CN104780687A - 一种人体红外微波感应小夜灯 - Google Patents

Abstract

一种人体红外微波感应小夜灯，包括LED照明电路，其特征在于：还包括AC-DC转换电源电路、环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路和信号分析控制芯片，AC-DC转换电源电路的交流电压输入端与市电连接；所述的环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路、LED照明电路分别与信号分析控制芯片连接。本发明的有益效果是：1、当夜间人在休息的时候处于熄灭状态，不影响孩子的视力发育、睡眠质量以及生长发育；2、当环境光线不足或夜间人活动的时候小夜灯处于点亮状态，不影响其辅助照明的功能。3、在通用模式下感应范围不存在死角，信号不容易被阻断而导致小夜灯不能正常辅助照明，使用更加方便。

Description

一种人体红外微波感应小夜灯

技术领域

本发明涉及一种夜灯，具体涉及一种人体红外微波感应小夜灯，属于照明技术领域。

背景技术

夜间开灯睡觉会使人体产生一种“光压力”，会影响人体正常代谢功能，包括正常的体内生理生化反应，甚至使人体的心跳、脉搏、血压异常，导致疾病发生。对婴幼儿来说，开灯睡觉尤其不好。任何人工光源都会产生一种很微妙的光压力，这种光压力的长期存在，会使人、尤其是婴幼儿表现得骚动不安、情绪不宁，以致难以成眠，睡眠质量不好。同时，让婴幼儿长久在灯光下睡觉，会进一步影响他们眼部网状激活系统，使宝宝们每次的睡眠时间缩短，睡眠深度变浅而容易惊醒。

目前市场销售的小夜灯实现方式:由光敏二极管或光敏电阻模块、传感器控制IC、AC-DC转换电路组成。以上实现方式的不足在于：(1)夜灯会根据光线不足自动点亮，一直常亮，不会根据人体进入睡眠后自动熄灭夜灯，造成光污染；(2)夜灯常亮对于在卧室环境使用的人来说，产生很严重的危害；(3)感应范围存在盲区，感应信号会被物体阻断。这些危害包括：对于正在生长发育的小孩子，影响视力发育、睡眠质量以及生长发育；对于成年人，影响睡眠质量，第二天的精神状况以及身体健康等。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的小夜灯长时间开启所带来的危害，克服了现有小夜灯的感应范围存在盲区，感应信号会被物体阻断等问题，而提供一种不仅能作为辅助照明使用，对人在光线不足时给予补充，且对夜间活动能进行引导，还能够保证人在夜间休息时处于熄灯状态而不会影响人体休息，并且感应信号不会被除金属以外的材料阻断的人体红外微波感应小夜灯，同时它又具有省电、节能、稳定可靠的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

人体红外微波感应小夜灯，包括LED照明电路，其特征在于：还包括AC-DC转换电源电路、环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路和信号分析控制芯片，AC-DC转换电源电路的交流电压输入端与市电连接；所述的环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路、LED照明电路分别与信号分析控制芯片连接。

所述LED照明电路由LED、Q2、R14、R15组成，与信号分析控制芯片的第2脚连接；环境光检测电路由R7、RB组成，将得到的分压输出到信号分析控制芯片的第9脚，决定信号分析控制芯片是否接收人体微波感应电路与PIR热释电人体传感器电路的信号；AC-DC转换电源电路由R16、R17、R18、R、D、D2、D3、C19、C20组成，将电网电压AC220V转换成DC+5V的电压并给LED照明电路、信号分析控制芯片、环境光检测电路、PIR热释电人体传感器电路和人体微波感应电路供电；PIR热释电人体传感器电路由U2、C18、C17组成，通过对环境检测将得到的信号输入到信号分析控制芯片的第14脚。

所述人体微波感应电路包括电容C2、C3、C4、C5、C9、C21、C1、C6、C7、C8，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，微波三极管Q1和发射天线；所述微波感应电路的C2、C3、C4、C5、C21一端与+5V电压相连，C2、C3、C4、C5、C21另一端接地；微波三极管Q1的集电极与+5V电压相连；R1一端与+5V电压相连，R1另一端与R2、C1相连，C1另一端接地，R2另一端与微波三极管Q1的基极和R3相连，R3另一端接地，微波三极管Q1的发射极与发射天线一端相连，发射天线另一端与R4、R5、C6、C7相连，R4、C6、C7另一端接地，R5另一端与R6、C8、C9相连，R6、C8、C9的另一端接地。

所述信号分析控制芯片型号为BISS0001，所述环境光检测电路与信号分析控制芯片的第9脚连接；所述人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路与信号分析控制芯片的第14脚连接，所述的LED照明电器与信号分析控制芯片的第2脚连接。

所述信号分析控制芯片的第8脚与+5V电压以及电阻R7一端相连，电阻R7另一端与信号分析控制芯片的第9脚相连，信号分析控制芯片的第10脚与R8相连，R8另一端接地；信号分析控制芯片的第16脚与C14相连，C14与R9相连，R9另一端连接到信号分析控制芯片的第13脚。

所述人体红外微波感应小夜灯包括下盖、LEDPCB支架、LED透光罩、上盖、热敏电阻透镜、LEDPCB、PCB控制板、PIR人体感应透镜和按键。

所述人体红外微波感应小夜灯的主要装配步骤如下：小夜灯下盖中的二脚插头用电源线与PCB控制板AC220输入端连接，并将PCB控制板通过中心定位孔装入到小夜灯下盖中；将LEDPCB插入LEDPCB支架中，并用电源线将LEDPCB的输入端与PCB控制板的直流输出部分连接；将已固定在一起的LEDPCB与LEDPCB支架插入到小夜灯下盖的定位槽中；将LED透光罩、热敏电阻透镜、PIR人体感应透镜插入到小夜灯上盖中；将已组合好的小夜灯下盖与小夜灯上盖合在一起组成人体红外感应小夜灯。

本发明所述人体红外微波感应小夜灯的主要工作原理：利用多普勒雷达原理，通过在PCB上布设平板圆形天线，对环境发出频率为10.525GHZ的微波，通过频率的变化来感应物体。当环境光检测电路检测到光线不足时(<10LUX)，微波感应电路与PIR热释电人体传感器电路开启检测环境，当人进入本发明小夜灯的感应范围内，产生有强弱的脉冲信号，得到有效的脉冲信号输入芯片的第14脚即前置放大器正向输入端，经过前置放大后处理过的脉冲信号由第16脚即前置放大器输出端输出，再输入到第13脚即第二级放大器的反向输入端，信号经过第二级放大后，再次通过芯片内部的双向增辐器得到输出信号，开启小夜灯为人提供辅助照明。

本发明的有益效果是：

1、若在卧室使用时，当在夜间且人在休息的时候处于熄灭状态，不影响孩子的视力发育、睡眠质量以及生长发育；不影响于成年人的睡眠质量，第二天的精神状况以及身体健康等。

2、当环境光线不足或夜间人活动的时候小夜灯处于点亮状态，不影响其辅助照明的功能。

3、在通用模式下感应范围不存在死角，信号不容易被阻断，不会因为某些感应死角或信号阻断而导致小夜灯不能正常辅助照明，使用更加方便。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的电路原理图。

图3是本发明的构件分体与整体状态示意图。

图4是本发明的装配结构纵剖面图。

图5是本发明的装配结构横断面图。

图6是本发明的通用模式下感应范围示意图。

图7是本发明的一键卧室模式下感应范围示意图。

图中标记：1-下盖；2-LEDPCB支架；3-LED透光罩；4-上盖；5-热敏电阻透镜；6-LEDPCB；7-PCB控制板；8-PIR人体感应透镜；9-按键。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1、2所示，本发明人体红外微波感应小夜灯，包括LED照明电路、采用阻容降压电路的AC-DC转换电源电路、采用光敏电阻的环境光检测电路、人体微波感应电路、采用热释电探头的PIR热释电人体传感器电路和信号分析控制芯片U1，AC-DC转换电源电路的交流电压输入端与市电连接，它的直流电压输出给环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路、信号分析控制芯片U1(BISS0001)和LED照明电路提供电源；所述的环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路、LED照明电路分别与信号分析控制芯片U1连接。

如图2所示，本发明所述LED照明电路由LED、Q2、R14、R15组成，与信号分析控制芯片U1的第2脚连接；环境光检测电路由R7、RB组成，将得到的分压输出到信号分析控制芯片U1的第9脚，决定信号分析控制芯片U1是否接收人体微波感应电路与PIR热释电人体传感器电路的信号；AC-DC转换电源电路由R16、R17、R18、R、D、D2、D3、C19、C20组成，将电网电压AC220V转换成DC+5V的电压并给LED照明电路、信号分析控制芯片U1、环境光检测电路、PIR热释电人体传感器电路和人体微波感应电路供电；PIR热释电人体传感器电路由U2、C18、C17组成，通过对环境检测将得到的信号输入到信号分析控制芯片U1的第14脚；

本发明所述人体微波感应电路包括0.1uF的电容C2、C3、C4、C5、C9、C21，100欧姆的电阻R1，4.7K欧姆的电阻R2，1.24K欧姆的电阻R3，150欧姆的电阻R4，1K欧姆的电阻R5，4.7K欧姆的电阻R6，100pF的电容C1、C6、C7、C8，微波三极管Q1和发射天线A1；该微波感应电路的C2、C3、C4、C5、C21一端与+5V电压相连，C2、C3、C4、C5、C21另一端接地；微波三极管Q1的集电极与+5V电压相连；R1的一端与+5V电压相连，R1另一端与R2、C1相连，C1另一端接地，R2另一端与微波三极管Q1的基极和R3相连，R3另一端接地，微波三极管Q1的发射极与发射天线A1一端相连，发射天线A1另一端与R4、R5、C6、C7相连，R4、C6、C7另一端接地，R5另一端与R6、C8、C9相连，R6、C8、C9的另一端接地，通过对环境检测将得到的信号输入到信号分析控制芯片U1的第14脚。

本发明所述信号分析控制芯片U1的第8脚与+5V电压以及电阻R7一端相连，电阻R7另一端与信号分析控制芯片U1的第9脚相连，信号分析控制芯片U1的第10脚与R8相连，R8另一端接地；信号分析控制芯片U1的第16脚输出与C14相连，C14与R9相连，R9另一端连接到信号分析控制芯片U1的第13脚。

如图3、4、5所示，本发明所述人体红外微波感应小夜灯，主要包括下盖1、LEDPCB支架2、LED透光罩3、上盖4、热敏电阻透镜5、LEDPCB6、PCB控制板7、PIR人体感应透镜8和按键9。

所述人体红外微波感应小夜灯的主要装配步骤如下：小夜灯下盖1中的二脚插头用电源线与PCB控制板7AC220输入端连接，并将PCB控制板7通过中心定位孔装入到小夜灯下盖1中；将LEDPCB6插入LEDPCB支架2中，并用电源线将LEDPCB6的输入端与PCB控制板7的直流输出部分连接；将已固定在一起的LEDPCB6与LEDPCB支架2插入到小夜灯下盖1的定位槽中；将LED透光罩3、热敏电阻透镜5、PIR人体感应透镜8、热敏电阻透镜5插入到小夜灯上盖4中；将已组合好的下盖1与上盖4合在一起组成人体红外微波感应小夜灯。

本发明所述人体红外微波感应小夜灯的工作过程和工作原理如下：

通过电路设计，对人体微波感应与PIR人体红外感应进行调节控制，电路主要通过调整控制电路中电阻R9与R10的阻值以降低灵敏度，关闭微波感应电路，只开启PIR热释电人体传感器电路，运用其感应存在死角的这一特性，减小对人体的检测范围；芯片功能模式切换，将信号分析控制芯片U1的第1脚由接+5V变为接地，从可重复触发模式变成不可重复触发模式，进一步减小本发明小夜灯由于误触发而影响人休息，达到人在休息的时候小夜灯在卧室中不影响人休息这一功能。

电路的主要原理：利用多普勒雷达原理，通过在PCB上布设平板圆形天线，对环境发出频率为10.525GHZ的微波，通过频率的变化来感应物体。当环境光检测电路检测到光线不足时(<10LUX)，微波感应电路与PIR热释电人体传感器电路开启检测环境，当人进入本发明小夜灯的感应范围内，产生有强弱的脉冲信号，得到有效的脉冲信号输入芯片U1的第14脚即前置放大器正向输入端，经过前置放大后处理过的脉冲信号由第16脚即前置放大器输出端输出，再输入到第13脚即第二级放大器的反向输入端，信号经过第二级放大后，再次通过芯片内部的双向增辐器得到输出信号，开启小夜灯为人提供辅助照明。在休息时轻微的翻身动作不会触发小夜灯的工作，当从床上起身下床(动作幅度较大)的时候，达到小夜灯的开启条件，短时间内不影响其他人的情况下小夜灯起到夜间引导的作用。

本发明所述人体微波感应小夜灯具有两种工作模式：

1.当信号分析控制芯片U1的第1脚接+5V电压时，为人体红外微波感应小夜灯被应用于一般场合时，使用小夜灯的通用模式功能，以微波感应为主，PIR热释电人体感应为辅，感应范围为直径4m的圆形；感应范围如图6所示。

此时使用微波感应与PIR热释电人体传感器电路，感应范围为最大，信号分析控制芯片U1采用连续触发模式。当环境的照度低于10LUX时，环境光检测电路中的光敏电阻阻值迅速增大，R7与RB为分压电路U2的输入电压由0.2V迅速超过1.2V，信号分析控制芯片U1开始工作，U1开始接收微波感应电路与PIR热释电人体传感器电路的信号。当检测范围内没有人的移动时，人体红外微波小夜灯处于关灯状态；当微波感应电路或PIR热释电人体传感器电路检测到人体信号时，感应电路产生有强弱的脉冲信号，得到有效的脉冲信号输入芯片U1的第14脚即前置放大器正向输入端)，经过前置放大后处理过的脉冲信号由U1的第16脚即前置放大器输出端输出，经过C14与R9的滤波后再输入到U1的第13脚即第二级放大器的反向输入端，信号经过第二级放大后，再次通过U1内部的双向增辐器后，U1的第2脚产生+5V的输出信号，输出信号通过R14电阻接Q2的基极，Q2处于导通状态，LED被点亮为人提供辅助照明，U1进入20秒左右的延时状态。由于通用模式下，U1处于可重复触发模式，处于延时状态时，当人一直处于小夜灯检测范围时，LED会一直被点亮。当微波感应电路与PIR热释电人体传感器电路在U1的延时状态时无法检测到人体信号时，小夜灯在约20秒后被关闭。

2.当信号分析控制芯片U1的第1脚接地时，人体红外微波感应小夜灯被应用于卧室时，使用小夜灯的一键卧室功能。只使用PIR热释电人体传感器电路，感应范围减小，信号分析控制芯片U1采用不可重复触发模式。PIR热释电人体感应为主，微波感应关闭，感应范围为角度为30度、半径为3m的扇形区域。感应范围如图7所示。

当环境的照度低于10LUX时，环境光检测电路中的光敏电阻阻值迅速增大，R7与RB为分压电路U2的输入电压由0.2V迅速超过1.2V，信号分析控制芯片U1开始工作，信号分析控制芯片U1开始接收PIR热释电人体传感器电路的信号。当人在床边移动或起身下床时，PIR热释电红外感应信号检测到人的信号后，感应电路产生有强弱的脉冲信号，得到有效的脉冲信号输入信号分析控制芯片U1的第14脚即前置放大器正向输入端，经过前置放大后处理过的脉冲信号由U1的第16脚即前置放大器输出端输出，经过C14与R9的滤波后再输入到U1的第13脚即第二级放大器的反向输入端，信号经过第二级放大后，再次通过信号分析控制芯片U1内部的双向增辐器后，信号分析控制芯片U1的第2脚产生+5V的输出信号，输出信号通过R14电阻接Q2的基极，Q2处于导通状态，LED被点亮为人提供辅助照明，U1进入20秒的延时状态。由于处于一键卧室功能，信号分析控制芯片U1被设置为不可重复触发模式，小夜灯将在20秒后被关闭，在这期间检测到的人体信号，信号分析控制芯片U1都不会对其接收。当小夜灯被关闭后，U1重新开始接收感应电路对环境的检测信号。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种人体红外微波感应小夜灯，包括LED照明电路，其特征在于：还包括AC-DC转换电源电路、环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路和信号分析控制芯片，AC-DC转换电源电路的交流电压输入端与市电连接；所述的环境光检测电路、人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路、LED照明电路分别与信号分析控制芯片连接。

2.根据权利要求1所述的人体红外微波感应小夜灯，其特征在于：所述LED照明电路由LED、Q2、R14、R15组成，与信号分析控制芯片的第2脚连接；环境光检测电路由R7、RB组成，将得到的分压输出到信号分析控制芯片的第9脚，决定信号分析控制芯片是否接收人体微波感应电路与PIR热释电人体传感器电路的信号；AC-DC转换电源电路由R16、R17、R18、R、D、D2、D3、C19、C20组成，将电网电压AC220V转换成DC+5V的电压并给LED照明电路、信号分析控制芯片、环境光检测电路、PIR热释电人体传感器电路和人体微波感应电路供电；PIR热释电人体传感器电路由U2、C18、C17组成，通过对环境检测将得到的信号输入到信号分析控制芯片的第14脚。

3.根据权利要求1所述的人体红外微波感应小夜灯，其特征在于：所述人体微波感应电路包括电容C2、C3、C4、C5、C9、C21、C1、C6、C7、C8，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，微波三极管Q1和发射天线；所述微波感应电路的C2、C3、C4、C5、C21一端与+5V电压相连，C2、C3、C4、C5、C21另一端接地；微波三极管Q1的集电极与+5V电压相连；R1一端与+5V电压相连，R1另一端与R2、C1相连，C1另一端接地，R2另一端与微波三极管Q1的基极和R3相连，R3另一端接地，微波三极管Q1的发射极与发射天线一端相连，发射天线另一端与R4、R5、C6、C7相连，R4、C6、C7另一端接地，R5另一端与R6、C8、C9相连，R6、C8、C9的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的人体红外微波感应小夜灯，其特征在于：所述信号分析控制芯片型号为BISS0001，所述环境光检测电路与信号分析控制芯片的第9脚连接；所述人体微波感应电路、PIR热释电人体传感器电路与信号分析控制芯片的第14脚连接，所述的LED照明电路与信号分析控制芯片的第2脚连接。

5.根据权利要求1所述的人体红外微波感应小夜灯，其特征在于：所述信号分析控制芯片的第8脚与+5V电压以及电阻R7一端相连，电阻R7另一端与信号分析控制芯片的第9脚相连，信号分析控制芯片的第10脚与R8相连，R8另一端接地；信号分析控制芯片的第16脚与C14相连，C14与R9相连，R9另一端连接到信号分析控制芯片的第13脚。