CN106681229A - 一种多功能灯光起床器系统、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能灯光起床器系统、装置，所述系统包括灯光交互装置和室外检测终端。所述灯光交互装置为带有灯光窗口和显示屏窗口的装置。所述室外检测终端为集成无线组件、太阳能电池、锂电池、温湿度及空气质量检测模块，可长时间置于室外并具有防晒、防水特点的密封装置。所述系统可以实现：手机通过蓝牙连接灯光交互装置，并利用手机App配置灯光的开启与关闭时间，灯光亮度、色温等特性；灯光交互装置能通过无线与室外检测终端连接并获取数据，并在显示屏及手机App上实时显示室内外温湿度等天气信息。本系统实现了清晨利用舒适的光线帮助用户起床的功能，并能方便用户直观地了解室外的天气状况，便于用户出门前做好应对不同天气的准备。
Description
技术领域
本发明属于无线数据传输领域，特别涉及一种无线控制指令传输技术。
背景技术
近年来随着人们生活节奏的加快，各方面压力也越来越大。生活中各种烦恼接踵而至，早上起床难已成为多数城市居民一种普遍的难题。然而，闹铃这种传统工具在能有效帮助人们清醒的同时多少会给人带来一定的不适。伴随着近几年全社会对PM2.5的关注，人们往往在出行前走到窗前观察或开窗体验一下空气状况，此举无疑给生活添加了一项额外的负担，且观察的结果通常不够准确，只能做大致判断。
适宜的光照能促进人们从睡眠中苏醒，并且不易产生情绪上的波动，利用适宜的灯光模拟日光，光线由弱到强能使人自然苏醒，清醒后精力充沛，不会像被闹钟突然叫醒那样不舒服。而现有的灯光起床器功能单一，不方便用户个性化设置。因此研发一种使用起来人性化，并综合多功能于一体的灯光起床器具有很大的实用意义。
将传感器完全置于室外，同时能获取多种气象参数，并通过友好的方式将信息呈现给用户，一方面使用起来方便快捷，减少了用户的负担；另一方面省去了用户亲身去开窗检验空气质量，温湿度的苦恼。而现有的检测装置主要是手持使用，需要人直接操作，无法远程使用，且价格昂贵，不适合居家使用。因此，研发一种可定制的利用光线帮助人起床，并将室外天气状况反映给用户的装置能给人生活上带来极大的便利。
发明内容
为了解决现有相关技术所存在的问题，本发明提供了一种新型多功能灯光起床器系统、装置。具有可个性化定制的灯光叫醒功能，同时具有提供室内外环境信息的功能，方便叫醒用户的同时告知用户室外天气情况和室内环境情况，便于用户选择合适的衣物，及出行前做好应对当前天气的准备。本设计新颖合理，实用性强。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下。
一种多功能灯光起床器装置系统，其特征在于：系统包括灯光交互装置和室外检测终端。
所述多功能灯光起床器装置系统，其特征在于：系统内可以包括多个灯光交互装置与多个室外检测终端。
所述多功能灯光起床器装置系统，其特征在于：手机可以通过蓝牙与灯光交互装置连接，灯光交互装置可以与所述室外检测终端配对，并通过2.4GHz无线通讯方式建立连接；一部手机可以与多台灯光交互装置建立蓝牙连接，一台灯光交互装置可以与多个室外检测终端进行配对并建立连接；手机通过蓝牙与灯光交互装置连接后，利用配套的手机App，可以进行个性化的设置，对用于辅助起床的灯光的设置：灯光开启、关闭时间、灯光亮度、色温、灯光变换方式，以及对环境检测任务计划、灯光交互装置别名设定、WiFi连接、新室外终端搜索和加入等进行设置，同时灯光交互装置将温湿度、光照PM2.5指数信息发送到手机，通过App进行显示；灯光交互装置所测量的本地环境数据及从室外检测终端获取的数据可以通过App分组呈现给用户也可以通过灯光交互装置上的彩色显示屏进行显示；阳光充足时室外检测终端利用内置的太阳能电池进行发电，并将电能储存在锂电池中，以便于室外检测终端能够全天候运行；室外检测终端通过内置的传感器测量温湿度、光照强度、PM2.5含量，并将这些数据打包转换后通过无线传输到灯光交互装置；室外检测终端的运行状态，数据测量频率由灯光交互装置控制；用户可以通过手机App设置环境测量的频率，起止时间，或定点进行测量；室外检测终端在不进行测量任务时可以进入休眠状态，以降低功耗。
所述灯光交互装置其特征在于：外观带有灯光窗口和显示屏窗口的装置。
所述灯光交互装置其特征在于包括：用于充电管理及为整体提供电能的电源模块、用于整体控制的ARM控制器、用于与手机连接的蓝牙模块、用于与室外检测终端连接的无线模块、用于显示的彩色显示模块、用于计时的时钟模块、用于测量温湿度光照强度的主机环境检测模块、用于连接无线路由器的WiFi模块、用于控制灯光的灯光控制模块、双色温LED灯组矩阵、按键、LED指示灯。
上述的灯光交互装置，其特征在于：所述电源模块由TP4056充电管理芯片电路、大容量可充电锂电池、电压转换电路、多电压电源接口组成。
上述的灯光交互装置，其特征在于：所述ARM控制器为STM32单片机。
上述的灯光交互装置，其特征在于：所述无线模块为nRF2401芯片的2.4GHz无线模块。
上述的灯光交互装置，其特征在于：所述灯光控制模块是利用PWM控制LED电源实现调光的MOSFET电路。
上述的灯光交互装置，其特征在于：所述主机环境检测模块是由热敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻组成的传感器电路。
所述室外检测终端其特征在于：室外检测终端为安置于室外的独立的装置，具有防水、放风化的特征。
所室外检测终端，其特征在于：利用太阳能电池作为能源的获取方式，数据传输依无线方式，省去电缆，并可以全天候免维护运行。
所述室外检测终端其特征在于包括：用于整体控制的终端控制器、用于与所述灯光交互装置无线连接的终端无线模块、用于提供电能的终端电源模块，用于采集温湿度光照信息的终端环境监测模块、按键、LED指示灯。
上述室外检测终端，其特征在于：所述终端控制器为低功耗MSP430单片机。
上述室外检测终端，其特征在于：所述终端无线模块为nRF2401芯片的2.4GHz无线模块。
上述室外检测终端，其特征在于：所述终端电源模块由太阳能电池、可充电锂电池、锂电池充电管理电路、电压转换电路组成。
上述室外检测终端，其特征在于：所述终端环境监测模块是由热敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻组成的传感器电路。
本发明与现有技术相比具有以下优点。
本发明结构新颖，功能丰富，将多项实用功能整合到了一起。
本发明通过App的使用，方便了用户对装置的个性化设置，解决了现有技术不够个性化的不足。
本发明利用无线的方式进行两种装置的信息传输，实现了分体的同时避免了线缆的束缚。
本发明室外检测终端利用太阳能电池作为能源的获取方式，在省去电缆的同时也省去了用户的管理，可以全天候免维护运行。
下面通过附图和实施方式，对本发明的技术方案进行进一步的详细描述。
附图说明
图1是系统整体的示意图。
图2是灯光交互装置整体框图。
图3是室外检测终端的整体框图。
图4是灯光交互装置的电源部分框图。
图5是室外检测终端的电源部分框图。
具体实施方案
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1中，101、灯光交互装置；102、室外检测终端；103、手机；104、无线路由器；手机通过蓝牙连接(105)到灯光交互装置；室外检测终端通过2.4GHz无线信号连接(106)到灯光交互装置；灯光交互装置通过WiFi连接(107)到无线路由器；无线路由器连接到Internet；手机利用App对灯光交互装置(101)进行设置，对灯光开启、关闭时间，灯光亮度，色温，灯光变换，环境检测任务计划，灯光交互装置别名设置，WiFi连接，新室外检测终端搜索和加入等进行设置，同时灯光交互装置将温湿度，光照PM2.5指数信息发送到手机，通过App进行显示；灯光交互装置利用2.4GHz模块与室外检测终端上的2.4GHz模块建立链接，进行控制指令和测量数据的传输；灯光交互装置利用WiFi与无线路由器进行连接，无线路由器通过宽带接入Internet，将整个系统接入到互联网，用户可以利用介入互联网的设备对访问灯光交互装置。
图2是灯光交互装置整体框图，其中201、ARM核心的STM32微控制器，负责对整个装置的控制；202、nRF2401单片无线收发器芯片组成的2.4GHz无线通信模块，负责与室外终端建立无线链接；203、ESP8266WIFI无线收发模块，负责与无线路由器建立连接，进行数据传输；204、BT4.0蓝牙模块，用于灯光交互装置与手机连接，并进行数据传输；205、彩色显示屏，用于显示；206、灯光控制电路，利用PWM原理可独立调整双色温LED的亮度，实现亮度，整体色温的调节；207、双色温LED矩阵包含5000K～6500K冷白光LED和2700K～3500K暖白光LED通过两种色温灯光强度进行不同比例混合，调整出用户需要的色温与灯光强度；208、环境检测模块，其中包含212、热敏电阻，用于测量温度；211、湿敏电阻，用于测量湿度；210、光敏电阻，用于测量光照强度和209、PM2.5检测模块，用于测量PM2.5；213、系统电源接口，与电源模块相连，为灯光交互装置整体提供电能；214、时钟电路，为微控制器提供系统时钟；215、按键，用于开关机及设置，LED指示灯，负责指示工作状态。
图3是室外检测终端的整体框图，其中，301、MSP430单片机，为低功耗的微控制器，利于降低电源功耗开支；302、nRF2401单片无线收发器芯片组成的2.4GHz无线通信模块，负责与灯光交互装置建立无线链接进行控制指令及测量数据的无线传输；303、按键，用于开关机及设置；304、环境检测模块，其中包含308、热敏电阻，用于测量温度；307、湿敏电阻，用于测量湿度；306、光敏电阻，用于测量光照强度和305、PM2.5检测模块，用于测量PM2.5；309、系统电源接口，与电源模块相连，为室外检测终端整体提供电能；310、时钟电路，为微控制器提供系统时钟；311、LED指示灯，用于指示工作状态。
图4是灯光交互装置的电源部分框图，其中，401、锂蓄电池、用于存储和提供电能；402、TP4056单片锂电池充电管理芯片组成的充电电路，用于负责内置锂蓄电池的充电管理；403、5V直流电源输入，使用micro USB接口，用于外部电源输入；404、电源管理\电压转换，用于两路电源的选择，当有外部电源接入时，使用外部电源供电，否则使用内置锂蓄电池供电；电压变换，为系统提供所需的不同电压值；405、系统电源接口用于与各部分连接，为各部分提供电源。
图5是室外检测终端的电源部分框图，其中，501、锂蓄电池、用于存储和提供电能；502、太阳能电池对4.2V锂电池的充电管理电路，用于负责内置锂蓄电池的充电管理；503、太阳能电池。用于将太阳能转换成电能，用于实现室外检测终端电能的自身提供；504、电源管理\电压转换，用于两路电源的选择，当太阳能电池足以同工系统需要的的电源时，选择太阳能电池供电，否则选择共同供电或仅有电池供电；电压变换，为系统提供需要的电压值；505、系统电源接口用于与各部分连接，为各部分提供电源。
Claims (6)
1.一种多功能灯光辅助起床系统、装置，其特征在于，系统由灯光交互装置(101)和室外检测终端(102)及配套的手机App和可远程访问的Web页面组成；多功能灯光辅助起床系统，其特征在于系统可以实现：手机(103)通过蓝牙连接(105)到灯光交互装置(101)；灯光交互装置(101)利用2.4GHz无线信号连接(106)与室外的室外检测终端(102)建立链接，进行控制指令和测量数据的传输；灯光交互装置通过WiFi连接(107)到无线路由器；无线路由器连接到Internet；手机(103)利用App对灯光交互装置(101)进行设置，对用于辅助起床的灯光的设置：灯光开启、关闭时间，灯光亮度，色温，灯光变换方式，以及对环境检测任务计划，灯光交互装置别名设定，WiFi连接设置，新室外终端搜索和加入等进行设置，同时灯光交互装置将所测量的本地环境数据及从室外检测终端(102)获取的温湿度、光照强度、PM2.5指数发送到手机，通过App进行显示；灯光交互装置所测量的本地环境数据及从室外检测终端获取的环境数据也可以通过装置上的彩色显示屏进行分组显示；灯光交互装置利用WiFi与无线路由器进行连接，无线路由器通过宽带接入Internet，用户可以利用接入互联网的设备对访问灯光交互装置(101)。
2.根据权利要求1所述的灯光交互装置(101)，其特征在于，所述灯光交互装置(101)由以下部分组成：ARM核心的STM32微控制器(201)，负责对整个装置的控制；nRF2401单片无线收发器芯片组成的2.4GHz无线通信模块(202)，用于建立与室外终端的2.4GHz无线信号连接(106)；ESP8266WIFI无线收发模块(203)，负责与无线路由器建立WiFi连接(107)，用于与Internet进行数据传输；BT4.0蓝牙模块(204)，用于灯光交互装置与手机建立蓝牙连接(105)，并进行数据传输；彩色显示屏(205)，用于显示；灯光控制电路(206)，利用PWM原理独立调整双色温LED的亮度，实现亮度，整体色温的调节，双色温LED矩阵(207)包含5000K～6500K冷白光LED和2700K～3500K暖白光LED通过两种色温灯光强度进行不同比例混合，调整出用户需要的色温与灯光强度；环境检测模块(208)，其中包含热敏电阻(212)，用于测量温度；湿敏电阻(211)，用于测量湿度；光敏电阻(210)，用于测量光照强度和PM2.5检测模块(209)，用于测量PM2.5；系统电源接口(213)，与电源模块相连，为灯光交互装置整体提供电能；时钟电路(214)，为微控制器提供系统时钟；按键和LED指示灯(215)，用于开关机及设置，LED指示灯负责指示工作状态。
3.根据权利要求1所述的室外检测终端(102)，其特征在于，所述室外检测终端(102)由以下部分组成：MSP430单片机(301)，负责对整个装置的控制，该单片机为低功耗的微控制器，利于降低电源功耗开支；nRF2401单片无线收发器芯片组成的2.4GHz无线通信模块(302)，用于与灯光交互装置建立无线信号连接(106)，并进行控制指令及测量数据的无线传输；按键(303)，用于开关机及设置；环境检测模块(304)，其中包含热敏电阻(308)，用于测量温度；湿敏电阻(307)，用于测量湿度；光敏电阻(306)，用于测量光照强度和PM2.5检测模块(305)，用于测量PM2.5；系统电源接口(309)，与电源模块相连，为室外检测终端整体提供电能；时钟电路(310)，为微控制器提供系统时钟；LED指示灯(311)，用于指示工作状态。
4.根据权利要求1所述的室外检测终端(102)，其特征在于，所述室外检测终端利用太阳能电池作为能源的获取方式，实现室外检测终端电能的自身提供，数据传输依靠无线方式，省去电缆和数据线，完全摆脱线缆的束缚，并可以全天候免维护运行；室外检测终端的运行状态，数据测量频率由灯光交互装置控制；用户可以通过手机App设置环境测量的频率，起止时间，或定点进行测量；室外检测终端在不进行测量任务时可以进入休眠状态，以降低功耗。
5.根据权利要求2所述的系统电源接口(213)，其特征在于，系统电源接口(213)与灯光交互装置(101)内部电源模块相连，电源模块其特征在于，由以下部分组成：锂蓄电池(401)、用于存储和提供电能；TP4056单片锂电池充电管理芯片组成的充电电路(402)，用于负责内置锂蓄电池的充电管理5V直流电源输入(403)，使用micro USB接口，用于外部电源输入；电源管理\电压转换(404)，用于两路电源的选择，当有外部电源接入时，使用外部电源供电，否则使用内置锂蓄电池供电；电压变换，为系统提供所需的不同电压值；系统电源接口(405)用于与各部分连接，为各部分提供电源。
6.根据权利要求3所述的系统电源接口(309)，其特征在于，系统电源接口(309)，与室外检测终端(102)内部的电源模块相连，电源模块其特征在于，由以下部分组成：锂蓄电池(501)、用于存储和提供电能；太阳能电池对4.2V锂电池的充电管理电路(502)，用于负责内置锂蓄电池的充电管理；太阳能电池(503)，用于将太阳能转换成电能，实现室外检测终端电能的自身提供；电源管理\电压转换(504)，用于两路电源的选择，当太阳能电池足以同工系统需要的的电源时，选择太阳能电池供电，否则选择共同供电或仅有电池供电；电压变换，为系统提供需要的电压值；系统电源接口(505)，用于与各部分连接，为各部分提供电源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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