CN105430840A - 一种基于手势和自动控制的led照明控制器及控制方法 - Google Patents

一种基于手势和自动控制的led照明控制器及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于手势和自动控制的LED照明控制器及控制方法，其基于手势和自动控制的LED照明控制器包含MCU控制模块、手势控制模块、自动控制模块、LED调光调色控制模块；所述手势控制模块和自动控制模块分别作为输入与MCU控制模块连接，将检测的手势动作信号或光照强度信号处理后输入给MCU控制模块；所述MCU控制模块的输出与LED调光调色控制模块连接，通过LED调光调色控制模块调节LED照明灯的灯光强度和颜色；本发明通过手势或光照强度自动调节LED照明灯的灯光强度和颜色，从而达到智能照明，满足不同场合下LED智能照明的需求。

Description

一种基于手势和自动控制的LED照明控制器及控制方法
技术领域
本发明涉及LED控制领域，特指一种基于手势和自动控制的LED照明控制器及控制方法。
背景技术
LED照明具有节能环保、可控制性好等优点，近年来获得了越来越多的应用；但现有的照明控制方式大多采用固定式开关，且LED的颜色亮度大多不可调控，为此，我们研发了一种基于手势和自动控制的LED照明控制器及控制方法，可以通过手势或光照强度自动调节LED照明灯的灯光强度和颜色，从而达到智能照明。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种基于手势和自动控制的LED照明控制器及控制方法，可以通过手势或光照强度自动调节LED照明灯的灯光强度和颜色，从而达到智能照明。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于手势和自动控制的LED照明控制器，包含MCU控制模块、手势控制模块、自动控制模块、LED调光调色控制模块；所述手势控制模块和自动控制模块分别作为输入与MCU控制模块连接，将检测的手势动作信号或光照强度信号处理后输入给MCU控制模块；所述MCU控制模块的输出与LED调光调色控制模块连接，通过LED调光调色控制模块调节LED照明灯的灯光强度和颜色。
优选的，所述MCU控制模块包括按键单元、单片机、显示单元，所述按键单元用于调节控制模式和设置工作参数，并通过显示单元显示出来；所述手势控制模块包括热释电红外传感器和超声波距离传感器，用于检测手势动作信号；所述自动控制模块包括数字光照传感器，用于检测光照强度。
优选的，所述LED调光调色控制模块由三路独立的PWM控制信号输出，可以分别控制LED的灯光强度和颜色。
本发明的目的在于还提供了一种基于手势和自动控制的LED照明控制器的控制方法，利用上述基于手势和自动控制的LED照明控制器实现，所述控制方法包括：
步骤一：通过按键单元调节MCU控制模块的工作模式，其工作模式为手势控制和自动控制两种模式；
步骤二：当选择自动控制模式时，根据光照度传感器检测的数据，实时动态调整PWM控制信号的输出；具体为：设检测的光照强度实时检测数据为i(lux)，RGB三路PWM信号的占空比分别为dG、dR和dG，预设的占空比数据为dSET，自动控制方式为dG=dR=dG=dSET k1(1/i)，即三色LED的三路驱动信号的占空与光照强度实测的数据成反比；
步骤三：当选择手势控制模式时，根据识别的手势，由MCU控制算法改变PWM的控制信号输出；具体为：当热释电红外传感器检测到有人靠近控制器时，超声波传感器开始工作，此时将手掌置于超声波传感器前方不同距离的位置时，控制器即可识别不同的手势，手势数据hDAT与超声波检测的距离l及出现的频次f有关，记为hDAT(l&f)；所述的控制算法为，LED照明的整体亮度与检测到的距离l成比例关系，即dG=dR=dG∝k2(l)；不同颜色的占空大小根据不同距离下手势出现的频率f来确定改变，具体为
其中l1、l2、l3为距离分界设定值，取值范围为10-60cm；
步骤四：根据手势控制模式或自动控制模式下的PWM信号控制算法，调整LED照明的灯光强度和颜色，实现智能照明输出。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器利用热释红外传感器和超声波测距传感器来识别手势动作，从而控制LED照明灯的灯光强度和颜色，并设置有自动调光控制功能，可以根据工作需要，满足不同场合下LED智能照明的需求。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器的结构图；
附图2为本发明所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器的电路原理图；
附图3为本发明所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器的控制方法的流程图；
其中：1、MCU控制模块；11、按键单元；12、单片机；13、显示单元；2、手势控制模块；21、热释电红外传感器；22、超声波距离传感器；3、自动控制模块；31、数字光照传感器；4、LED调光调色控制模块；5、LED照明灯。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
附图1-2为本发明所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器，包含MCU控制模块1、手势控制模块2、自动控制模块3、LED调光调色控制模块4；所述手势控制模块2和自动控制模块3分别作为输入与MCU控制模块1连接，将检测的手势动作信号或光照强度信号处理后输入给MCU控制模块1；所述MCU控制模块1的输出与LED调光调色控制模块4连接，通过LED调光调色控制模块4调节LED照明灯5的灯光强度和颜色；所述MCU控制模块1包括按键单元11、单片机12、显示单元13，所述按键单元11用于调节控制模式和设置工作参数，并通过显示单元13显示出来，便于查看；所述手势控制模块2包括热释电红外传感器21和超声波距离传感器22，用于检测手势动作信号；所述自动控制模块3包括数字光照传感器31，用于检测光照强度；所述LED调光调色控制模块4由三路独立的PWM控制信号输出，可以分别控制RGB三色及LED的亮度和色温。
附图3为本发明所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：通过按键单元调节MCU控制模块的工作模式，其工作模式为手势控制和自动控制两种模式；
步骤二：当选择自动控制模式时，根据光照度传感器检测的数据，实时动态调整PWM控制信号的输出；具体为：设检测的光照强度实时检测数据为i(lux)，RGB三路PWM信号的占空比分别为dG、dR和dG，预设的占空比数据为dSET，自动控制方式为dG=dR=dG=dSET k1(1/i)，即三色LED的三路驱动信号的占空与光照强度实测的数据成反比，比例系数k1可由按键单元根据不同灯光强度和颜色进行设定，当比例系数k1增大时，灯光的强度随着增大，反之减小；
步骤三：当选择手势控制模式时，根据识别的手势，由MCU控制算法改变PWM的控制信号输出；具体为当热释电红外传感器检测到有人靠近控制器时，超声波传感器开始工作，此时将手掌置于超声波传感器前方不同距离的位置时，控制器即可识别不同的手势，手势数据hDAT与超声波检测的距离l及出现的频次f有关，记为hDAT(l&f)。所述的控制算法为，LED照明的整体亮度与检测到的距离l成比例关系，即dG=dR=dG∝k2(l),比例系数k2可由按键单元根据不同灯光强度和颜色进行设定，当比例系数k2增大时，灯光的强度随着增大，反之减小；不同颜色的占空大小根据不同距离下手势出现的频率f来确定改变，具体为
其中l1、l2、l3为距离分界设定值，取值范围为10-60cm，可以由按键单元进行设定；
步骤四：根据手势控制模式或自动控制模式下的PWM信号控制算法，调整LED照明的灯光强度和颜色，实现智能照明输出。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器利用热释红外传感器和超声波测距传感器来识别手势动作，从而控制LED照明灯的灯光强度和颜色，并设置有自动调光控制功能，可以根据工作需要，满足不同场合下LED智能照明的需求。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于手势和自动控制的LED照明控制器，其特征在于：包含MCU控制模块、手势控制模块、自动控制模块、LED调光调色控制模块；所述手势控制模块和自动控制模块分别作为输入与MCU控制模块连接，将检测的手势动作信号或光照强度信号处理后输入给MCU控制模块；所述MCU控制模块的输出与LED调光调色控制模块连接，通过LED调光调色控制模块调节LED照明灯的灯光强度和颜色。
2.根据权利要求1所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器，其特征在于：所述MCU控制模块包括按键单元、单片机、显示单元，所述按键单元用于调节控制模式和设置工作参数，并通过显示单元显示出来；所述手势控制模块包括热释电红外传感器和超声波距离传感器，用于检测手势动作信号；所述自动控制模块包括数字光照传感器，用于检测光照强度。
3.根据权利要求1或2所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器，其特征在于：所述LED调光调色控制模块由三路独立的PWM控制信号输出，可以分别控制LED的灯光强度和颜色。
4.根据权利要求3所述的基于手势和自动控制的LED照明控制器的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：
步骤一：通过按键单元调节MCU控制模块的工作模式，其工作模式为手势控制和自动控制两种模式；
步骤二：当选择自动控制模式时，根据光照度传感器检测的数据，实时动态调整PWM控制信号的输出；具体为：设检测的光照强度实时检测数据为i(lux)，RGB三路PWM信号的占空比分别为dG、dR和dG，预设的占空比数据为dSET，自动控制方式为dG=dR=dG=dSET k1(1/i)，即三色LED的三路驱动信号的占空与光照强度实测的数据成反比；
步骤三：当选择手势控制模式时，根据识别的手势，由MCU控制算法改变PWM的控制信号输出；具体为：当热释电红外传感器检测到有人靠近控制器时，超声波传感器开始工作，此时将手掌置于超声波传感器前方不同距离的位置时，控制器即可识别不同的手势，手势数据hDAT与超声波检测的距离l及出现的频次f有关，记为hDAT(l&f)；所述的控制算法为，LED照明的整体亮度与检测到的距离l成比例关系，即dG=dR=dG∝k2(l)；不同颜色的占空大小根据不同距离下手势出现的频率f来确定改变，具体为
其中l1、l2、l3为距离分界设定值，取值范围为10-60cm；
步骤四：根据手势控制模式或自动控制模式下的PWM信号控制算法，调整LED照明的灯光强度和颜色，实现智能照明输出。
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