CN106954324A - 白炽灯智能开关断电恢复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白炽灯智能开关断电恢复的方法，包括以下步骤：构建白炽灯智能调光开关系统；在白炽灯智能调光开关系统中记录开关灯标志值和亮度等级标志值；断电再上电后，读取开关灯标志值和亮度等级标志值；根据开关灯标志值和亮度等级标志值调整白炽灯的开关灯状态和亮度等级。本发明能够在断电后再来电时将白炽灯智能开关恢复到断电之前的状态，具有记忆功能，免去了用户再去调光的麻烦，提高用户的使用体验度，涉及更加方便和人性化。

Description

白炽灯智能开关断电恢复的方法

技术领域

本发明涉及智能开关领域，具体涉及一种白炽灯智能开关断电恢复的方法。

背景技术

在传统的开关控制系统中，针对白炽灯仅仅是开与关两种状态，并不能对白炽灯的灯光亮度进行调节，同时传统的白痴灯的控制均只能进行本地控制，而不能远程进行控制，在白炽灯的智能控制领域，不免会出现断电的情况，如何在断电后将开关恢复到断电前的状态是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种白炽灯智能开关断电恢复的方法，解决如何在断电后将开关状态恢复到断电前的状态的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种白炽灯智能开关断电恢复的方法，包括以下步骤：

构建白炽灯智能调光开关系统；

在白炽灯智能调光开关系统中记录开关灯标志值和亮度等级标志值；

断电再上电后，读取开关灯标志值和亮度等级标志值；

根据开关灯标志值和亮度等级标志值调整白炽灯的开关灯状态和亮度等级。

更进一步的方案是，白炽灯智能调光开关系统包括：

用于对电路提供稳压电源的电源电路；

用于接收MCU控制电路的调光信号，调节流过白炽灯的平均电流的调光控制电路；

用于与手机APP进行信号交互进行调光的无线通讯电路；

用于提供调光信号给MCU控制电路的按键电路；

用于MCU控制电路检测交流电的过零点控制调光控制电路通断的过零检测电路；

用于为MCU控制电路提供软件编程接口，设定按键扫描定时器的编程接口电路；

用于接收无线通讯电路和按键电路的控制信号，通过过零检测电路检测交流电的过零点控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流的MCU控制电路；

调光控制电路、无线通讯电路、按键电路、编程接口电路和过零检测电路均与MCU控制电路相连。

本系统中MCU控制电路作为中央控制器要记录开光灯状态和亮度等级值（调光值），当需要进行本地按键调光时，按键电路给予信号给MCU控制电路，控制白炽灯的开关或者亮度调节，当需要进行远程调光时，手机APP通过串口传送信号给MCU控制电路，MCU控制电路控制白炽灯的开光或者亮度调节；其中白炽灯的亮度调节使通过MCU控制电路通过过零检测电路检测交流电的过零点，从而根据过零检测电路控制调光控制电路的导通与关闭，根据导通的延迟时间控制导通电流的大小，从而对白炽灯进行亮度调节。

更进一步的方案是，开关灯标志值和亮度等级标志值记录在MCU控制电路中，所述开关灯标志值和亮度等级标志值通过手机APP和按键电路分别进行远程调节和本地调节。

更进一步的方案是，串口用来传输无线通讯电路与MCU控制电路进行通讯的数据。

更进一步的方案是，开关灯标志值和亮度等级标志值通过按键电路进行本地调节的方法是：

白炽灯智能调光系统扫描按键，检测按键状态；

当检测到按键为短按，MCU控制电路根据MCU控制电路中记录的开关灯标志值进行开灯或关灯，并将调节后的开关灯标志值记录在MCU控制电路中；

当检测到按键为长按，MCU控制电路控制调光控制电路进入死循环直到按键松开，如果关灯并且按键长按，上报设备类型；不进行任何操作。

如果开灯且按键长按，根据MCU控制电路记录的亮度等级标志值调节对灯光进行亮度调节，使灯光逐渐变亮或逐渐变暗，并将调节后的亮度等级标志值记录在MCU控制电路中。

更进一步的方案是，本地调节方法中的亮度调节的具体方法是：

按键电路将调光信号传送给MCU控制电路；

MCU控制电路接收到按键电路的调光信号后通过过零检测电路检测交流电的过零点，控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流。

更进一步的方案是，开关灯标志值和亮度等级标志值通过手机APP进行远程调节的方法是：MCU系统处理串口数据，串口数据接受完成一帧有效数据，处理相关的命令协议，根据串口数据以及MCU控制电路中记录的开关灯标志值执行开灯或关灯，或者根据串口数据以及MCU控制电路中记录的亮度等级标志值执行亮度调节，并将调节之后的开关灯标志值和亮度等级标志值记录在MCU控制电路中。

更进一步的方案是，远程调节方法中的亮度调节的具体方法是：

手机APP将调光信号通过无线通讯电路传送给MCU控制电路；

MCU控制电路接收到无线通讯电路的调光信号后通过过零检测电路检测交流电的过零点，控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过本地和远程调光方式，对白炽灯进行调光，更加方便，在调光时，只需要通过手机APP就能够远程进行调光，方法简单，易操作；同时本发明还能够在断电后再来电时将白炽灯智能开关恢复到断电之前的状态，具有记忆功能，免去了用户再去调光的麻烦，提高用户的使用体验度，涉及更加方便和人性化。

2、本发明通过手机客户端随意控制白炽灯灯光的关闭与打开，通过能够调节白炽灯亮度的百分比。

3、本发明通过过零检测电路进行过零点检测，能够避免可控硅导通电流过大，能够减低功耗，从而达到节能的目的。

4、本发明采用无极调光的方式，在调光过程中使灯光逐渐变化，增加寿命，能够调节灯光光线使人眼感觉更加舒服。

5、编程接口电路包括时钟引脚，用于对电路设置定时器，从而对电路定时扫描，避免了对按键电路的持续扫描造成的能源消耗，同时能够减少负载。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明中白炽灯智能调光系统的结构框图。

图3为本发明中断电恢复流程图。

图4为本发明的电源电路的电路结构图。

图5为本发明的调光控制电路的结构示意图。

图6为本发明的无线通讯电路的电路结构示意图。

图7为本发明的按键电路的电路结构示意图。

图8为本发明的MCU控制电路的电路结构示意图。

图9为本发明的编程接口电路的结构示意图。

图10为本发明的过零检测电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、3所示，一种白炽灯智能开关断电恢复的方法，包括以下步骤：

构建白炽灯智能调光开关系统；

在白炽灯智能调光开关系统中记录开关灯标志值和亮度等级标志值；

断电再上电后，读取开关灯标志值和亮度等级标志值；

根据开关灯标志值和亮度等级标志值调整白炽灯的开关灯状态和亮度等级。

其中，白炽灯智能调光开关系统包括用于对电路提供稳压电源的电源电路；用于接收MCU控制电路的调光信号，调节流过白炽灯的平均电流的调光控制电路；用于与手机APP进行信号交互进行调光的无线通讯电路；用于提供调光信号给MCU控制电路的按键电路；用于MCU控制电路检测交流电的过零点控制调光控制电路通断的过零检测电路；用于为MCU控制电路提供软件编程接口，设定按键扫描定时器的编程接口电路；用于接收无线通讯电路和按键电路的控制信号，通过过零检测电路检测交流电的过零点控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流的MCU控制电路；调光控制电路、无线通讯电路、按键电路、编程接口电路和过零检测电路均与MCU控制电路相连，如图2所示。本系统中MCU控制电路作为中央控制器要记录开光灯状态和亮度等级值（调光值），当需要进行本地按键调光时，按键电路给予信号给MCU控制电路，控制白炽灯的开关或者亮度调节，当需要进行远程调光时，手机APP通过串口传送信号给MCU控制电路，MCU控制电路控制白炽灯的开光或者亮度调节；其中白炽灯的亮度调节使通过MCU控制电路通过过零检测电路检测交流电的过零点，从而根据过零检测电路控制调光控制电路的导通与关闭，根据导通的延迟时间控制导通电流的大小，从而对白炽灯进行亮度调节。

开关灯标志值和亮度等级标志值记录在MCU控制电路中，开关灯标志值和亮度等级标志值通过手机APP和按键电路分别进行远程调节和本地调节。

串口用来传输无线通讯电路与MCU控制电路进行通讯的数据。

开关灯标志值和亮度等级标志值通过按键电路进行本地调节的方法是：白炽灯智能调光系统扫描按键，检测按键状态；当检测到按键为短按，MCU控制电路根据MCU控制电路中记录的开关灯标志值进行开灯或关灯，并将调节后的开关灯标志值记录在MCU控制电路中；当检测到按键为长按，MCU控制电路控制调光控制电路进入死循环直到按键松开，如果关灯并且按键长按，上报设备类型；不进行任何操作。本地调节方法中的亮度调节的具体方法是：按键电路将调光信号传送给MCU控制电路；MCU控制电路接收到按键电路的调光信号后通过过零检测电路检测交流电的过零点，控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流。

如果开灯且按键长按，根据MCU控制电路记录的亮度等级标志值调节对灯光进行亮度调节，使灯光逐渐变亮或逐渐变暗，并将调节后的亮度等级标志值记录在MCU控制电路中。

开关灯标志值和亮度等级标志值通过手机APP进行远程调节的方法是：MCU系统处理串口数据，串口数据接受完成一帧有效数据，处理相关的命令协议，根据串口数据以及MCU控制电路中记录的开关灯标志值执行开灯或关灯，或者根据串口数据以及MCU控制电路中记录的亮度等级标志值执行亮度调节，并将调节之后的开关灯标志值和亮度等级标志值记录在MCU控制电路中。远程调节方法中的亮度调节的具体方法是：手机APP将调光信号通过无线通讯电路传送给MCU控制电路；MCU控制电路接收到无线通讯电路的调光信号后通过过零检测电路检测交流电的过零点，控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流。

下面是对各电路结构的介绍。

电源电路包括开关电源模块U5、第一电容器C2、第二电容器C3和稳压芯片，稳压芯片的接地端通过第十电阻R4与开关电源U5的接地端相连，稳压芯片的输入端与开关电源U5的VCC端相连，第一电容器C2和第二电容器C3均并联在开关电源U5的VCC端和接地端，稳压芯片的输出端和接地端还并联有第三电容器C4和第四电容器C5，如图4所示。

电源电路将220V的交流电转换为低压直流电，低压直流电给产品上的其他器件提供工作电压；其工作原理是交流220V经过开关电源模块U5转换成5V，经过第一电容器C2/第二电容器C3进行滤波，再经过HT7333稳压芯片输出3V，给整个电路板系统供电。

MCU控制电路包括单片机，单片机为PIC16F690单片机，调光控制电路分别与PIC16F690单片机的11脚和13脚相连，无线通讯电路分别与PIC16F690单片机的10脚和12脚相连，按键电路与PIC16F690单片机的19脚相连，过零检测电路与PIC16F690单片机的17脚相连，编程接口电路分别与PIC16F690单片机的18脚和19脚相连，如图5、6、7、8、9、10所示。

无线通讯电路包括ZigBee芯片，ZigBee芯片的发射端和接收端分别连接PIC16F690单片机12脚和10脚，如图6所示。

ZigBee模块通讯电路,通过串口和MCU进行通讯，射频信号和网关的射频信号通讯，功能是接收网关发来的无线ZigBee信号，通过串口传给MCU；MCU通过串口传给ZigBee的信号，它通过射频传给网关。

编程接口电路包括时钟引脚，所述时钟引脚与PIC16F690单片机的4脚相连，如图8、图9所示。

编程接口电路包括时钟引脚，用于对电路设置定时器，从而对电路定时扫描，减少能源负载。

调光控制电路包括整流器U3、第一电阻R5、电阻R7、双向可控硅Q1、压敏电阻Y1和熔断器FR1，双向可控硅Q1的2号端通过第二电阻R7连接整流器U3的6号端，双向可控硅Q1的3号端连接整流器U3的4号端，双向可控硅的1号端通过熔断器FR1连接火线端，双向可控硅的2号端连接白炽灯L1，双向可控硅Q1的1号端和2号端与压敏电阻Y1并联，整流器U3的1号端通过第一电阻R5与PIC16F690单片机的13脚相连，如图5所示。

MCU检测到过零检测电路检测到的过零点后，chufa1输出一个高电平脉冲，使U3光耦的4/6脚导通，从而使Q1可控硅导通，L1输出交流电。可控硅Q1的特性是过零点关闭，MCU检测到过零点，经过延时后再控制U3的导通，使可控硅导通，延时时间越长，流过灯的平均电流越小，灯越暗；反之灯越亮。

按键电路包括按键S1，按键S1的一端接地，按键S1的另一端连接PIC16F690单片机的19脚并且通过第五电阻R5连接直流电源VCC。

过零检测电路包括TPL521-2型光电耦合器，光电耦合器的1号脚和4号脚通过第六电阻R2连接零线端，光电耦合器的2号脚和3号脚通过串联的第七电阻R1和第八电阻R19与零线端相连，光电耦合器的6号脚和8号脚集电极同时连接PIC16F690单片机的17脚与3伏电源连接的第九电阻R3，光电耦合器的5号脚和7号脚发射极接地，如图10所示。

过零检测电路的处于正半波时电流经过第七电阻R1和第八电阻R19，光电耦合器的3、4号引脚后，使光电耦合器的5、6号引脚之间导通，与MCU控制电路相连接的SYN信号输出低电平；负半波时电流经过第六电阻R2，光电耦合器 TLP521-2的1、2引脚，使光电耦合器TLP521-2的8、7引脚之间导通，SYN信号输出低电平。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种白炽灯智能开关断电恢复的方法，其特征在于：包括以下步骤：

构建白炽灯智能调光开关系统；

在白炽灯智能调光开关系统中记录开关灯标志值和亮度等级标志值；

断电再上电后，读取开关灯标志值和亮度等级标志值；

根据开关灯标志值和亮度等级标志值调整白炽灯的开关灯状态和亮度等级。

2.根据权利要求1所述的白炽灯智能开关断电恢复的方法，其特征在于：所述白炽灯智能调光开关系统包括：

用于对电路提供稳压电源的电源电路；

用于接收MCU控制电路的调光信号，调节流过白炽灯的平均电流的调光控制电路；

用于与手机APP进行信号交互进行调光的无线通讯电路；

用于提供调光信号给MCU控制电路的按键电路；

用于MCU控制电路检测交流电的过零点控制调光控制电路通断的过零检测电路；

用于为MCU控制电路提供软件编程接口，设定按键扫描定时器的编程接口电路；

用于接收无线通讯电路和按键电路的控制信号，通过过零检测电路检测交流电的过零点控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流的MCU控制电路；

所述调光控制电路、无线通讯电路、按键电路、编程接口电路和过零检测电路均与MCU控制电路相连。

3.根据权利要求2所述的白炽灯智能开关断电恢复的方法，其特征在于：所述开关灯标志值和亮度等级标志值记录在MCU控制电路中，所述开关灯标志值和亮度等级标志值通过手机APP和按键电路分别进行远程调节和本地调节。

4.根据权利要求2所述的白炽灯智能开关断电恢复的方法，其特征在于：所述串口用来传输无线通讯电路与MCU控制电路进行通讯的数据。

5.根据权利要求3所述的白炽灯智能开关断电恢复的方法，其特征在于：所述开关灯标志值和亮度等级标志值通过按键电路进行本地调节的方法是：

白炽灯智能调光系统扫描按键，检测按键状态；

当检测到按键为短按，MCU控制电路根据MCU控制电路中记录的开关灯标志值进行开灯或关灯，并将调节后的开关灯标志值记录在MCU控制电路中；

当检测到按键为长按，MCU控制电路控制调光控制电路进入死循环直到按键松开，如果关灯并且按键长按，上报设备类型；

如果开灯且按键长按，根据MCU控制电路记录的亮度等级标志值调节对灯光进行亮度调节，使灯光逐渐变亮或逐渐变暗，并将调节后的亮度等级标志值记录在MCU控制电路中。

6.根据权利要求5所述的白炽灯智能开关断电恢复方法，其特征在于：所述本地调节方法中的亮度调节的具体方法是：

按键电路将调光信号传送给MCU控制电路；

MCU控制电路接收到按键电路的调光信号后通过过零检测电路检测交流电的过零点，控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流。

7.根据权利要求4所述的白炽灯智能开关断电恢复的方法，其特征在于：所述开关灯标志值和亮度等级标志值通过手机APP进行远程调节的方法是：MCU系统处理串口数据，串口数据接受完成一帧有效数据，处理相关的命令协议，根据串口数据以及MCU控制电路中记录的开关灯标志值执行开灯或关灯，或者根据串口数据以及MCU控制电路中记录的亮度等级标志值执行亮度调节，并将调节之后的开关灯标志值和亮度等级标志值记录在MCU控制电路中。

8.根据权利要求7所述的白炽灯智能开关断电恢复方法，其特征在于：所述远程调节方法中的亮度调节的具体方法是：

手机APP将调光信号通过无线通讯电路传送给MCU控制电路；

MCU控制电路接收到无线通讯电路的调光信号后通过过零检测电路检测交流电的过零点，控制调光控制电路的导通延迟时间，调节流过白炽灯的平均电流。