CN104427678A - 一种节能控制方法、装置、电路以及应用其的led日光灯 - Google Patents

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Abstract

一种节能控制的方法，包括如下步骤：启动与自检步骤，MCU控制单元得电完成自检并根据所处的环境建立稳定检测状态，即开启外部传感器，建立传感器工作状态，然后采集数据；休眠步骤，若不满足执行设备开启条件MCU关闭外设（即传感器）电源进入休眠状态；唤醒步骤，经过一段休眠MCU自动唤醒，重新开启各种外设电源并检测周围环境状态；分析步骤，采样完成关闭外设后对采集到的数据进行分析，MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件；执行步骤，若仍不满足预设的开机条件则再次进入休眠步骤；否则MCU根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；重复步骤，进入休眠状态后不断重复从唤醒步骤到执行步骤。

Description

一种节能控制方法、装置、电路以及应用其的LED日光灯
技术领域
本发明是一种节能控制方法、装置、电路以及应用其的LED日光灯，该系统对于目前的LED照明尤为有效，应用在照明开关系统中对LED节能照明起到很好的作用。
背景技术
市场上常见的智能节能控制器一般采用红外、微波、声音、震动、光控等手段，如中国专利20111041835.9公开的那样。但是除去前端传感器，其后端的控制电路都是由模拟处理电路构建而成如LM324运放、专用芯片BISS0001等，这些电路不仅复杂还消耗了大量电能。这些传统的处理电路的静态工作电流均在5mA以上，并且为节省成本大多数取电电路采用电阻分压或阻容降压电路，这些电路的效能均不高，从而导致整个系统的效率和功率因数的下降。而且更重要的是，现有技术中的控制系统的传感器就算是周围环境不发生变化都在工作，但是系统又无法判断什么时候周围环境会发生变化，也不能定时关闭或者开启传感器，只能让传感器永远保持在工作状态，这样就浪费了大量的电源。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种全新的解决方案：为了降低电能消耗，环境状态的检测由原来的连续检测改为间隔一段时间后检测，且检测完成后立即关闭外设电源从而达成降低功耗的目的。
为实现上述目的，本发明的解决方案如下：
一种节能控制的方法，包括如下步骤：
启动与自检步骤，MCU控制单元得电完成自检并根据所处的环境建立稳定检测状态，即开启外部传感器，建立传感器工作状态，然后采集数据；
休眠步骤，若不满足执行设备开启条件MCU关闭外设（即传感器）电源进入休眠状态；
唤醒步骤，经过一段休眠MCU自动唤醒，重新开启各种外设电源并检测周围环境状态；
分析步骤，采样完成关闭外设后对采集到的数据进行分析，MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件；
执行步骤，若仍不满足预设的开机条件则再次进入休眠步骤；否则MCU根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；
重复步骤，进入休眠状态后不断重复从唤醒步骤到执行步骤。
一种节能控制装置，包括如下模块：
启动与自检模块，用于让MCU控制单元得电完成自检并根据处的环境建立稳定检测状态，即开启外设，建立传感器工作状态，然后采集数据；
休眠模块，用于若不满足执行设备开启条件，MCU关闭外设电源进入休眠状态；
唤醒模块，用于经过一段休眠MCU自动唤醒，重新开启各种外设电源并检测周围环境状态；
分析模块，用于采样完成关闭外设后对采集到的数据进行分析，MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件；
执行模块，用于若仍不满足预设的开机条件则再次进入休眠步骤；否则MCU根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；
重复模块，用于进入休眠状态后不断重复从唤醒步骤到执行步骤。
一种节能控制电路，如图1所示，其特征在于所述电路主架构采用恒流单元，其次还包含整流桥电路单元、启动单元、开关取电单元、储能单元和MCU控制单元；
所述MCU控制单元和所述恒流单元、储能单元以及市电火线连接；
所述恒流单元和所述开关取电单元、启动单元、MCU控制单元、整流桥电路单元连接；
所述开关取电单元和所述储能单元、启动单元连接、恒流单元连接；
所述启动单元和所述开关取电单元、恒流单元、市电火线以及整流桥电路单元连接；
所述储能单元和所述开关取电单元、MCU控制单元连接。
进一步的，所述启动单元包括恒流单元启动电路和MCU单元启动电路，所述恒流单元启动电路包括有电阻RS1，所述MCU单元启动电路包括有由电阻RS2、电容CS1、可控硅SCR；
进一步的，所述节能控制电路启动时，通过所述电阻RS1向所述恒流单元提供启动电流，所述恒流单元的启动电压逐渐上升至12V，同时不断触发所述可控硅SCR对所述储能电路充电，最终所述恒流单元的启动电压稳定在12V 附近；此时所述MCU控制单元得电完成自检并根据灯具所处的环境建立稳定检测状态。
进一步的，所述MCU控制单元由各种传感器电路、增益控制电路、MCU及MCU电源电路等组成。
进一步的，除了MCU的供电外其余各传感器电路均处于断电状态。MCU也仅在被定时器唤醒时才打开需要使用的外设，并同时打开所需传感器的电源，并等待一段时间使传感器数据稳定。MCU通过相应接口采集完数据后立即关闭传感器电源和MCU外设电源。MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件，若数据无效则再次进入休眠状态，否则MCU则根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；以后不断重复此循环；所述传感器可以为微波探头、红外探头、光敏探头这3者之一。
作为该控制电路的一种应用：
一种LED日光灯，其控制电路如上文所述。
作为该节能控制的方法的应用：
一种LED日光灯，其工作方法如上文所述。
附图说明
图1是一种节能控制的方法的软件框架图。
图2是一种节能控制的方法的数据采集函数流程图。
图3是一种节能控制电路的电路结构图。
图4是MCU控制单元的电路结构图。
 
具体实施方式
参考图1、2，一种节能控制的方法，包括如下步骤：
启动与自检步骤，MCU控制单元得电完成自检并根据所处的环境建立稳定检测状态，开启外部传感器，建立传感器工作状态，然后采集数据，即图1中启动与自检状态状态；
休眠步骤，若不满足执行设备（如灯、门禁设备等）开启条件，MCU关闭外设（即传感器）电源进入休眠状态，即图1中待机状态；
唤醒步骤，经过一段休眠MCU自动唤醒，重新开启各种外设电源并检测周围环境状态；
分析步骤，采样完成关闭外设后对采集到的数据进行分析，MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件；
执行步骤，若数据无效，即不符合预设的执行设备开启条件，则再次进入休眠步骤；否则（如检测到相关物理量的变化且符合预设的执行设备开启条件）MCU根据分析结果改变相应状态(可以为日光灯的延时或者门禁状态的改变等)，即图1中运行状态，然后再次进入休眠状态；
重复步骤，进入休眠状态后不断重复从唤醒步骤到执行步骤。
参考图1、2，一种节能控制装置，包括如下模块：
启动与自检模块，用于让MCU控制单元得电完成自检并根据处的环境建立稳定检测状态，开启外设，建立传感器工作状态，然后采集数据；
休眠模块，用于若不满足执行设备开启条件，MCU关闭外设电源进入休眠状态；
唤醒模块，用于经过一段休眠MCU自动唤醒，重新开启各种外设电源并检测周围环境状态；
分析模块，用于采样完成关闭外设后对采集到的数据进行分析，MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件；
执行模块，用于若数据无效，即不符合预设的执行设备开启条件，则再次进入休眠步骤；否则（如检测到相关物理量的变化且符合预设的执行设备开启条件）MCU根据分析结果改变相应状态，然后再次进入休眠状态；
重复模块，用于进入休眠状态后不断重复从唤醒步骤到执行步骤。
参考图3，一种节能控制电路，如图3所示，其特征在于所述电路主架构采用恒流单元，其次还包含整流桥电路单元、启动单元、开关取电单元、储能单元和MCU控制单元；所述MCU控制单元和所述恒流单元、储能单元以及市电火线连接；所述恒流单元和所述开关取电单元、启动单元、MCU控制单元、整流桥电路单元连接；所述开关取电单元和所述储能单元、启动单元连接、恒流单元连接；所述启动单元和所述开关取电单元、恒流单元、市电火线以及整流桥电路单元连接；所述储能单元和所述开关取电单元、MCU控制单元连接。
所述启动单元包括恒流单元启动电路和MCU单元启动电路，所述恒流单元启动电路包括有电阻RS1，所述MCU单元启动电路包括有由电阻RS2、电容CS1、可控硅SCR；电路启动时通过所述电阻RS1向所述恒流单元提供启动电流，所述恒流单元的启动电压逐渐上升至12V，同时不断触发所述可控硅SCR对所述储能电路充电，最终所述恒流单元的启动电压稳定在12V 附近；此时所述MCU控制单元得电完成自检并根据灯具所处的环境建立稳定检测状态。
参考图4，所述MCU控制单元由各种传感器电路、增益控制电路、MCU及MCU电源电路等组成。MCU控制单元设计成多用形式，可以根据需要安装不同的传感探头。所述传感器可以为微波探头、红外探头、光敏探头这3者之一。增益控制电路可以对对探头反馈的信号进行适当的放大以便MCU进行分析处理；MCU电源电路为MCU提供稳定的5V电压。各模块电路的电源由MCU管脚控制，仅在采集信号的数微秒内提供电能，其余时间均处于断电状态。MCU为整板的核心运行各种算法实施精确控制。除了MCU的供电外其余各传感器电路均处于断电状态。MCU也仅在被定时器唤醒时才打开需要使用的外设，并同时打开所需传感器的电源，并等待一段时间使传感器数据稳定。MCU通过相应接口采集完数据后立即关闭传感器电源和MCU外设电源。MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件，若数据无效则再次进入休眠状态，否则MCU则根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；以后不断重复此循环；所述传感器可以为微波探头、红外探头、光敏探头这3者之一。还可以将LED日光灯的控制端接在所述MCU的PWM输出引脚上。
作为该控制电路的一种应用：
一种LED日光灯，其控制电路如上文“一种节能控制电路”所述。所述LED日光灯的控制端接在所述MCU的PWM输出引脚上。在公开前述技术方案的前提下，很容易理解本应用，因此该详细实施方式则恕不赘述。
作为该节能控制的方法的应用：
一种LED日光灯，其工作方法如上文“一种节能控制的方法”所述。在公开前述技术方案的前提下，很容易理解本应用，因此该详细实施方式则恕不赘述。

Claims (10)

1.一种节能控制方法，包括如下步骤：
自启动与自检步骤，MCU控制单元得电完成自检并根据所处的环境建立稳定检测状态，即开启外部传感器，建立传感器工作状态，然后采集数据；
休眠步骤，若不满足执行设备开启条件，MCU关闭外设电源进入休眠状态；
唤醒步骤，经过一段休眠MCU自动唤醒，重新开启各种外设电源并检测周围环境状态；
分析步骤，采样完成关闭外设后对采集到的数据进行分析，MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件；
执行步骤，若数据无效则再次进入休眠步骤；否则MCU根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；
重复步骤，进入休眠状态后不断重复从唤醒步骤到执行步骤。
2.一种节能控制装置，包括如下模块：
启动与自检模块，用于让MCU控制单元得电完成自检并根据所处的环境建立稳定检测状态，即开启外设，建立传感器工作状态，然后采集数据；
休眠模块，用于若不满足执行设备开启条件，MCU关闭外设电源进入休眠状态；
唤醒模块，用于经过一段休眠MCU自动唤醒，重新开启各种外设电源并检测周围环境状态；
分析模块，用于采样完成关闭外设后对采集到的数据进行分析，MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析传感器采集回来的数据是否满足触发条件；
执行模块，用于若数据无效则再次进入休眠步骤；否则MCU根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；
重复模块，用于进入休眠状态后不断重复从唤醒步骤到执行步骤。
3.一种节能控制电路，其特征在于：
所述电路主架构采用恒流单元，其次还包含整流桥电路、启动单元、开关取电单元、储能单元和MCU控制单元；
所述MCU控制单元和所述恒流单元、储能单元以及市电火线连接；
所述恒流单元和所述开关取电单元、启动单元、MCU控制单元连接；
所述开关取电单元和所述储能单元、启动单元连接、恒流单元连接；
所述启动单元和所述开关取电单元、恒流单元、市电火线以及整流桥电路连接；
所述储能单元和所述开关取电单元、MCU控制单元连接。
4.如权利要求3所述的一种节能控制电路，其特征在于：所述启动单元包括恒流单元启动电路和MCU单元启动电路，所述恒流单元启动电路包括有电阻RS1，所述MCU单元启动电路包括有由电阻RS2、电容CS1、可控硅SCR。
5.如权利要求4所述的一种节能控制电路，其特征在于：电路启动时通过所述电阻RS1向所述恒流单元提供不大于200uA的启动电流，所述恒流单元的启动电压逐渐上升至12V，同时不断触发所述可控硅SCR对所述储能电路充电，最终所述恒流单元的启动电压稳定在12V 附近；此时所述MCU控制单元得电完成自检并根据灯具所处的环境建立稳定检测状态。
6.如权利要求5所述的一种节能控制电路，其特征在于：所述MCU控制单元由各种传感器电路、增益控制电路、MCU及MCU电源电路等组成。
7.如权利要求6所述的一种节能控制电路，其特征在于：除了所述MCU的供电外其余各所述传感器电路均处于断电状态；所述MCU也仅在被定时器唤醒时才打开需要使用的外设，并同时打开所需所述传感器电路的电源，并等待一段时间使传感器数据稳定；所述MCU通过相应接口采集完数据后立即关闭所述传感器电源和所述MCU外设电源；所述MCU通过分析本次数据和缓存中以前采集的数据列，来分析所述传感器采集回来的数据是否满足触发条件，若数据无效则再次进入休眠状态，否则所述MCU则根据分析结果改变相应状态然后再次进入休眠状态；以后不断重复此循环；所述传感器可以为微波探头、红外探头、光敏探头这3者之一。
8.如权利要求7所述的一种节能控制电路，其特征在于：所述MCU的PWM输出连接LED日光灯的控制端。
9.一种LED日光灯，其特征在于：其控制电路如权利要求3、4、5、6、7之一所述。
10.一种LED日光灯，其特征在于：其控制电路工作过程如权利要求1所述。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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