接语音芯片的VREF端和第八电容的一端，第八电容的另一端接地，语音芯片的PWM1/DAC端和PWM2/M端连接喇叭。

相较于现有技术，本发明提供的一种智能唤醒灯具，通过控制模块控制LED背光模块亮灭，输出对应的数据信号控制亮温调整模块的调整状态、以及输出对应的语音控制信号控制语音控制模块的响铃状态；亮温调整模块将数据信号转换为周期脉冲信号分别控制第一LED灯和第二LDE灯的亮灭、亮度与色温的比例、以及亮度与色温的渐变状态；能根据用户的需求调整灯的亮度和色温并实现渐变效果，在预设时间自动开关LED灯、并控制亮度和色温逐渐变高或变低，使视网膜逐渐适应光线变化，保护视网膜。

附图说明

图1为本发明智能唤醒灯具的结构框图。

图2为本发明智能唤醒灯具中供电模块的电路图。

图3为本发明智能唤醒灯具中控制模块、LCD显示屏和LED背光模块的电路图。

图4为本发明智能唤醒灯具中闹钟唤醒控制模块的电路图。

图5为本发明智能唤醒灯具中亮温调整模块的电路图。

图6为本发明智能唤醒灯具中语音控制模块的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种智能唤醒灯具，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的智能唤醒灯具包括供电模块100、控制模块200、LCD显示屏300、LED背光模块400、闹钟唤醒控制模块500、亮温调整模块600、语音控制模块700、第一LED灯和第二LED灯。所述供电模块100连接外部的电源适配器、控制模块200连接LED背光模块400、闹钟唤醒控制模块500、亮温调整模块600和语音控制模块700，所述控制模块200连接供电模块100、LCD显示屏300、LED背光模块400、闹钟唤醒控制模块500、亮温调整模块600和语音控制模块700。

供电模块100将电源适配器输出的电源电压（AC110V~240V）转换成第一电压（VCC+24V）和第二电压（VDD+5V）进行供电，提供内部电池的电压（VB+3V）进行供电；供电模块100还输出控制信号POWER启闭控制模块。控制模块200根据输入的按键指令控制LCD显示屏300显示、控制LED背光模块400亮灭，输出对应的数据信号（SDA、SCL）在预设时间自动控制亮温调整模块600的工作状态和调整状态，以及输出对应的语音控制信号（VOLUE0、VOLUE2、VOLUE3、CH0~CH3）控制语音控制模块700的响铃状态。所述亮温调整模块600将数据信号（SDA、SCL）转换为周期脉冲信号（Y_LED、W_LED）分别控制第一LED灯和第二LDE灯的亮灭、亮度与色温的比例、以及亮度与色温的渐变状态。所述语音控制模块700根据语音控制信号（VOLUE0、VOLUE2、VOLUE3、CH0~CH3）控制喇叭SP的铃声大小及响铃方式。所述第一LED灯被点亮时发出黄光，第二LED灯被点亮时发出白光。

请同时参阅图2-图6，所述供电模块100（详见图2）包括接口J1、磁环电感T1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电容C1、第一磁珠FB1、降压芯片U1、第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和内部电池BT。所述接口J1的第1端连接其第2端和磁环电感T1的第端，接口J1的第3端连接磁环电感T1的第端，磁环电感T1的第端连接第一二极管D1的正极和第一电阻R1的一端，所述磁环电感T1的第端接地，所述第一二极管D1的负极通过第一磁珠FB1连接第一电源端VCC和降压芯片U1的VIN端，第一电容C1与第一二极管D1并联，所述降压芯片U1的VOUT端连接第二电源端VDD、还通过第二电阻R2接地，降压芯片U1的GND端接地。

所述第一电阻R1的另一端连接第一三极管Q1的基极、还通过第三电阻R3接地，所述第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接控制模块和第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端连接第二二极管D2的负极、第三二极管D3的负极和电池端VB，第二二极管D2的正极连接第二电源端VDD，第三二极管D3的正极连接内部电池BT。

其中，第一三极管Q1为NPN三极管，降压芯片U1为7805降压芯片，磁环电感T1的电感值为300uH-600uH，线径为0.35mm。所述内部电池BT为CR2032锂锰扣式电池，使用寿命在1年左右。

当接口J1未外接电源适配器时，所述智能唤醒灯具的控制模块100由内部电池BT供电，控制模块100内涉及时钟控制的电路有到地的通路，此时仅维持时钟计时，控制信号POWER为+3V的高电平被控制模块100识别后，控制模块100的其他功能关闭，此时屏幕无显示，所有触摸按键无效，灯光亦不亮。（如果内部电池维持时钟不计时时，或按键不动作时，请更换内部电池）。接通电源适配器后，通过磁环电感T1、第一二极管D1、第一电容C1组成的降压电路、从第一电源端VCC输出+24V的第一电压。第一电压再经过降压芯片U1降压后、从第二电源端VDD输出+5V的第二电压。第一电阻R1和第三电阻R3对磁环电感T1的第端输出的高电平分压后，产生高电平输入第一三极管Q1的基极使其导通，将控制信号POWER的电压拉低。低电平的控制信号POWER使控制模块200启动进入工作状态，智能唤醒灯具的所有功能正常。

所述控制模块200（详见图3）包括闹钟键K1、灯光开关键K2、－（减）键K3、时钟键K4、色温+（上调）键K5、色温-（下调）键K6、亮度+（上调）键K7和亮度-（下调）键K8、触摸芯片U2、晶振X1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电阻R5，触摸芯片U2的型号为SG8LT128P_LQPF64；所述闹钟键K1、灯光开关键K2、－（减）键K3、时钟键K4、色温+（上调）键K5、色温-（下调）键K6、亮度+（上调）键K7、亮度-（下调）键K8分别连接触摸芯片U2的P37/TS7端、P36/TS6端、P35/TS5端、P34/TS4端、P33/TS3端、P32/TS2端、P31/TS1端、P30/TS0端；所述晶振X1的一端连接触摸芯片U2的LXIN端、还通过第三电容C3接地，晶振X1的另一端连接触摸芯片U2的LXOUT端、还通过第四电容C4接地，所述触摸芯片U2的AVDD端连接电池端VB和第二电容C2的一端，所述第二电容C2的另一端连接触摸芯片U2的GND端和地，触摸芯片U2的OSC端连接第五电阻R5的一端，所述第五电阻R5的另一端连接触摸芯片U2的VDD端、VLCD端和电池端VB。

触摸芯片U2的P40端、P41端均连接亮温调整模块，触摸芯片U2的P42端连接供电模块100，触摸芯片U2的P43端、P44端、P45端、P46端、P47端连接闹钟唤醒控制模块，触摸芯片U2的SEG11端、SEG10端、SEG9端、SEG8端、SEG7端、SEG12端、SEG13端、SEG14端、SEG15端、SEG16端、SEG17端均连接LCD显示屏300的SEG端（分别为第5脚、第6脚、第7脚、第8脚、第9脚、第10脚、第11脚、第12脚、第13脚、第14脚、第15脚），触摸芯片U2的SEG24/P10端、SEG25/P11端、SEG26/P12端、SEG27/P13端、SEG28/P14端、SEG29/P15端、SEG31/P17端均连接语音控制模块，触摸芯片U2的SEG30/P16端连接LED背光模块400。

当控制信号POWER为+3V的高电平时，触摸芯片U2启动。触摸芯片U2根据按键模块输入的控制指令实现的功能包括：灯光开关、亮度调节、色温调节、时钟显示和更改、闹钟开关、自然睡眠和自然唤醒。下面将结合各功能分别阐述具体实现电路。

所述LED背光模块400（详见图3）包括第六电阻R6、第七电阻R7、第二三极管Q2和LED背光灯D4，所述第二三极管Q2为NPN三极管，其基极通过第六电阻R6连接触摸芯片U2的SEG30/P16端，第二三极管Q2的集电极通过第七电阻R7连接LED背光灯D4的负极，LED背光灯D4的正极连接第二电源端VDD，第二三极管Q2的发射极接地。

所述闹钟唤醒控制模块500（详见图4）包括闹钟开关键K9、自然唤醒键K10、自然睡眠K11和+（加）键K12、编程触摸芯片U3、开关S、第五电容C5、第六电容C6和第八电阻R8，编程触摸芯片U3的型号为HC8T0506-S0P16；所述闹钟开关键K9、自然唤醒键K10、自然睡眠键K11和+（加）键K12分别连接编程触摸芯片U3的TS4端、TS3端、TS1端、TS0端；所述编程触摸芯片U3的P00端、P01端、P02端、P03端、P20端分别连接触摸芯片U2的P47端、P46端、P45端、P44端、P43端；编程触摸芯片U3的TS0端、TS1端、TS3端、TS4端均连接按键模块600，编程触摸芯片U3的OSCI端通过第八电阻R8连接第二电源端VDD，编程触摸芯片U3的P21端通过开关S接地，编程触摸芯片U3的RST端通过第五电容C5接地，编程触摸芯片U3的VDD端连接第二电源端VDD、还通过第六电容C6接地，编程触摸芯片U3的GND端接地。

本实施例中共12个按键（K1~K12），均为触摸按键。

所述亮温调整模块600（详见图5）包括亮温控制单元710、第一调整单元720和第二调整单元730，所述亮温控制单元710连接第一调整单元720和第二调整单元730，第一调整单元720连接第一LED灯，第二调整单元730连接第二LED灯。亮温控制单元710根据控制模块200的触摸芯片U2输出的数据信号（SCL、SDA）产生用于调整第一LED灯的亮度和色温的第一调控信号Y_LED和调整第二LED灯的亮度和色温的第二调控信号W_LED。第一调整单元720根据第一调控信号Y_LED调整第一LED灯的输入电流和输入电压、从而控制第一LED灯的亮度和色温改变。第二调整单元730根据第二调控信号W_LED调整第二LED灯的输入电流和输入电压、从而控制第二LED灯的亮度和色温改变。

如图5所示，所述亮温控制单元710包括LED调制芯片U4，其型号为HC8P362-S0P14。所述LED调制芯片U4的PB[0]/AIN0端、PB[1]/AIN1端分别连接触摸芯片U2的P41端、P40端，LED调制芯片U4的VDD端连接第二电源端VDD，LED调制芯片U4的WM0/PA[3]端连接第一调整单元720，LED调制芯片U4的WM1/PA[4]端连接第二调整单元730。

所述第一调整单元720包括驱动芯片U5、第一电感L1、第二磁珠FB2、第三磁珠FB3、第九电阻R9、第十电阻R10、第五二极管D5和第二接口J2，驱动芯片U5的型号为HC3612；所述驱动芯片U5的VIN端连接第一电源端VCC，驱动芯片U5的DIM端通过第九电阻R9连接LED调制芯片U4的WM0/PA[3]端，驱动芯片U5的CSN端通过第十电阻R10连接第一电源端VCC、还通过第二磁珠FB2连接第二接口的第1脚，驱动芯片U5的SW端连接第一电感L1的一端和第五二极管D5的正极，第五二极管D5的负极连接第一电源端VCC，第一电感L1的另一端通过第三磁珠FB3连接第二接口J2的第2脚，第二接口J2连接第一LED灯。

其中，所述驱动芯片U5的型号为HC3612，所述第五二极管D5为肖特基二极管。需要理解的是，所述第二调整单元730的内部电路结构与第一调整单元720相同，具体如图5所示，此处对第二调整单元730的内部电路结构不作详述。

所述语音控制模块700（详见图6）包括语音芯片U6、喇叭SP、第七电容C7、第八电容C8和第十一电阻R11，所述语音芯片U6的型号为NY5P085A-S0P24；所述语音芯片U6的PB3端、PB1端、PC3端、PC0端、PC1端、PC2端、PB2端分别连接触摸芯片U2的SEG31/P17端、SEG29/P15端、SEG27/P13端、SEG24/P10端、SEG25/P11端、SEG26/P12端、SEG27/P13端，所述语音芯片U6的VPP端、VDD1端、VDD3均连接第二电源端VDD和第七电容C7的一端，第七电容C7的另一端接地，语音芯片U6的OSC/PD2端通过第十一电阻R11连接语音芯片U6的VREF端和第八电容C8的一端，第八电容C8的另一端接地，语音芯片U6的PWM1/DAC端和PWM2/M端连接喇叭SP。

请同时参阅图1至图6，以第一LED灯发出黄光、第二LED灯发出白光为例，所述智能唤醒灯具的工作原理为：

一、关闭模式：未外接电源适配器时，内部电池BT与触摸芯片U2之间形成到地通路，控制信号POWER为高电平。此时，触摸芯片U2的大部分功能被锁住，仅时钟功能启动，内部电池BT提供的电量仅维持时钟计时，LCD显示屏无显示，按键模块的所有触摸按键无效，灯光亦不亮。

二、开启模式：接通电源适配器后，通过磁环电感T1、第一二极管D1、第一电容C1降压处理后从第一电源端VCC输出+24V的第一电压。第一电压再经过降压芯片U1降压后、从第二电源端VDD输出+5V的第二电压。第一三极管Q1导通将控制信号POWER的电压拉低，使触摸芯片U2启动进入工作状态，智能唤醒灯具的所有功能正常，按任意触摸按键（K1~K12）均能使触摸芯片U2的SEG30/P16端输出高电平导通第二三极管Q2，点亮LED背光灯D4。触摸芯片U2内置的定时器启动，无按键动作10秒钟后，触摸芯片U2的SEG30/P16端输出低电平使LED背光灯熄灭。

需要注意的是，本实施例在LCD显示屏上设置了8个图标，分别为：时钟图标、闹钟图标、闹钟音量图标、自然唤醒亮度图标、自然唤醒音量图标、自然唤醒图标、自然睡眠图标、夜灯图标。这8个图标对应的功能在实现或不实现时会相应的在LCD显示屏上显示或消失，本实施例不限制图标的图像。未装内部电池BT时，接通电源适配器后，LCD全屏显示，1秒后进入时钟模式状态。

智能唤醒灯具的功能与其对应的12个触摸按键如下：

1、灯光开关功能，由灯光开关键K2控制。

所述灯光开关键K2为乒乓按键，按一次触摸芯片U2识别为开灯，再按一次识别为关灯。开关灯时，触摸芯片U2输出相应的数据信号（SDA、SCL）给LED调制芯片U4，输出对应的周期脉冲信号（Y_LED、W_LED）控制第一调整单元720和第二调整单元730，使第一LED灯、第二LED灯的亮度缓冲。即开灯时，灯的亮度由最低平滑过渡到目标亮度，关灯时由当前亮度平滑过渡至灭灯，时间不超过1秒钟。第一次开灯亮度初始值为目标亮度的80%，且白光：黄光=1：1。

2、亮度调整功能，由亮度+（上调）键K7和亮度-（下调）键K8控制。

按下亮度+键K7后，触摸芯片U2改变数据信号（SDA、SCL）的值，使LED调制芯片U4输出调整后的周期脉冲信号（Y_LED、W_LED），通过第一调整单元720和第二调整单元730实现亮度上调功能，松开亮度+键K7后停在此时的亮度。调到灯的最高亮度时，无论此时是否松开亮度+键K7，亮度均不再变化。

同理可得，按下亮度-键K8后，对亮度进行下调，松开后停在此时的亮度，调到最低则不再变化。

3、色温调整功能，由色温+（上调）键K5、色温-（下调）键K6控制。

色温调整原理与亮度调整相同，也是按下对应的按键后触摸芯片U2改变数据信号（SDA、SCL）的值，使LED调制芯片U4输出调整后的周期脉冲信号（Y_LED、W_LED），通过第一调整单元720和第二调整单元730实现色温上下调整的功能。松开后停在此时的状态，调到最高或最低则不再变化。此处不作详述。

4、时钟调节功能，由时钟键K4、－（减）键K3、+（加）键K12控制。

时钟键K4按下后进入时钟调节模式，此时触摸芯片U2控制LCD显示屏上方的时钟图标闪烁，表示可对当前时钟时间进行设置。设置顺序是：分→时→确定。按下+键K12和-键K3可改变触摸芯片U2输出的A[00:10]的值（即A00~A10），从而对LCD显示屏上的数值进行调节。调节完成再按时钟键K4，触摸芯片U2保持当前的A[00:10]的值，相当于保存已设定的时间数值。之后，触摸芯片U2内部的定时器启动，若5秒钟之内无按键动作，则自动保存已设定的时间并自动退出时钟调节模式。

5、闹钟调节功能，由闹钟键K1、－（减）键K3、+（加）键K12控制。

闹钟键K1为乒乓按键，按一下触摸芯片U2启动闹钟功能，在LCD显示屏上显示闹钟图标，并显示之前设定的定时时间（显示三秒钟，之后消失），以提示用户闹钟时间；再按一下关掉闹钟功能。

启动闹钟功能后，若需调整闹钟时间，可通过长按闹钟键K1进入闹钟调节模式进行调节。此时LCD显示屏的闹钟图标闪烁，表示可对闹钟定时时间进行设置。设置方法与时钟调节功能相同，也是通过+键K12和-键K3改变触摸芯片U2输出的A[00:10]的值，实现闹钟定时，此处不作详述。闹钟时间设置完成后，再长按一下闹钟键K1退出闹钟调节模式，闹钟图标不再闪烁。

6、自然睡眠功能或夜灯功能，由自然睡眠键K11控制。

若短按自然睡眠键K11（触摸持续时间小于3秒钟），则启动自然睡眠功能模式，此时触摸芯片U2控制LCD显示屏显示自然睡眠图标。触摸芯片U2内定时器启动，输出相应的数据信号（SDA、SCL）给LED调制芯片U4，输出对应的周期脉冲信号（Y_LED、W_LED）控制第一调整单元720和第二调整单元730，使第一LED灯、第二LED灯的灯光保持10秒钟不变，然后在10秒钟时间内，数据信号（SDA、SCL）不断改变、使灯光由当前状态平滑过度为黄光亮（亮度为最大亮度的20%），白光灭的状态（即第一LED灯保持点亮且亮度变小，第二LED灯熄灭），然后再在30分钟的时间内，数据信号（SDA、SCL）不断改变、使当前亮度逐渐平滑地降低直到灭掉（第一LED灯的亮度逐渐减小直至熄灭）。

若长按自然睡眠键K11（触摸持续时间大于3秒钟），可启动夜灯功能模式，此时触摸芯片U2控制LCD显示屏显示夜灯图标。触摸芯片U2内定时器启动，输出相应的数据信号（SDA、SCL）给LED调制芯片U4，输出对应的周期脉冲信号（Y_LED、W_LED）控制第一调整单元720和第二调整单元730，使第一LED灯、第二LED灯的灯光保持10秒钟不变，然后在10秒钟时间内由，数据信号（SDA、SCL）不断改变、使灯光的当前状态平滑过度为黄光亮（亮度为最大亮度的20%），白光灭的状态，然后再在30分钟的时间内，数据信号（SDA、SCL）不断改变、使当前亮度逐渐平滑地降低亮度到5%（即第一LED灯的亮度减小到最大亮度的5%），并保持此状态（即当前的数据信号不变），8小时后更改数据信号使第一LED灯熄灭。

7、自然唤醒功能，由自然唤醒键K10控制。。

在闹钟开启的状态下，按下自然唤醒键K10后，触摸芯片U2控制LCD显示屏显示自然唤醒图标，表示已启动自然唤醒模式。在闹钟响之前15分钟，首先，触摸芯片U2输出对应的语音控制信号（VOLUE0、VOLUE2、VOLUE3、CH0~CH3）控制语音芯片U6，使喇叭SP以最小音量开始播放自然声。同时通过改变数据信号（SDA、SCL）的值控制两个LED灯以5000K左右色温（即白光：黄光=1：1）最低亮度亮灯。

在闹钟响之前15分钟内，触摸芯片U2逐渐改变语音控制信号的值，使喇叭SP的自然声音量从最小值逐渐增大到最大值。同时，触摸芯片U2逐渐改变数据信号（SDA、SCL）的值控制灯光亮度从最低逐渐升到最高值。

闹钟响起后，触摸芯片U2停止语音控制信号输出，使喇叭停止工作，自然声播放结束。

自然唤醒过程中，可通过再次按自然唤醒键K10的方式终止自然声的播放，但灯光亮度停在按键按下时的状态、不再变化。也可通过同时按下不少于五个触摸按键或按下灯光开关键K2的方式同时终止自然声播放并关灯。终止自然唤醒或关灯的操作，对定时闹钟功能无任何影响。

为了方便夜间用户起夜照明，本实施例还提供起夜亮灯功能。夜间视线不好且主照明灯不亮的情况下，可通过同时按下不少于任意五个触摸按键的方式开灯，此时色温为最低值，只有黄光亮（即只打开第一LED灯），且灯的亮度为最高亮度的2%。

为了避免长时间响铃消耗电量，或入睡太深响铃一次无法闹醒用户，或用户贪睡懒于关闹钟，本实施例还提供一种贪睡模式，即在闹钟第一次响起后，没有外界干预（即用户对触摸按键不操作）的情况下，触摸芯片U2间歇地输出对应的语音控制信号，控制喇叭SP在每五分钟内，响铃一分钟、停四分钟。如此重复五次后自动终止。响铃过程中，可通过同时按下不少于任意五个触摸按键的方式抑制闹钟进入贪睡模式，从铃声响起算5分钟后闹钟会再次响起，最多可重复贪睡五次直到闹钟自动终止。

若想随时终止闹钟，可按下闹钟开关键K9。不管闹钟响不响，按下闹

钟开关键K9后，可终止闹钟声音，并禁止闹钟功能。闹钟处理的优先级高于起夜亮灯。即如果闹钟响了，同时按下不少于五个触摸按键时，首先抑制闹钟并进入贪睡模式；在闹钟不响的情况下，同时按下不少于五个按键，则启动起夜亮灯功能。启动起夜亮灯后，可再按灯光开关键K2关灯，或按自然睡眠键K11进入自然睡眠/夜灯功能。

为了方便用户调整灯的亮度和色温，本实施例还提供状态记忆功能。即每次按灯光开关键K2关灯时的亮度和色温值被触摸芯片U2记忆保存，在不掉电的情况下，再次按灯光开关键K2开灯时，触摸芯片U2输出记忆保存时数据信号控制灯点亮为上次关灯时的状态。但在自然睡眠、夜灯模式下按灯光开关键K2关灯后，在不掉电的情况下再次按灯光开关键K2开灯，恢复的是启动自然睡眠或夜灯模式之前的亮度和色温状态。

本实施提供的智能唤醒灯具适用于室内照明、工作、休闲、睡眠LED台灯，采用触摸式无极调光，方便用户操作、并且亮度和色温的调整方式更加灵活、效果更好。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以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，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能唤醒灯具，其特征在于，包括供电模块、控制模块、LCD显示屏、LED背光模块、闹钟唤醒控制模块、亮温调整模块、语音控制模块、第一LED灯和第二LED灯；所述供电模块连接外部的电源适配器、控制模块、LED背光模块、闹钟唤醒控制模块、亮温调整模块和语音控制模块，所述控制模块连接供电模块、LCD显示屏、LED背光模块、闹钟唤醒控制模块、亮温调整模块和语音控制模块；

供电模块将电源适配器输出的电源电压转换成第一电压和第二电压，并提供内部电池供电，还输出控制信号启闭控制模块；控制模块根据输入的按键指令控制LCD显示屏显示，控制LED背光模块亮灭，输出对应的数据信号在预设时间自动控制亮温调整模块的工作状态和调整状态，以及输出对应的语音控制信号控制语音控制模块的响铃状态；所述亮温调整模块将数据信号转换为周期脉冲信号分别控制第一LED灯和第二LDE灯的亮灭、亮度与色温的比例、以及亮度与色温的渐变状态；所述语音控制模块根据语音控制信号控制喇叭的铃声大小及响铃方式；所述第一LED灯被点亮时发出黄光，第二LED灯被点亮时发出白光；

所述控制模块包括闹钟键、灯光开关键、－键、时钟键、色温+键、色温-键、亮度+键和亮度-键、触摸芯片、晶振、第二电容、第三电容、第四电容和第五电阻；所述闹钟键、灯光开关键、－键、时钟键、色温+键、色温-键、亮度+键、亮度-键分别连接触摸芯片的P37/TS7端、P36/TS6端、P35/TS5端、P34/TS4端、P33/TS3端、P32/TS2端、P31/TS1端、P30/TS0端；所述晶振的一端连接触摸芯片的LXIN端、还通过第三电容接地，晶振的另一端连接触摸芯片的LXOUT端、还通过第四电容接地，所述触摸芯片的AVDD端连接电池端和第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接触摸芯片的GND端和地，触摸芯片的OSC端连接第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接触摸芯片的VDD端、VLCD端和电池端；

触摸芯片的P40端、P41端均连接亮温调整模块，触摸芯片的P42端连接供电模块，触摸芯片的P43端、P44端、P45端、P46端、P47端连接闹钟唤醒控制模块，触摸芯片的SEG11端、SEG10端、SEG9端、SEG8端、SEG7端、SEG12端、SEG13端、SEG14端、SEG15端、SEG16端、SEG17端均连接LCD显示屏，触摸芯片的SEG24/P10端、SEG25/P11端、SEG26/P12端、SEG27/P13端、SEG28/P14端、SEG29/P15端、SEG31/P17端均连接语音控制模块，触摸芯片的SEG30/P16端连接LED背光模块。

2.根据权利要求1所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述供电模块包括接口、磁环电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第一磁珠、降压芯片、第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和内部电池；所述接口的第1端连接其第2端和磁环电感的第端，接口的第3端连接磁环电感的第端，磁环电感的第端连接第一二极管的正极和第一电阻的一端，所述磁环电感的第端接地，所述第一二极管的负极通过第一磁珠连接第一电源端和降压芯片的VIN端，第一电容与第一二极管并联，所述降压芯片的VOUT端连接第二电源端、还通过第二电阻接地，降压芯片的GND端接地；所述第一电阻的另一端连接第一三极管的基极、还通过第三电阻接地，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接控制模块和第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第二二极管的负极、第三二极管的负极和电池端，第二二极管的正极连接第二电源端，第三二极管的正极连接内部电池。

3.根据权利要求2所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述第一三极管为NPN三极管，磁环电感的电感值为300uH-600uH，线径为0.35mm。

4.根据权利要求1所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述LED背光模块包括第六电阻、第七电阻、第二三极管和LED背光灯；所述第二三极管的基极通过第六电阻连接触摸芯片，第二三极管的集电极通过第七电阻连接LED背光灯的负极，LED背光灯的正极连接第二电源端，第二三极管的发射极接地。

5.根据权利要求1所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述闹钟唤醒控制模块包括闹钟开关键、自然唤醒键、自然睡眠和+键、编程触摸芯片、开关、第五电容、第六电容和第八电阻；所述闹钟开关键、自然唤醒键、自然睡眠键和+键分别连接编程触摸芯片的TS4端、TS3端、TS1端、TS0端；所述编程触摸芯片的P00端、P01端、P02端、P03端、P20端连接触摸芯片；编程触摸芯片的TS0端、TS1端、TS3端、TS4端均连接按键模块，编程触摸芯片的OSCI端通过第八电阻连接第二电源端，编程触摸芯片的P21端通过开关接地，编程触摸芯片的RST端通过第五电容接地，编程触摸芯片的VDD端连接第二电源端、还通过第六电容接地，编程触摸芯片的GND端接地。

6.根据权利要求1所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述亮温调整模块包括：

亮温控制单元，用于根据控制模块输出的数据信号产生用于调整第一LED灯的亮度和色温的第一调控信号、和调整第二LED灯的亮度和色温的第二调控信号；

第一调整单元，用于根据第一调控信号调整第一LED灯的输入电流和输入电压、控制第一LED灯的亮度和色温改变；

第二调整单元，用于根据第二调控信号调整第二LED灯的输入电流和输入电压、控制第二LED灯的亮度和色温改变；

所述亮温控制单元连接第一调整单元和第二调整单元，第一调整单元连接第一LED灯，第二调整单元连接第二LED灯。

7.根据权利要求6所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述亮温控制单元包括LED调制芯片，所述LED调制芯片的PB[0]/AIN0端、PB[1]/AIN1端分别连接触摸芯片的P41端、P40端，LED调制芯片的VDD端连接第二电源端，LED调制芯片的WM0/PA[3]端连接第一调整单元，LED调制芯片的WM1/PA[4]端连接第二调整单元。

8.根据权利要求7所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述第一调整单元包括驱动芯片、第一电感、第二磁珠、第三磁珠、第九电阻、第十电阻、第五二极管和第二接口；所述驱动芯片的VIN端连接第一电源端，驱动芯片的DIM端通过第九电阻连接LED调制芯片的WM0/PA[3]端，驱动芯片的CSN端通过第十电阻连接第一电源端、还通过第二磁珠连接第二接口的第1脚，驱动芯片的SW端连接第一电感的一端和第五二极管的正极，第五二极管的负极连接第一电源端，第一电感的另一端通过第三磁珠连接第二接口的第2脚，第二接口连接第一LED灯。

9.根据权利要求1所述的智能唤醒灯具，其特征在于，所述语音控制模块包括语音芯片、喇叭、第七电容、第八电容和第十一电阻；所述语音芯片的PB3端、PB1端、PC3端、PC0端、PC1端、PC2端、PB2端分别连接触摸芯片U2的SEG31/P17端、SEG29/P15端、SEG27/P13端、SEG24/P10端、SEG25/P11端、SEG26/P12端、SEG27/P13端，所述语音芯片的VPP端、VDD1端、VDD3均连接第二电源端和第七电容的一端，第七电容的另一端接地，语音芯片的OSC/PD2端通过第十一电阻连接语音芯片的VREF端和第八电容的一端，第八电容的另一端接地，语音芯片的PWM1/DAC端和PWM2/M端连接喇叭。