CN104780668A - 一种基于多点控制的智能照明节电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多点控制的智能照明节电系统，包括主机（1），与主机（1）相连接的声音检测模块（2）、电源模块（5）、时钟模块（4）以及驱动模块（6），与驱动模块（6）相连接的照明设备（7），其特征在于：还包括有与主机（1）相连接的光控模块（3）；所述的光控模块（3）由光控触发电路，与光控触发电路相连接的振荡电路组成；本发明通过声控和光控两种方式同时对照明系统进行控制，避免白天路灯也会被点亮，造成电能浪费。

Description

一种基于多点控制的智能照明节电系统

技术领域

本发明涉及电子领域，具体是指一种基于多点控制的智能照明节电系统。

背景技术

低碳环保，早已成为社会发展趋势，这其实是我们对过去片面追求发展、追求舒适生活而造成浪费的反思和行动。就用电来说，很难准确统计浪费到底有多少。但深圳供电局曾经做过一个测算，仅就深圳来说，假如我们每人每天节约1度电，深圳一年就能节约50多亿度电，足够让汶川使用50年。

特别是在一些共公场合，如走廊、楼道等，通常因人们忘记关灯而导致出现了所谓的长明灯现象，这样长期以来，无形中浪费的电能是非常惊人的。为了解决此问题，人们使用声控的方式点亮照明设备，即当有人时则可以通过发出声音来控制路灯的点亮。然而，这种控制方式存在缺陷，即白天不需要灯光，但有人通过时路灯仍然会被点亮，这样也会导致大量电能浪费。

发明内容

本发明的目的在于解决目前走廊、楼道等公共场合所使用的声控照明系统在白天时也启动的缺陷，提供一种基于多点控制的智能照明节电系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种基于多点控制的智能照明节电系统，包括主机，与主机相连接的声音检测模块、电源模块、时钟模块以及驱动模块，与驱动模块相连接的照明设备，与主机相连接的光控模块；所述的光控模块由光控触发电路，与光控触发电路相连接的振荡电路组成。

所述光控触发电路由光敏二极管D7，三极管VT6，三极管VT7，N极与振荡电路相连接、P极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D9，一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与二极管D9的N极相连接的电阻R13，一端与三极管VT6的基极相连接、另一端则经电阻R12后与三极管VT6的发射极相连接的电阻R11，P极与三极管VT6的发射极相连接、N极与三极管VT7的基极相连接的二极管D8组成；光敏二极管D7的N极与二极管D9的N极相连接、P极与三极管VT6的基极相连接，三极管VT7的发射极与电阻R11和电阻R12的连接点以及振荡电路相连接的同时接地。

所述振荡电路由三极管VT8，放大器P，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端则经电阻R15后与放大器P的正相输入端相连接的电位器R14，负极与三极管VT8的集电极相连接、正极与放大器P的反相输入端相连接的电容C8，正极与放大器P的输出端相连接、负极经双向稳压二极管D10后与三极管VT8的集电极相连接的同时接地的电容C9，一端与放大器P的反相输入端相连接、另一端与电容C9和双向稳压二极管D10的连接点相连接的电阻R17，以有串接在放大器P的正相输入端与输出端之间的电阻R16组成；所述三极管VT8的基极和集电极均与三极管VT7的发射极相连接、发射极与电位器R14的滑动端相连接。

进一步的，所述的声音检测模块则由声音采集器，与声音采集器相连接的补偿电路，与补偿电路相连接的筛选电路，以及与筛选电路相连接的增益放大电路组成。

所述的补偿电路由三极管VT1，二极管D1，正极与声音采集器输出端相连接、负极则与二极管D1的P极相连接的电容C1，N极与电容C1的负极相连接、P极与三极管VT1的集电极相连接的二极管D2，N极与三极管VT1的基极相连接、P极则与筛选电路相连接的二极管D4，N极与外部电压相连接、P极与筛选电路相连接的二极管D3，一端与二极管D3的N极相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接的电阻R3，负极与电容C1的正极相连接、正极则经电阻R1后与筛选电路相连接的电容C2组成；所述三极管VT1的发射极接地、集电极与二极管D4的N极相连接，二极管D1的N极与筛选电路相连接。

所述的筛选电路由三极管VT2，三极管VT3，一端同时与二极管D3的P极以及增益放大电路相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R4，N极与三极管VT3的发射极相连接、P极则经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的二极管D5，一端与二极管D4的P极以及二极管D5的P极相连接、另一端与电阻R1相连接的电阻R2，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极与增益放大电路相连接的电容C4，负极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接的电容C3组成；所述三极管VT2的基极与二极管D1的N极相连接，三极管VT3的基极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、集电极则与增益放大电路相连接。

所述的增益放大电路由放大芯片U，三极管VT4，三极管VT5，一端与电容C4的负极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接的电位器R6，一端与二极管D3的P极相连接、另一端则经电阻R8后与三极管VT4的发射极相连接的电阻R7，负极与放大芯片U的VS管脚相连接、正极与三极管VT4的基极相连接的电容C5，N极与三极管VT4的发射极相连接、P极则与三极管VT5的发射极相连接的二极管D6，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端作为电路输出端的电阻R10，负极与放大芯片U的OUT管脚相连接、正极与三极管VT5的基极相连接的电容C6，一端与放大芯片U的OUT管脚相连接、另一端经电容C7后接地的电阻R9组成；三极管VT4的集电极与三极管VT5的发射极相连接，放大芯片U的VS管脚与电阻R7和电阻R8的连接点相连接、IN+管脚与电位器R6的滑动端相连接、IN-管脚和GAIN管脚均与三极管VT3的集电极相连接、VS管脚同时与电阻R9和电容C7的连接点以及三极管VT5的集电极相连接、GND管脚接地。

所述的声音采集器为MMA7260型三分量加速度传感器，而放大芯片U为LM386集成电路，主机则为AT89C2051单片机，放大器P为LM741CN型单运算放大器，电位器R14的阻值为10 kΩ。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

    1、本发明通过声控和光控两种方式同时对照明系统进行控制，避免白天路灯也会被点亮，造成电能浪费。

2、本发明光控模块电路结构简单，所使用的电子元件成本低廉。

3、本发明声音检测模块中设置有增益放大电路，其可以对声音信号进行放大，提高了系统的灵敏度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的声音检测模块电路结构示意图；

图3为本发明的光控模块电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明包括主机1，与主机1相连接的声音检测模块2、电源模块5、时钟模块4以及驱动模块6，与驱动模块6相连接的照明设备7，为了实现本发明的目的，本发明还设置有与主机1相连接的光控模块3。

主机1作为本发明的主控模块，对整个照明节电系统起控制作用，其采用AT89C2051单片机来实现。电源模块5对市电进行处理后向系统提供工作电源。当夜晚来临时，因无光线的照射，光控模块3则会发送信号给主机1。声音检测模块2可以安装在楼道或走廊里，当有人通过时其可以检测人们所发出的声音，如脚步声、掌声等，并对声音信号进行处理后输送给主机1。当主机1接收到声音检测模块2和光控模块3所发出的信号后，其发出信号给时钟模块4，同时也发出动作指令给驱动模块6，由驱动模块6对照明设备7进行驱动，点亮照明设备7。一段时间后，行人已通过楼道或走廊，因此不再需要灯光，这时则由时钟模块4发出信号给主机1关闭照明设备7，避免电能浪费。时钟模块4的定时时间可以设置为2分钟，即照明设备7点亮2分钟后再关闭。在白天时，因有光线照射，光控模块3则不会对主机1发送信号，这时如有人走过楼道或走廊时只有声音检测模块2发送声音信号给主机1，主机1则不会启动。

光控模块3为本发明的重点，如图3所示，其由光控触发电路，与光控触发电路相连接的振荡电路组成。而光控触发电路由光敏二极管D7，三极管VT6，三极管VT7，N极与振荡电路相连接、P极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D9，一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与二极管D9的N极相连接的电阻R13，一端与三极管VT6的基极相连接、另一端则经电阻R12后与三极管VT6的发射极相连接的电阻R11，P极与三极管VT6的发射极相连接、N极与三极管VT7的基极相连接的二极管D8组成。光敏二极管D7的N极与二极管D9的N极相连接的同时接外部的15V电压、P极与三极管VT6的基极相连接，三极管VT7的发射极与电阻R11和电阻R12的连接点以及振荡电路相连接的同时接地。

所述振荡电路由三极管VT8，放大器P，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端则经电阻R15后与放大器P的正相输入端相连接的电位器R14，负极与三极管VT8的集电极相连接、正极与放大器P的反相输入端相连接的电容C8，正极与放大器P的输出端相连接、负极经双向稳压二极管D10后与三极管VT8的集电极相连接的同时接地的电容C9，一端与放大器P的反相输入端相连接、另一端与电容C9和双向稳压二极管D10的连接点相连接的电阻R17，以有串接在放大器P的正相输入端与输出端之间的电阻R16组成。所述三极管VT8的基极和集电极均与三极管VT7的发射极相连接、发射极与电位器R14的滑动端相连接。为了更好的实施本发明，放大器P优选为LM741CN型单运算放大器，而电位器R14的阻值为10 kΩ。

在白天时，因光线的照射，光敏二极管D7呈低阻状态，这时三极管VT6和三极管VT7均处于截止状态。在晚上时无光线照射，光敏二极管D7则呈高阻状态，这时三极管VT6和三极管VT7导通，从而触发振荡电路使其起振，从而发送信号给主机1。

如图2所示，声音检测模块2则其由声音采集器，与声音采集器相连接的补偿电路，与补偿电路相连接的筛选电路，以及与筛选电路相连接的增益放大电路组成。为了更好的实施本发明，该声音采集器优选为MMA7260型三分量加速度传感器，其灵敏度和精确度都很高。

声音采集器采集到声音信号后传输给补偿电路，该补偿电路由三极管VT1，二极管D1，二极管D2，二极管D3，二极管D4，电阻R1，电阻R3，电容C1，电容C2组成。电容C1的正极与声音采集器输出端相连接、负极则与二极管D1的P极相连接，二极管D2的N极与电容C1的负极相连接、P极与三极管VT1的集电极相连接，二极管D4的N极与三极管VT1的基极相连接、P极则与筛选电路相连接，二极管D3的N极接外部15V电压、P极与筛选电路相连接，电阻R3的一端与二极管D3的N极相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接，电容C2的负极与电容C1的正极相连接、正极则经电阻R1后与筛选电路相连接。该三极管VT1的发射极接地、集电极与二极管D4的N极相连接，二极管D1的N极与筛选电路相连接。

筛选电路可以对声音信号进行筛选，其由三极管VT2，三极管VT3，一端同时与二极管D3的P极以及增益放大电路相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R4，N极与三极管VT3的发射极相连接、P极则经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的二极管D5，一端与二极管D4的P极以及二极管D5的P极相连接、另一端与电阻R1相连接的电阻R2，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极与增益放大电路相连接的电容C4，负极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接的电容C3组成；所述三极管VT2的基极与二极管D1的N极相连接，三极管VT3的基极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、集电极则与增益放大电路相连接。

增益放大电路可以放大声音信号，从而提高系统的灵敏性。其由放大芯片U，三极管VT4，三极管VT5，一端与电容C4的负极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接的电位器R6，一端与二极管D3的P极相连接、另一端则经电阻R8后与三极管VT4的发射极相连接的电阻R7，负极与放大芯片U的VS管脚相连接、正极与三极管VT4的基极相连接的电容C5，N极与三极管VT4的发射极相连接、P极则与三极管VT5的发射极相连接的二极管D6，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端作为电路输出端的电阻R10，负极与放大芯片U的OUT管脚相连接、正极与三极管VT5的基极相连接的电容C6，一端与放大芯片U的OUT管脚相连接、另一端经电容C7后接地的电阻R9组成；三极管VT4的集电极与三极管VT5的发射极相连接，放大芯片U的VS管脚与电阻R7和电阻R8的连接点相连接、IN+管脚与电位器R6的滑动端相连接、IN-管脚和GAIN管脚均与三极管VT3的集电极相连接、VS管脚同时与电阻R9和电容C7的连接点以及三极管VT5的集电极相连接、GND管脚接地。只要调整电位器R6的阻值则可以调整信号的放大倍数，为了使信号放大的范围更宽，该电位器R6的阻值为25kΩ。该放大芯片U优选为LM386集成芯片，其自身的功耗低，静态时约为4mA，这样可以降低系统自身的能耗。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (10)

1.一种基于多点控制的智能照明节电系统，包括主机（1），与主机（1）相连接的声音检测模块（2）、电源模块（5）、时钟模块（4）以及驱动模块（6），与驱动模块（6）相连接的照明设备（7），其特征在于：还包括有与主机（1）相连接的光控模块（3）；所述的光控模块（3）由光控触发电路，与光控触发电路相连接的振荡电路组成；

所述光控触发电路由光敏二极管D7，三极管VT6，三极管VT7，N极与振荡电路相连接、P极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D9，一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与二极管D9的N极相连接的电阻R13，一端与三极管VT6的基极相连接、另一端则经电阻R12后与三极管VT6的发射极相连接的电阻R11，P极与三极管VT6的发射极相连接、N极与三极管VT7的基极相连接的二极管D8组成；光敏二极管D7的N极与二极管D9的N极相连接、P极与三极管VT6的基极相连接，三极管VT7的发射极与电阻R11和电阻R12的连接点以及振荡电路相连接的同时接地；

所述振荡电路由三极管VT8，放大器P，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端则经电阻R15后与放大器P的正相输入端相连接的电位器R14，负极与三极管VT8的集电极相连接、正极与放大器P的反相输入端相连接的电容C8，正极与放大器P的输出端相连接、负极经双向稳压二极管D10后与三极管VT8的集电极相连接的同时接地的电容C9，一端与放大器P的反相输入端相连接、另一端与电容C9和双向稳压二极管D10的连接点相连接的电阻R17，以有串接在放大器P的正相输入端与输出端之间的电阻R16组成；所述三极管VT8的基极和集电极均与三极管VT7的发射极相连接、发射极与电位器R14的滑动端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的声音检测模块（2）则由声音采集器，与声音采集器相连接的补偿电路，与补偿电路相连接的筛选电路，以及与筛选电路相连接的增益放大电路组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的补偿电路由三极管VT1，二极管D1，正极与声音采集器输出端相连接、负极则与二极管D1的P极相连接的电容C1，N极与电容C1的负极相连接、P极与三极管VT1的集电极相连接的二极管D2，N极与三极管VT1的基极相连接、P极则与筛选电路相连接的二极管D4，N极与外部电压相连接、P极与筛选电路相连接的二极管D3，一端与二极管D3的N极相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接的电阻R3，负极与电容C1的正极相连接、正极则经电阻R1后与筛选电路相连接的电容C2组成；所述三极管VT1的发射极接地、集电极与二极管D4的N极相连接，二极管D1的N极与筛选电路相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的筛选电路由三极管VT2，三极管VT3，一端同时与二极管D3的P极以及增益放大电路相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R4，N极与三极管VT3的发射极相连接、P极则经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的二极管D5，一端与二极管D4的P极以及二极管D5的P极相连接、另一端与电阻R1相连接的电阻R2，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极与增益放大电路相连接的电容C4，负极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接的电容C3组成；所述三极管VT2的基极与二极管D1的N极相连接，三极管VT3的基极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、集电极则与增益放大电路相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的增益放大电路由放大芯片U，三极管VT4，三极管VT5，一端与电容C4的负极相连接、另一端与三极管VT3的集电极相连接的电位器R6，一端与二极管D3的P极相连接、另一端则经电阻R8后与三极管VT4的发射极相连接的电阻R7，负极与放大芯片U的VS管脚相连接、正极与三极管VT4的基极相连接的电容C5，N极与三极管VT4的发射极相连接、P极则与三极管VT5的发射极相连接的二极管D6，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端作为电路输出端的电阻R10，负极与放大芯片U的OUT管脚相连接、正极与三极管VT5的基极相连接的电容C6，一端与放大芯片U的OUT管脚相连接、另一端经电容C7后接地的电阻R9组成；三极管VT4的集电极与三极管VT5的发射极相连接，放大芯片U的VS管脚与电阻R7和电阻R8的连接点相连接、IN+管脚与电位器R6的滑动端相连接、IN-管脚和GAIN管脚均与三极管VT3的集电极相连接、VS管脚同时与电阻R9和电容C7的连接点以及三极管VT5的集电极相连接、GND管脚接地。

6.根据权利要求5所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的声音采集器为MMA7260型三分量加速度传感器。

7.根据权利要求5所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的放大芯片U为LM386集成电路。

8.根据权利要求5所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的主机为AT89C2051单片机。

9.根据权利要求1~5任一项所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述的放大器P为LM741CN型单运算放大器。

10.根据权利要求5所述的一种基于多点控制的智能照明节电系统，其特征在于：所述电位器R14的阻值为10 kΩ。