CN109246908A - 智能照明管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能照明管理系统，包括单片机、数据采集器、显示模块、光强度传感器、无线通信模块、移动终端、过充电模块、过放电模块和电源模块，所述数据采集器、显示模块、光强度传感器、无线通信模块、移动终端、过充电模块、过放电模块和电源模块均与所述单片机连接；所述电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一MOS管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一二极管的阳极和第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一MOS管的源极连接。本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

智能照明管理系统

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种智能照明管理系统。

背景技术

智能家居的照明控制系统，其实就是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自控制照明，是整个智能家居的基础部分。智能照明系统可进行预设，即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。这些设置也称为场景，可由调光器系统或中央建筑控制系统自动调用。在家庭内使用时，可以采用集成中央控制器的形式，并可能带有一个触屏界面。

总体而言，智能照明系统作为整个智能家居的核心部分，特别适合于大面积住房，它将使生活更加方便和舒适。照明控制系统分为独立式、特定于房间式或大型的联网系统，在联网系统中，调光设备安装在电气柜中，由诸如传感器和控制面板组成的外部设备网络来操作。联网系统的优势是可从许多点来控制不同的房间中区域。在家庭中，可以在靠近主进口的墙上安装一个控制面板，以此作为多外房间的主控制点。传统智能照明系统的供电电路使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统智能照明系统的供电电路缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的智能照明管理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能照明管理系统，包括单片机、数据采集器、显示模块、光强度传感器、无线通信模块、移动终端、过充电模块、过放电模块和电源模块，所述数据采集器、显示模块、光强度传感器、无线通信模块、移动终端、过充电模块、过放电模块和电源模块均与所述单片机连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一MOS管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一二极管的阳极和第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第一MOS管的栅极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均接地，所述第一MOS管的漏极分别与所述第一电阻的一端和电压输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二三极管的基极和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一二极管的型号为E-272，所述第三电阻的阻值为38kΩ。

在本发明所述的智能照明管理系统中，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一电容的电容值为390pF。

在本发明所述的智能照明管理系统中，所述电源模块还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电容的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二电容的电容值为470pF。

在本发明所述的智能照明管理系统中，所述电源模块还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第四电阻的阻值为43kΩ。

在本发明所述的智能照明管理系统中，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管，所述第一MOS管为P沟道MOS管。

在本发明所述的智能照明管理系统中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本发明的智能照明管理系统，具有以下有益效果：由于设有单片机、数据采集器、显示模块、光强度传感器、无线通信模块、移动终端、过充电模块、过放电模块和电源模块，电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一MOS管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压输出端，该电源模块相对于传统智能照明系统的供电电路，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于对第二三极管的集电极电流进行限流保护，第三电阻用于对第一MOS管的源极电流进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明智能照明管理系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明智能照明管理系统实施例中，该智能照明管理系统的结构示意图如图1所示。图1中，该智能照明管理系统包括单片机1、数据采集器2、显示模块3、光强度传感器4、无线通信模块5、移动终端6、过充电模块7、过放电模块8和电源模块9，其中，数据采集器2、显示模块3、光强度传感器4、无线通信模块5、移动终端6、过充电模块7、过放电模块8和电源模块9均与单片机1连接。

具体而言，工作时，数据采集器2采集蓄电池两端的电压并将其转化为数字量，将数字量传送给单片机1，单片机1将该数字量发送给显示模块3进行显示，单片机1将采集到蓄电池两端的电压数据与设定值进行比较，若检测值超出设定值的上限时，则判定为过充状态，单片机1则发送控制信号给过充电模块7，从而停止对蓄电池的充电，若检测值低于设定值的下限时，则判定为过放状态，单片机1则发送控制信号给过放电模块8，从而开始对蓄电池进行充电，光强度传感器4检测光线强度，并根据用于判定白天和晚上的光线强度，发送自动控制信号给单片机1，实现对灯管的开启关闭；移动终端6可以实现通过无线方式对灯管的开关控制，该智能照明管理系统可以实现对蓄电池的保护，从而使得照明系统的性能较为稳定、实时性较高、自动化程度较高，且能延长该智能照明管理系统的使用寿命。

本实施例中，无线通信模块5可以为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。上述移动终端6可以是智能手机、平板电脑或PDA等。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块9包括电压输入端Vin、第一二极管D1、第一MOS管M1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin分别与第一二极管D1的阳极和第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第一MOS管M1的源极连接，第一MOS管M1的栅极与第一三极管Q1的集电极连接，第一二极管D1的阴极分别与第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极均接地，第一MOS管M1的漏极分别与第一电阻R1的一端和电压输出端Vo连接，第一电阻R1的另一端分别与第二三极管Q2的基极和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地。

该电源模块9相对于传统智能照明系统的供电电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1为限流二极管，用于对第二三极管Q2的集电极电流进行限流保护；第三电阻R3为限流电阻，用于对第一MOS管M1的源极电流进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为E-272，第三电阻R3的阻值为38kΩ，当然，在实际应用中，第一二极管D1也可采用其他型号具有类似功能的二极管，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，根据单片机1的需要设定一预设电压，即调整第一电阻R1与第二电阻R2的大小，之后调整第一电阻R1与第二电阻R2的比例关系，以使输出电压等于预设电压时，第一三极管Q1恰好导通；第二三极管Q2即作为稳压状态与导通状态的切换开关。

当电压输入端Vin的输入电压较高，即超过预设电压时，工作于稳压状态，第二三级管Q2开始导通，输入电压钳位于预设电压；第一三级管Q1的基极开始截止，即第一三级管Q1的的集电极电位随着第二三极管Q2的基极反馈的电位改变而改变，构成负反馈控制，反馈电压上升，即使第一MOS管M1的栅源电压下降，降低输出电压，反馈电压下降，即使第一MOS管M1的栅源电压上升，提高输出电压，以使输出电位始终钳位在预设电压。

当电压输入端Vin的输出电压不足预设电压时，工作于导通状态，第二三极管Q2截止，输出电压几乎等于输入电压；第一三极管Q1导通，第一三极管Q1的集电极电位下降至近乎接地，第一MOS管M1的栅源电压达到最大值，第一MOS管M1完全导通，使输入电压以可以忽略的压降输出至单片机1。

本实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管，第一MOS管M1为P沟道MOS管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以均采用PNP型三极管，第一MOS管M1也可以为N沟道MOS管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块19还包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第一MOS管M1的栅极连接，第一电容C1的另一端与第一三极管Q1的集电极连接。第一电容C1为耦合电容，用于防止第一MOS管M1与第一三极管Q1之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一电容C1的电容值为390pF，当然，在实际应用中，第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块9还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与第一三极管Q1的基极连接，第二电容C2的另一端与第二三极管Q2的集电极连接。第二电容C2为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与第二三极管Q2之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二电容C2的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第二电容C2的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第二电容C2的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块9还包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端与第二三极管Q2的发射极连接，第四电阻R4的另一端接地。第四电阻R4为限流电阻，用于对第二三极管Q2的发射极电流进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第四电阻R4的阻值为43kΩ，当然，在实际应用中，第四电阻R4的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电阻R4的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，单片机1、数据采集器2、显示模块3、光强度传感器4、过充电模块7和过放电模块8均采用现有技术中能够实现其功能的任意结构。

总之，本实施例中，该电源模块9相对于传统智能照明系统的供电电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块9中设有限流二极管和限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能照明管理系统，其特征在于，包括单片机、数据采集器、显示模块、光强度传感器、无线通信模块、移动终端、过充电模块、过放电模块和电源模块，所述数据采集器、显示模块、光强度传感器、无线通信模块、移动终端、过充电模块、过放电模块和电源模块均与所述单片机连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一MOS管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一二极管的阳极和第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第一MOS管的栅极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均接地，所述第一MOS管的漏极分别与所述第一电阻的一端和电压输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二三极管的基极和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一二极管的型号为E-272，所述第三电阻的阻值为38kΩ。

2.根据权利要求1所述的智能照明管理系统，其特征在于，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一电容的电容值为390pF。

3.根据权利要求2所述的智能照明管理系统，其特征在于，所述电源模块还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电容的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二电容的电容值为470pF。

4.根据权利要求3所述的智能照明管理系统，其特征在于，所述电源模块还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第四电阻的阻值为43kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的智能照明管理系统，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管，所述第一MOS管为P沟道MOS管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的智能照明管理系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。