CN104837277A - 带有社交功能的智能台灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能台灯，尤其是一种带有社交功能的智能台灯，属于智能照明的技术领域。按照本发明提供的技术方案，所述带有社交功能的智能台灯，包括用于照明的LED恒流模块以及控制所述LED恒流模块发光状态的微控制器；所述微控制器还与能进行数据交互的数据通信模块连接，微控制器通过数据通信模块进行所需的数据交换操作。本发明不仅从学生健康角度出发，自动开关光源及亮度调节，坐姿调整，用眼提醒；从学生学习角度出发，整合并分享学习资源，通过互联网交换信息，分享心得，实现了具备社交功能的智能台灯，大大提高学生学习能动性与有效性，能够光线自感应，全面为用户的健康保驾护航。

Description

带有社交功能的智能台灯

技术领域

本发明涉及一种智能台灯，尤其是一种带有社交功能的智能台灯，属于智能照明的技术领域。

背景技术

学生在学习时，时常会遇到学习资源紧张短缺，求助不得门，遇到问题或产生心得与想法时，同学与同学，同学与老师此之间无法实时而有效地沟通，分享。而学生在学习时，随着学习时间的增加，学习姿势开始不自觉的改变，不规范；视力方面，不科学用眼，增加视力负担，长久以往，无论对正在发育中的脊椎还是眼睛，势必都会产生不利影响。而有些学生在学习时注意力无法集中，三心二意，需要家长时时督促或选择陪读的形式,然而这样做，不仅浪费家长的精力，也容易引起学生的不良情绪，对学习起不到一个积极的作用。然而，针对学生时代这些常见性的问题，市面上却没有一款产品能够集中有效的解决，使得这些现象常见却成为无助的疑难杂症。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带有社交功能的智能台灯，其整合了学习资料，同时，可以作业时间统计，教育资源在线收听，同学间远程交流，师生间互动，彼此间分享等功能，真正实现了陪伴孩子成长，督促孩子学习的目的，大大提高学生学习能动性与有效性，能够光线自感应，坐姿调整监测及科学学习用时提醒，全面为用户的健康保驾护航。

按照本发明提供的技术方案，所述带有社交功能的智能台灯，包括用于照明的LED恒流模块以及控制所述LED恒流模块发光状态的微控制器；所述微控制器还与能进行数据交互的数据通信模块连接，微控制器通过数据通信模块进行所需的数据交换操作。

所述微控制器通过数据通信模块进行的数据交换操作包括分享统计的作业时间、教育资源在线收听或多人远程互动。

所述微控制器还与用于采集光线强度的光照传感器以及用于检测是否有人体存在的热释电传感器连接；热释电传感器能向微控制器传输LED恒流模块照明范围内的人体存在信号，光照传感器能向微控制器内传输LED恒流模块所在环境的环境光线强度；

当微控制器接收到热释电传感器传输的人体存在信号且光照传感器传输的环境光线强度与微控制器内的预设照明光线强度相匹配时，微控制器驱动LED恒流模块发光工作且使得LED恒流模块的发光亮度与所述环境光线强度相匹配。

所述微控制器驱动LED恒流模块发光工作时，微控制器对LED恒流模块发光工作时间进行计时，当LED恒流模块的发光工作时间与微控制器内的预设用眼工作时间匹配时，微控制器输出用眼时间提醒信号；

微控制器驱动LED恒流模块发光工作后，通过热释电传感器确定人体离开LED恒流模块且离开LED恒流模块的时间与微控制器内的预设离开关闭时间相匹配时，微控制器关断LED恒流模块的发光工作状态。

所述微控制器还与用于检测人体坐姿状态的超声波传感器连接，超声波传感器能向微控制器传输坐姿偏离信号，微控制器接收到超声波传感器传输的坐姿偏离信号后，微控制器输出坐姿报警信号。

所述微控制器通过数据通信模块与智能终端连接，所述智能终端能通过数据通信模块调整微控制器内的预设照明光线强度、预设用眼工作时间以及预设离开时间，且智能终端还能通过数据通信模块向微控制器内传输坐姿提醒功能状态信号，微控制器根据坐姿提醒功能状态信号确定是否输出坐姿报警信号。

智能终端能通过数据通信模块向微控制器传输录制的用眼时间提醒语音信号或坐姿报警语音信号，微控制器接收并存储录制的用眼时间提醒语音信号以及坐姿报警语音信号，微控制器能通过语音模块输出用眼时间提醒语音信号进行用眼时间提醒，且微控制器能通过语音模块输出坐姿报警语音信号进行坐姿报警。

所述智能终端包括智能手机，数据通信模块包括触摸屏、蓝牙模块以及WIFI模块。

所述数据通信模块的蓝牙模块包括采用型号为RDA5876的蓝牙射频芯片U11，所述蓝牙射频芯片U11的VSS端接地，蓝牙射频芯片U11的UART_RX端通过电阻R44与微控制器连接，蓝牙射频芯片U11的VIO端与磁珠FB2的一端以及电容C46的一端连接，磁珠FB2的另一端与VCC33连接端连接，电容C46的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的VBAT端与磁珠FB3的一端、电容C47的一端以及电容C48的一端连接，磁珠FB3的另一端与VCC33连接端连接，电容C47的另一端以及电容C48的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的XIN端与晶振Y2的CLKIO端以及电容C49的一端连接，电容C49的另一端以及晶振Y2的GND端均接地，蓝牙射频芯片U11的XTAL端与电容C50的一端以及晶振Y2的CLK2端连接，电容C50的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的LDO_ON端通过电阻R45与微控制器连接；

蓝牙射频芯片U11的RF端与电感L2的一端、电容C51的一端连接，电感L2的另一端接地，电容C51的另一端与电容C52的一端以及电容C53的一端连接，电容C53的另一端接地，电容C52的另一端与射频天线RF2连接；蓝牙射频芯片U11的FM_IN端、AGPIO1/BT_PRIORITY端、AGPIO0/BT_ACTIVE端均接地，蓝牙射频芯片U11的VOUT12端与电容C45的一端连接，电容C45的另一端接地，蓝牙射频芯片U11的UART_TX端通过电阻R43与微控制器连接。

所述数据通信模块的WIFI模块包括采用型号为ESP8266的无线芯片U13，所述无线芯片U13的VDDA端、VDDD端均与电容C41的一端以及VCC33连接端连接，电容C41的另一端以及无线芯片U13的GND端均接地；无线芯片U13的LNA端与电容C42的一端、电感L6的一端连接，电容C42的另一端与电感L5的一端以及射频天线RF1连接，电感L5的另一端以及电感L6的另一端均接地；无线芯片U13的VDD3P3端以及CHIP_EN端均与电容C43的一端以及VCC33连接端连接，电容C43的另一端接地；

无线芯片U13的VDDPST端与电容C44的一端以及VCC33连接端连接，电容C44的另一端接地；无线芯片U13的RES12K端与电阻R39的一端连接，电阻R39的另一端通过电阻R38接地；无线芯片U13的XTAL_IN端与晶振Y3的CLKIO端以及电容C39的一端连接，电容C39的另一端以及晶振Y3的GND端均接地，无线芯片U13的XTAL_OUT端与晶振Y3的CLK2端以及电容C40端连接。

所述语音模块包括采用型号为HT6818的音频功率芯片U6A，音频功率芯片U6A的INL-端与电容C16的一端连接，音频功率芯片U6A的INL+端与电容C18的一端连接，电容C16的另一端接地，电容C18的另一端与电阻R10的一端以及电容C17的一端连接，电阻R10的另一端接地，电容C17的另一端与电阻R11的一端连接；

音频功率芯片U6A的ACRC端与电阻R12的一端以及电容C19的一端连接，电容C19的另一端以及电阻R12的另一端均接地音频功率芯片U6A的一PVDD端与电容C20的一端、电阻R15的一端以及VCC33连接端连接，电容C20的另一端接地，电阻R15的另一端与三极管Q1的集电极以及音频功率芯片U6A的MUTE端连接；音频功率芯片U6A的PGND端接地，三极管Q1的基极端与电阻R14的一端、电容C21的一端连接，电容C21的另一端以及三极管Q1的发射极端接地，电阻R14的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与VCC50连接端连接；

音频功率芯片U6A的/SDL端、AVDD端以及/SDR端均与电容C26的一端、电容C27的一端以及VCC33连接端连接，电容C26的另一端以及电容C27的另一端均接地，音频功率芯片U6A的另一PVDD端与电容C25的一端以及VCC50连接端连接，电容C25的另一端接地，音频功率芯片U6A的G0端与VCC50连接端连接，音频功率芯片U6A的INR+端与电容C23的一端连接，电容C23的另一端与电容C24的一端以及电阻R16的一端连接，电容C24的一端与电阻R17的一端连接，电阻R16的另一端接地，音频功率芯片U6A的INR-端与电容C22的一端连接，电容C22的另一端接地。

所述微控制器的电源端以及LED恒流模块的电源端均与电源模块连接；

所述电源模块包括电压转换芯片U1、电压转换芯片U2以及电压转换芯片U3；电压转换芯片U1采用型号为PV0124W12V的芯片，电压转换芯片U1通过L端、N端与外部电源连接，电压转换芯片U1的VOUT端与电容C1的一端、电容C2的一端以及电压转换芯片U2的Vin端连接，电容C1的另一端、电容C2的另一端以及电压转换芯片U1的GND端均接地，电压转换芯片U1的VOUT端同时形成VCC12V连接端；

电压转换芯片U2采用型号为78M05的芯片，电压转换芯片U2的Vout端与电容C3的一端、电容C4的一端、电容C54的一端、电容C5的一端以及电压转换芯片U3的VIN端连接，电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C54的另一端、电容C5的另一端以及电压转换芯片U2的GND端均接地，电压转换芯片U2的Vout端同时形成VCC50连接端；

电压转换芯片U3采用型号为XC6206A-3.3V的芯片，电压转换芯片U3的VOUT端与电容C6的一端以及电容C7的一端连接，电容C6的另一端、电容C7的另一端、电压转换芯片U3的GND端均接地，且电压转换芯片U3的VOUT端同时形成VCC33连接端。

所述热释电传感器采用型号为HC-SR501的芯片U10，芯片U10的GND端接地，芯片U10的VCC端与VCC50连接端连接，芯片U10的输出端与电阻R34的一端以及电阻R35的一端连接，电阻R34的另一端与VCC50连接端连接，电阻R35的另一端与三极管Q4的基极端以及电容C37的一端连接，电容C37的另一端以及三极管Q4的发射极端均接地，三极管Q4的集电极端与电阻R36的一端以及电阻R37的一端连接，电阻R36的另一端与VCC33连接端连接，电阻R37的另一端与微控制器的输入端连接。

所述超声波传感器采用型号为HC-SR04的超声波芯片U8，所述超声波芯片U8的VCC端与VCC50连接端连接，超声波芯片U8的Trig端与电阻R29的一端连接，电阻R29的另一端与电阻R28的一端以及三极管Q2的集电极端连接，电阻R28的另一端与VCC50连接端连接，三极管Q2的基极端与电阻R27的一端、电容C35的一端连接，电容C35的另一端以及三极管Q2的发射极端均接地，电阻R27的另一端与电阻R26的一端以及微控制器的输出端连接，电阻R26的另一端与VCC33连接端连接；

超声波芯片U8的Echo端与电阻R30的一端以及电阻R31的一端连接，电阻R30的另一端与VCC50连接端连接，电阻R31的另一端与电容C36的一端以及三极管Q3的基极端连接，电容C36的另一端以及三极管Q3的发射极端均接地，三极管Q3的集电极端与电阻R32的一端以及电阻R33的一端连接，电阻R32的另一端与VCC33连接端连接，电阻R33的另一端与微控制器的输入端连接，超声波芯片U8的GND端接地。

所述LED恒流模块采用型号为UC5710的恒流驱动芯片U7，所述恒流驱动芯片U7的VDD端与VCC50连接端连接，恒流驱动芯片U7的DIM端与微控制器的输出端连接，恒流驱动芯片U7的CHI端与发光二极管D1的阴极端连接，发光二极管D1的阳极端与发光二极管D2的阴极端连接，发光二极管D2的阳极端与发光二极管D3的阴极端连接，发光二极管D3的阳极端与VCC12V连接端、电容C55的一端、电容C56的一端以及发光二极管D6的阳极端连接，电容C55的另一端以及电容C56的另一端均接地，发光二极管D6的阴极端与发光二极管D5的阳极端连接，发光二极管D5的阴极端与发光二极管D4的阳极端连接，发光二极管D4的阴极端与恒流驱动芯片U7的CH2端连接，恒流驱动芯片U7的GND1端、GND2端均接地，恒流驱动芯片U7的Rext端与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端接地。

本发明的优点：不仅从学生健康角度出发，自动开关光源及亮度调节，坐姿调整，用眼提醒；从学生学习角度出发，整合并分享学习资源，通过互联网交换信息，分享心得，实现了具备社交功能的智能台灯，大大提高学生学习能动性与有效性，能够光线自感应，全面为用户的健康保驾护航。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明LED恒流模块的电路原理图。

图3为本发明电源模块的电路原理图。

图4为本发明热释电传感器的电路原理图。

图5为本发明超声波传感器的电路原理图。

图6为本发明蓝牙模块的电路原理图。

图7为本发明WIFI模块的电路原理图。

图8为本发明语音模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了能提高学生学习能动性与有效性，本发明包括用于照明的LED恒流模块以及控制所述LED恒流模块发光状态的微控制器；所述微控制器还与能进行数据交互的数据通信模块连接，微控制器通过数据通信模块进行所需的数据交换操作。

具体地，微控制器能驱动LED恒流模块发光工作，微控制器可以采用现有常用的微处理芯片，如单片机、嵌入式处理系统等，只要微控制器能接收热释电传感器以及光照传感器传输的信号，并驱动与控制LED恒流模块的发光状态即可。在具体实施时，为了形成完整的台灯，还需要包括灯座以及灯壳等部分，微控制器、LED恒流模块、数据通信模块均在灯座或灯壳内，具体位置可以根据需要进行设置，具体不再赘述。

在具体实施时，所述微控制器通过数据通信模块进行的数据交换操作包括分享统计的作业时间、教育资源在线收听或多人远程互动。一般地，微控制器内包含计时器以及存储器，本发明的智能台灯可以供学生学习或工作照明需要，在学生开始时，可以利用微控制器内的计时器对做作业的时间进行计时。当完成作业后，可以对微控制器内统计的作业时间进行分享，所述分享即让别人知道自己的做作业统计时间。一般地，微控制器通过数据通信模块进行数据交换时，微控制器需要通过数据通信模块与互联网连接，分享统计的作业时间可以在指定的服务器或网站、网络社区、局域网等实现，微控制器通过数据通信模块进行数据分享的过程可以采用现有常用的数据分享手段实施，具体不再赘述。

当微控制器通过数据通信模块进行教育资源在线收听时，微控制器可以通过数据通信模块与指定的在线教育网站或服务器连接，通过对在线教育网站或服务器的访问，实现在线资源的查看。微控制器通过数据通信模块进行多人远程互动是指同学之间、学生与教师之间可以直接进行文字、语音或视频方面的沟通，在多人远程互动的过程中能更有效的提高学习能动性以及学习效率。微控制器通过数据通信模块实现教育资源的在线收听以及多人互动均可以采用现有常用的技术手段，具体实施过程不再赘述。

所述微控制器还与用于采集光线强度的光照传感器以及用于检测是否有人体存在的热释电传感器连接；热释电传感器能向微控制器传输LED恒流模块照明范围内的人体存在信号，光照传感器能向微控制器内传输LED恒流模块所在环境的环境光线强度；

当微控制器接收到热释电传感器传输的人体存在信号且光照传感器传输的环境光线强度与微控制器内的预设照明光线强度相匹配时，微控制器驱动LED恒流模块发光工作且使得LED恒流模块的发光亮度与所述环境光线强度相匹配。

热释电传感器通过感应确定是否有人体存在，光照传感器能确定台灯所处环境中的环境光线强度。为了能使得台灯智能开启，在微控制器内预先设置预设照明光线强度，预设照明光线强度的具体值可以根据需要进行选择确定；环境光线强度与预设照明光线强度相匹配是指环境光线强度不能满足当前工作或学习的用眼要求，微控制器此时会驱动LED恒流模块自动开始发光工作，且LED恒流模块的发光亮度与环境光线强度相匹配，其中，LED恒流模块的发光亮度与环境光线强度匹配是指LED恒流模块的发光亮度与环境光线强度完全能满足当前工作或学习的用眼要求，即微控制器根据环境光线强度来调节LED恒流模块的发光亮度。

所述微控制器驱动LED恒流模块发光工作时，微控制器对LED恒流模块发光工作时间进行计时，当LED恒流模块的发光工作时间与微控制器内的预设用眼工作时间匹配时，微控制器输出用眼时间提醒信号；

微控制器驱动LED恒流模块发光工作后，通过热释电传感器确定人体离开LED恒流模块且离开LED恒流模块的时间与微控制器内的预设离开关闭时间相匹配时，微控制器关断LED恒流模块的发光工作状态。

本发明实施例中，当微控制器驱动LED恒流模块发光工作后，即启动计时器对LED恒流模块的发光时间进行计时。根据工作或学习时间的用眼长度要求，可以在微控制器内设置用眼工作时间，当计时器对LED恒流模块技术的发光工作时间达到预设用眼工作时间的范围时，微控制器会通过扬声器或显示屏输出用眼时间提醒信号，以避免长时间用眼导致的眼疲劳。当通过扬声器或显示屏输出用眼时间提醒信号时，则需要在台灯上安装所需的扬声器或显示屏。在具体实施时，光照传感器采用导光管的可见光光敏电阻，在黑暗环境下，光敏电阻的阻值高，光敏电阻在受到光照且光辐射能量足够大时，电阻率变小，微控制器通过读取光敏电阻的阻值来确定当前的环境光线强度。

在LED恒流模块发光工作后，可能会存在台灯使用者离开不再使用台灯的情况。在通过热释电传感器确定人体离开，且对人体离开的时间进行计时，当离开的时间与预设离开关闭时间相匹配时，为了节能等，微控制器会关断LED恒流模块。离开LED恒流模块的时间与预设离开关闭时间相匹配是指微控制器对人体离开的时间进入预设离开关闭时间的范围，预设离开关闭时间可以根据具体需要在微控制器内进行具体选择确定。

所述微控制器还与用于检测人体坐姿状态的超声波传感器连接，超声波传感器能向微控制器传输坐姿偏离信号，微控制器接收到超声波传感器传输的坐姿偏离信号后，微控制器输出坐姿报警信号。

本发明实施例中，超声波传感器安装于台灯的灯头位置，通过超声波传感器检测是否有物体进入下方的检测区域。当工作或学习过程中人体进入超声波传感器的检测区域时，则会被超声波传感器检测到，即认为人体坐姿偏离了正常的坐姿，此时，超声波传感器向微控制器内传输坐姿偏离信号。微控制器通过显示屏或扬声器输出坐姿报警信号，以提醒台灯使用者调整到正确的坐姿。通过超声波传感器对人体坐姿检测而无需额外佩戴附件，给学习或工作带来舒适便利，安全可靠。

进一步地，所述微控制器通过数据通信模块与智能终端连接，所述智能终端能通过数据通信模块调整微控制器内的预设照明光线强度、预设用眼工作时间以及预设离开时间，且智能终端还能通过数据通信模块向微控制器内传输坐姿提醒功能状态信号，微控制器根据坐姿提醒功能状态信号确定是否输出坐姿报警信号。

智能终端能通过数据通信模块向微控制器传输录制的用眼时间提醒语音信号或坐姿报警语音信号，微控制器接收并存储录制的用眼时间提醒语音信号以及坐姿报警语音信号，微控制器能通过语音模块输出用眼时间提醒语音信号进行用眼时间提醒，且微控制器能通过语音模块输出坐姿报警语音信号进行坐姿报警。

本发明实施例中，所述智能终端包括智能手机，当然，智能终端还可以为平板或计算机等设备，数据通信模块包括触摸屏、蓝牙模块以及WIFI模块。智能终端可以通过蓝牙模块或WIFI模块与微控制器连接，智能终端在于微控制器连接后，可以设置预设照明光线强度，通过调节预设照明光线强度能调节微控制器驱动LED恒流模块发光工作的光线情况，以适应不同使用者对LED恒流模块发光工作的要求。智能终端调节微控制器内的预设用眼工作时间时，能对不同的用眼时间进行提醒，以适应不同用眼时间的要求。智能终端调节预设离开时间后，能对不同离开状态进行设置，避免使用者离开后LED恒流模块频繁的在发光照明或关闭状态切换。智能终端传输的坐姿提醒功能状态信号为坐姿提醒开火坐姿提醒关，当为坐姿提醒开时，在接收到坐姿偏离信号后，微控制器即输出坐姿报警信号；当为坐姿提醒关时，在接收到坐姿偏离信号后，微控制器仍然不输出坐姿报警信号，能满足不同使用情况的需要。

当然，智能终端还可以向微控制器内传输灯光自动开关状态信号，所述灯光自动开关状态信号为灯光自动开或禁止灯光自动开，当为灯光自动开时，当微控制器接收到热释电传感器传输的人体存在信号且光照传感器传输的环境光线强度与微控制器内的预设照明光线强度相匹配时，微控制器直接自动驱动LED恒流模块，使得LED恒流模块发光照明；当为禁止灯光自动开时，灯光自动开关状态信号为灯光自动开或禁止灯光自动开，当为灯光自动开时，当微控制器接收到热释电传感器传输的人体存在信号且光照传感器传输的环境光线强度与微控制器内的预设照明光线强度相匹配时，微控制器不驱动LED恒流模块发光照明。

通过智能终端可以录制用眼时间提醒语音信号或坐姿报警语音信号，智能终端可以通过蓝牙或WIFI方式将用眼时间提醒语音信号以及坐姿报警语音信号传输至微控制器内，微控制器可以用录制的用眼时间提醒语音信号或坐姿报警语音音效替代微控制器内预先存储的语音信息，以满足多样性的要求。家长通过录制自己或孩子的语音信息方式，能够达到不同层次的情感交流。

此外，微控制器还可以通过语音模块输出同学远程的声音信息，通过触摸屏来输出相应的视频信息，通过触摸屏还可以进行相关信息的选择与输入。微控制器可以选择存储远程的语音信息，并将远程的语音信息进行坐姿报警或用眼时间提醒。微控制器内还可以存储音频或视频的学习资料，以供学生在完成作业后通过语音模块或触摸屏进行复习或预习等。

如图3所示，所述微控制器的电源端以及LED恒流模块的电源端均与电源模块连接；当然，超声波传感器、热释电传感器的电源端也需要与电源 模块连接。

所述电源模块包括电压转换芯片U1、电压转换芯片U2以及电压转换芯片U3；电压转换芯片U1采用型号为PV0124W12V的芯片，电压转换芯片U1通过L端、N端与外部电源连接，电压转换芯片U1的VOUT端与电容C1的一端、电容C2的一端以及电压转换芯片U2的Vin端连接，电容C1的另一端、电容C2的另一端以及电压转换芯片U1的GND端均接地，电压转换芯片U1的VOUT端同时形成VCC12V连接端；

电压转换芯片U2采用型号为78M05的芯片，电压转换芯片U2的Vout端与电容C3的一端、电容C4的一端、电容C54的一端、电容C5的一端以及电压转换芯片U3的VIN端连接，电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C54的另一端、电容C5的另一端以及电压转换芯片U2的GND端均接地，电压转换芯片U2的Vout端同时形成VCC50连接端；

电压转换芯片U3采用型号为XC6206A-3.3V的芯片，电压转换芯片U3的VOUT端与电容C6的一端以及电容C7的一端连接，电容C6的另一端、电容C7的另一端、电压转换芯片U3的GND端均接地，且电压转换芯片U3的VOUT端同时形成VCC33连接端。

具体地，电源模块中，通过VCC12V连接端输出12V电压，通过VCC50连接端输出5V电压，通过VCC33连接端输出3.3V电压；通过电源模块中的VCC12V连接端、VCC50连接端以及VCC33连接端能为微控制器、超声波传感器、热释电传感器以及LED恒流模块提供所需的工作电压。

如图4所示，所述热释电传感器采用型号为HC-SR501的芯片U10，芯片U10的GND端接地，芯片U10的VCC端与VCC50连接端连接，芯片U10的输出端与电阻R34的一端以及电阻R35的一端连接，电阻R34的另一端与VCC50连接端连接，电阻R35的另一端与三极管Q4的基极端以及电容C37的一端连接，电容C37的另一端以及三极管Q4的发射极端均接地，三极管Q4的集电极端与电阻R36的一端以及电阻R37的一端连接，电阻R36的另一端与VCC33连接端连接，电阻R37的另一端与微控制器的输入端连接。

具体地，采用HC-SR501的芯片U10是基于红外线技术的自动控制模块，为全自动感应方式，人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应则自动延时关闭高电平，输出低电平。使用可重复触发方式，即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起点）。芯片U10在每一次感应输出后，可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号，封锁时间约为2.5s。

如图6所示，所述数据通信模块的蓝牙模块包括采用型号为RDA5876的蓝牙射频芯片U11，所述蓝牙射频芯片U11的VSS端接地，蓝牙射频芯片U11的UART_RX端通过电阻R44与微控制器连接，蓝牙射频芯片U11的VIO端与磁珠FB2的一端以及电容C46的一端连接，磁珠FB2的另一端与VCC33连接端连接，电容C46的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的VBAT端与磁珠FB3的一端、电容C47的一端以及电容C48的一端连接，磁珠FB3的另一端与VCC33连接端连接，电容C47的另一端以及电容C48的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的XIN端与晶振Y2的CLKIO端以及电容C49的一端连接，电容C49的另一端以及晶振Y2的GND端均接地，蓝牙射频芯片U11的XTAL端与电容C50的一端以及晶振Y2的CLK2端连接，电容C50的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的LDO_ON端通过电阻R45与微控制器连接；

蓝牙射频芯片U11的RF端与电感L2的一端、电容C51的一端连接，电感L2的另一端接地，电容C51的另一端与电容C52的一端以及电容C53的一端连接，电容C53的另一端接地，电容C52的另一端与射频天线RF2连接；蓝牙射频芯片U11的FM_IN端、AGPIO1/BT_PRIORITY端、AGPIO0/BT_ACTIVE端均接地，蓝牙射频芯片U11的VOUT12端与电容C45的一端连接，电容C45的另一端接地，蓝牙射频芯片U11的UART_TX端通过电阻R43与微控制器连接。

具体地，晶振Y2的工作频率为26M，蓝牙射频芯片U11的UART_TX端通过电阻R43接收微控制器的UART_RX信号，蓝牙射频芯片U11的UART_RX端通过电阻R44接收微控制器的UART_TX信号，蓝牙射频芯片U11的LDO_ON端通过电阻R45接收微控制器的LDO_ON信号。

如图7所示，所述数据通信模块的WIFI模块包括采用型号为ESP8266的无线芯片U13，所述无线芯片U13的VDDA端、VDDD端均与电容C41的一端以及VCC33连接端连接，电容C41的另一端以及无线芯片U13的GND端均接地；无线芯片U13的LNA端与电容C42的一端、电感L6的一端连接，电容C42的另一端与电感L5的一端以及射频天线RF1连接，电感L5的另一端以及电感L6的另一端均接地；无线芯片U13的VDD3P3端以及CHIP_EN端均与电容C43的一端以及VCC33连接端连接，电容C43的另一端接地；

无线芯片U13的VDDPST端与电容C44的一端以及VCC33连接端连接，电容C44的另一端接地；无线芯片U13的RES12K端与电阻R39的一端连接，电阻R39的另一端通过电阻R38接地；无线芯片U13的XTAL_IN端与晶振Y3的CLKIO端以及电容C39的一端连接，电容C39的另一端以及晶振Y3的GND端均接地，无线芯片U13的XTAL_OUT端与晶振Y3的CLK2端以及电容C40端连接。

具体地，无线芯片U13的U0TXD端接收微控制器的TXD信号，无线芯片U13的U0RXD端接收微控制器的RXD信号，晶振Y3的工作频率为26M，无线芯片U13的EXT_RSTB端接收微控制器的RST信号。

如图8所示，所述语音模块包括采用型号为HT6818的音频功率芯片U6A，音频功率芯片U6A的INL-端与电容C16的一端连接，音频功率芯片U6A的INL+端与电容C18的一端连接，电容C16的另一端接地，电容C18的另一端与电阻R10的一端以及电容C17的一端连接，电阻R10的另一端接地，电容C17的另一端与电阻R11的一端连接；

音频功率芯片U6A的ACRC端与电阻R12的一端以及电容C19的一端连接，电容C19的另一端以及电阻R12的另一端均接地音频功率芯片U6A的一PVDD端与电容C20的一端、电阻R15的一端以及VCC33连接端连接，电容C20的另一端接地，电阻R15的另一端与三极管Q1的集电极以及音频功率芯片U6A的MUTE端连接；音频功率芯片U6A的PGND端接地，三极管Q1的基极端与电阻R14的一端、电容C21的一端连接，电容C21的另一端以及三极管Q1的发射极端接地，电阻R14的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与VCC50连接端连接；

音频功率芯片U6A的/SDL端、AVDD端以及/SDR端均与电容C26的一端、电容C27的一端以及VCC33连接端连接，电容C26的另一端以及电容C27的另一端均接地，音频功率芯片U6A的另一PVDD端与电容C25的一端以及VCC50连接端连接，电容C25的另一端接地，音频功率芯片U6A的G0端与VCC50连接端连接，音频功率芯片U6A的INR+端与电容C23的一端连接，电容C23的另一端与电容C24的一端以及电阻R16的一端连接，电容C24的一端与电阻R17的一端连接，电阻R16的另一端接地，音频功率芯片U6A的INR-端与电容C22的一端连接，电容C22的另一端接地。

具体地，电阻R11的另一端形成Audio_L输出端，电阻R17的另一端形成Audio_R输出端，音频功率芯片U6A的OUTL+端形成SPL+输出端，音频功率芯片U6A的OUTR+端形成SPL+端，音频功率芯片U6A的OUTL-端形成SPL-输出端，音频功率芯片U6A的OUTR-端形成SPR-输出端，电阻R14的另一端接收微控制器输出的AMP-MUTE信号，以实现对语音信号的放大控制。

如图5所示，所述超声波传感器采用型号为HC-SR04的超声波芯片U8，所述超声波芯片U8的VCC端与VCC50连接端连接，超声波芯片U8的Trig端与电阻R29的一端连接，电阻R29的另一端与电阻R28的一端以及三极管Q2的集电极端连接，电阻R28的另一端与VCC50连接端连接，三极管Q2的基极端与电阻R27的一端、电容C35的一端连接，电容C35的另一端以及三极管Q2的发射极端均接地，电阻R27的另一端与电阻R26的一端以及微控制器的输出端连接，电阻R26的另一端与VCC33连接端连接；

超声波芯片U8的Echo端与电阻R30的一端以及电阻R31的一端连接，电阻R30的另一端与VCC50连接端连接，电阻R31的另一端与电容C36的一端以及三极管Q3的基极端连接，电容C36的另一端以及三极管Q3的发射极端均接地，三极管Q3的集电极端与电阻R32的一端以及电阻R33的一端连接，电阻R32的另一端与VCC33连接端连接，电阻R33的另一端与微控制器的输入端连接，超声波芯片U8的GND端接地。

具体地，采用HC-SR04的超声波芯片U8测距精度可达高到3mm；进行2cm到400m的非接触式距离感测功能。超声波芯片U8与微控制器之间采用IO口通信，超声波芯片U8的Trig（触发器）端接收触发控制信号，在接收到触发控制信号后，超声波芯片U8自动发送8个40KHZ的方波，并自动检测是否有信号返回，一旦检测到有回波信号则输出回响信号，通过IO口ECHO（无线电回波）回响信号输出一个高电平，回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。因此，高电平持续的时间就是超声波从发射信号到返回的时间。工作时，台灯对准书本上方，大约25cm高度进行监控，若有肢体进入该范围内，即会报警。进一步地，测试距离=（高电平时间*声速（340M/s））/2。

如图2所示，所述LED恒流模块采用型号为UC5710的恒流驱动芯片U7，所述恒流驱动芯片U7的VDD端与VCC50连接端连接，恒流驱动芯片U7的DIM端与微控制器的输出端连接，恒流驱动芯片U7的CHI端与发光二极管D1的阴极端连接，发光二极管D1的阳极端与发光二极管D2的阴极端连接，发光二极管D2的阳极端与发光二极管D3的阴极端连接，发光二极管D3的阳极端与VCC12V连接端、电容C55的一端、电容C56的一端以及发光二极管D6的阳极端连接，电容C55的另一端以及电容C56的另一端均接地，发光二极管D6的阴极端与发光二极管D5的阳极端连接，发光二极管D5的阴极端与发光二极管D4的阳极端连接，发光二极管D4的阴极端与恒流驱动芯片U7的CH2端连接，恒流驱动芯片U7的GND1端、GND2端均接地，恒流驱动芯片U7的Rext端与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端接地。

具体地，LED恒流模块采用白光LED，所述微控制器向恒流驱动芯片U7的DIM端发送PWM控制信号，PWM控制信号使电压与频率协调变换，从而实现灯光的亮度调节。

本发明不仅从学生健康角度出发，自动开关光源及亮度调节，坐姿调整，用眼提醒；从学生学习角度出发，整合并分享学习资源，通过互联网交换信息，分享心得，实现了具备社交功能的智能台灯。

Claims (15)

1.一种带有社交功能的智能台灯，包括用于照明的LED恒流模块以及控制所述LED恒流模块发光状态的微控制器；其特征是：所述微控制器还与能进行数据交互的数据通信模块连接，微控制器通过数据通信模块进行所需的数据交换操作。

2.根据权利要求1所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述微控制器通过数据通信模块进行的数据交换操作包括分享统计的作业时间、教育资源在线收听或多人远程互动。

3.根据权利要求1所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述微控制器还与用于采集光线强度的光照传感器以及用于检测是否有人体存在的热释电传感器连接；热释电传感器能向微控制器传输LED恒流模块照明范围内的人体存在信号，光照传感器能向微控制器内传输LED恒流模块所在环境的环境光线强度；

当微控制器接收到热释电传感器传输的人体存在信号且光照传感器传输的环境光线强度与微控制器内的预设照明光线强度相匹配时，微控制器驱动LED恒流模块发光工作且使得LED恒流模块的发光亮度与所述环境光线强度相匹配。

4.根据权利要求3所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述微控制器驱动LED恒流模块发光工作时，微控制器对LED恒流模块发光工作时间进行计时，当LED恒流模块的发光工作时间与微控制器内的预设用眼工作时间匹配时，微控制器输出用眼时间提醒信号；

微控制器驱动LED恒流模块发光工作后，通过热释电传感器确定人体离开LED恒流模块且离开LED恒流模块的时间与微控制器内的预设离开关闭时间相匹配时，微控制器关断LED恒流模块的发光工作状态。

5.根据权利要求4所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述微控制器还与用于检测人体坐姿状态的超声波传感器连接，超声波传感器能向微控制器传输坐姿偏离信号，微控制器接收到超声波传感器传输的坐姿偏离信号后，微控制器输出坐姿报警信号。

6.根据权利要求5所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述微控制器通过数据通信模块与智能终端连接，所述智能终端能通过数据通信模块调整微控制器内的预设照明光线强度、预设用眼工作时间以及预设离开时间，且智能终端还能通过数据通信模块向微控制器内传输坐姿提醒功能状态信号，微控制器根据坐姿提醒功能状态信号确定是否输出坐姿报警信号。

7.根据权利要求6所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：智能终端能通过数据通信模块向微控制器传输录制的用眼时间提醒语音信号或坐姿报警语音信号，微控制器接收并存储录制的用眼时间提醒语音信号以及坐姿报警语音信号，微控制器能通过语音模块输出用眼时间提醒语音信号进行用眼时间提醒，且微控制器能通过语音模块输出坐姿报警语音信号进行坐姿报警。

8.根据权利要求5所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述智能终端包括智能手机，数据通信模块包括触摸屏、蓝牙模块以及WIFI模块。

9.根据权利要求8所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述数据通信模块的蓝牙模块包括采用型号为RDA5876的蓝牙射频芯片U11，所述蓝牙射频芯片U11的VSS端接地，蓝牙射频芯片U11的UART_RX端通过电阻R44与微控制器连接，蓝牙射频芯片U11的VIO端与磁珠FB2的一端以及电容C46的一端连接，磁珠FB2的另一端与VCC33连接端连接，电容C46的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的VBAT端与磁珠FB3的一端、电容C47的一端以及电容C48的一端连接，磁珠FB3的另一端与VCC33连接端连接，电容C47的另一端以及电容C48的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的XIN端与晶振Y2的CLKIO端以及电容C49的一端连接，电容C49的另一端以及晶振Y2的GND端均接地，蓝牙射频芯片U11的XTAL端与电容C50的一端以及晶振Y2的CLK2端连接，电容C50的另一端接地；蓝牙射频芯片U11的LDO_ON端通过电阻R45与微控制器连接；

蓝牙射频芯片U11的RF端与电感L2的一端、电容C51的一端连接，电感L2的另一端接地，电容C51的另一端与电容C52的一端以及电容C53的一端连接，电容C53的另一端接地，电容C52的另一端与射频天线RF2连接；蓝牙射频芯片U11的FM_IN端、AGPIO1/BT_PRIORITY端、AGPIO0/BT_ACTIVE端均接地，蓝牙射频芯片U11的VOUT12端与电容C45的一端连接，电容C45的另一端接地，蓝牙射频芯片U11的UART_TX端通过电阻R43与微控制器连接。

10.根据权利要求8所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述数据通信模块的WIFI模块包括采用型号为ESP8266的无线芯片U13，所述无线芯片U13的VDDA端、VDDD端均与电容C41的一端以及VCC33连接端连接，电容C41的另一端以及无线芯片U13的GND端均接地；无线芯片U13的LNA端与电容C42的一端、电感L6的一端连接，电容C42的另一端与电感L5的一端以及射频天线RF1连接，电感L5的另一端以及电感L6的另一端均接地；无线芯片U13的VDD3P3端以及CHIP_EN端均与电容C43的一端以及VCC33连接端连接，电容C43的另一端接地；

无线芯片U13的VDDPST端与电容C44的一端以及VCC33连接端连接，电容C44的另一端接地；无线芯片U13的RES12K端与电阻R39的一端连接，电阻R39的另一端通过电阻R38接地；无线芯片U13的XTAL_IN端与晶振Y3的CLKIO端以及电容C39的一端连接，电容C39的另一端以及晶振Y3的GND端均接地，无线芯片U13的XTAL_OUT端与晶振Y3的CLK2端以及电容C40端连接。

11.根据权利要求7所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述语音模块包括采用型号为HT6818的音频功率芯片U6A，音频功率芯片U6A的INL-端与电容C16的一端连接，音频功率芯片U6A的INL+端与电容C18的一端连接，电容C16的另一端接地，电容C18的另一端与电阻R10的一端以及电容C17的一端连接，电阻R10的另一端接地，电容C17的另一端与电阻R11的一端连接；

音频功率芯片U6A的ACRC端与电阻R12的一端以及电容C19的一端连接，电容C19的另一端以及电阻R12的另一端均接地音频功率芯片U6A的一PVDD端与电容C20的一端、电阻R15的一端以及VCC33连接端连接，电容C20的另一端接地，电阻R15的另一端与三极管Q1的集电极以及音频功率芯片U6A的MUTE端连接；音频功率芯片U6A的PGND端接地，三极管Q1的基极端与电阻R14的一端、电容C21的一端连接，电容C21的另一端以及三极管Q1的发射极端接地，电阻R14的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与VCC50连接端连接；

音频功率芯片U6A的/SDL端、AVDD端以及/SDR端均与电容C26的一端、电容C27的一端以及VCC33连接端连接，电容C26的另一端以及电容C27的另一端均接地，音频功率芯片U6A的另一PVDD端与电容C25的一端以及VCC50连接端连接，电容C25的另一端接地，音频功率芯片U6A的G0端与VCC50连接端连接，音频功率芯片U6A的INR+端与电容C23的一端连接，电容C23的另一端与电容C24的一端以及电阻R16的一端连接，电容C24的一端与电阻R17的一端连接，电阻R16的另一端接地，音频功率芯片U6A的INR-端与电容C22的一端连接，电容C22的另一端接地。

12.根据权利要求1所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述微控制器的电源端以及LED恒流模块的电源端均与电源模块连接；

所述电源模块包括电压转换芯片U1、电压转换芯片U2以及电压转换芯片U3；电压转换芯片U1采用型号为PV0124W12V的芯片，电压转换芯片U1通过L端、N端与外部电源连接，电压转换芯片U1的VOUT端与电容C1的一端、电容C2的一端以及电压转换芯片U2的Vin端连接，电容C1的另一端、电容C2的另一端以及电压转换芯片U1的GND端均接地，电压转换芯片U1的VOUT端同时形成VCC12V连接端；

电压转换芯片U2采用型号为78M05的芯片，电压转换芯片U2的Vout端与电容C3的一端、电容C4的一端、电容C54的一端、电容C5的一端以及电压转换芯片U3的VIN端连接，电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C54的另一端、电容C5的另一端以及电压转换芯片U2的GND端均接地，电压转换芯片U2的Vout端同时形成VCC50连接端；

电压转换芯片U3采用型号为XC6206A-3.3V的芯片，电压转换芯片U3的VOUT端与电容C6的一端以及电容C7的一端连接，电容C6的另一端、电容C7的另一端、电压转换芯片U3的GND端均接地，且电压转换芯片U3的VOUT端同时形成VCC33连接端。

13.根据权利要求3所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述热释电传感器采用型号为HC-SR501的芯片U10，芯片U10的GND端接地，芯片U10的VCC端与VCC50连接端连接，芯片U10的输出端与电阻R34的一端以及电阻R35的一端连接，电阻R34的另一端与VCC50连接端连接，电阻R35的另一端与三极管Q4的基极端以及电容C37的一端连接，电容C37的另一端以及三极管Q4的发射极端均接地，三极管Q4的集电极端与电阻R36的一端以及电阻R37的一端连接，电阻R36的另一端与VCC33连接端连接，电阻R37的另一端与微控制器的输入端连接。

14.根据权利要求5所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述超声波传感器采用型号为HC-SR04的超声波芯片U8，所述超声波芯片U8的VCC端与VCC50连接端连接，超声波芯片U8的Trig端与电阻R29的一端连接，电阻R29的另一端与电阻R28的一端以及三极管Q2的集电极端连接，电阻R28的另一端与VCC50连接端连接，三极管Q2的基极端与电阻R27的一端、电容C35的一端连接，电容C35的另一端以及三极管Q2的发射极端均接地，电阻R27的另一端与电阻R26的一端以及微控制器的输出端连接，电阻R26的另一端与VCC33连接端连接；

超声波芯片U8的Echo端与电阻R30的一端以及电阻R31的一端连接，电阻R30的另一端与VCC50连接端连接，电阻R31的另一端与电容C36的一端以及三极管Q3的基极端连接，电容C36的另一端以及三极管Q3的发射极端均接地，三极管Q3的集电极端与电阻R32的一端以及电阻R33的一端连接，电阻R32的另一端与VCC33连接端连接，电阻R33的另一端与微控制器的输入端连接，超声波芯片U8的GND端接地。

15.根据权利要求12所述的带有社交功能的智能台灯，其特征是：所述LED恒流模块采用型号为UC5710的恒流驱动芯片U7，所述恒流驱动芯片U7的VDD端与VCC50连接端连接，恒流驱动芯片U7的DIM端与微控制器的输出端连接，恒流驱动芯片U7的CHI端与发光二极管D1的阴极端连接，发光二极管D1的阳极端与发光二极管D2的阴极端连接，发光二极管D2的阳极端与发光二极管D3的阴极端连接，发光二极管D3的阳极端与VCC12V连接端、电容C55的一端、电容C56的一端以及发光二极管D6的阳极端连接，电容C55的另一端以及电容C56的另一端均接地，发光二极管D6的阴极端与发光二极管D5的阳极端连接，发光二极管D5的阴极端与发光二极管D4的阳极端连接，发光二极管D4的阴极端与恒流驱动芯片U7的CH2端连接，恒流驱动芯片U7的GND1端、GND2端均接地，恒流驱动芯片U7的Rext端与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端接地。