CN109548246A - 一种低功耗智能led灯及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低功耗智能LED灯及控制方法，该LED灯包括电源模块以及控制模块，控制模块包括LED灯、LED驱动开关电路、人体检测模块、环境光线检测模块、开关切换模块、MCU芯片，人体检测模块用于检测人体感应信号，环境光线检测模块用于检测环境光照度，MCU芯片与LED驱动开关电路电连接并控制LED驱动开关电路的工作，MCU芯片根据开关切换模块输出的开关切换信号以控制LED灯完成工作模式的切换，LED驱动开关电路向LED灯发送灯光驱动信号以控制LED灯的点亮或熄灭。该控制方法应用于低功耗智能LED灯。本发明的智能LED灯可以有效地解决待机功耗问题，并且解决了人在晚上起床灯的骤亮带来的不舒适感，智能化程度更高，极大地节约电能，并保证正常的所需用电。

Description

一种低功耗智能LED灯及控制方法

【技术领域】

本发明涉及LED光源技术领域，具体的，涉及一种低功耗智能LED灯以及该智能LED灯的控制方法。

【背景技术】

目前，LED作为一种新型光源，由于其具有能耗低、亮度强且寿命长的优点，已经被广泛应用于各个领域。其中，地脚灯作为辅助照明的电子开关产品，通常安装在高于地面20－30cm位置，可以在夜间或者照明条件不利的环境中起到辅助照明而且不影响他人休息的作用，随着技术的进步，目前已开始大量的采用LED灯作为其照明光源。

然而，现有的热红外人体感应地脚线灯，灯的控制方式只是简单的开关控制，人在夜间起床时由于灯的骤亮会使人的眼睛感到非常的不舒适，不够智能。另外，其目前市场使用的专用IC不能对电池和控制模块的智能管理，待机功耗比较高。

【发明内容】

本发明的主要目的是提供一种实用性强、待机功耗低、可以对LED灯有效进行控制的低功耗智能LED灯。

本发明的另一目的是提供一种实用性强、待机功耗低、可以对LED灯有效进行控制的低功耗智能LED灯的控制方法。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的一种低功耗智能LED灯包括电源模块以及控制模块，电源模块为控制模块输出电能，控制模块包括LED灯、LED驱动开关电路、人体检测模块、环境光线检测模块、开关切换模块、MCU芯片，人体检测模块用于检测人体感应信号，环境光线检测模块用于检测环境光照度，MCU芯片根据人体感应信号和环境光照度产生一灯光控制信号，MCU芯片与LED驱动开关电路电连接并控制LED驱动开关电路的工作，并且，MCU芯片根据开关切换模块输出的开关切换信号以控制LED灯完成工作模式的切换，LED驱动开关电路向LED灯发送灯光驱动信号以控制LED灯的点亮或熄灭。

进一步的方案是，环境光线检测模块包括环境光传感器，环境光传感器与MCU芯片电连接。

更进一步的方案是，人体检测模块包括人体接近传感器，人体接近传感器与MCU芯片电连接。

更进一步的方案是，LED驱动开关电路包括开关管，开关管由MCU芯片的控制信号控制。

更进一步的方案是，MCU芯片为STM8l系列的低功耗微控制器。

由此可见，本发明提供的低功耗智能LED灯主要由低功耗的LED灯、人体检测模块、环境光线检测模块、开关切换模块、电源、LED驱动开关电路和MCU芯片等构成，人体检测模块检测用于检测是否有人经过，环境光线检测模块主要用于检测环境光照度，LED驱动开关电路通过MCU芯片根据各个检测模块检测到的现场情况来决定是否点亮LED灯，开关切换模块用于告知用户选择自动模式还是常亮模式，并完成工作模式的切换，MCU芯片是整个产品控制的核心，该芯片选用低功耗、低成本的STM8L系列作为产品的控制器。所以，可以有效地解决待机功耗问题，并且解决了人在晚上起床灯的骤亮带来的不舒适感，智能化程度更高，更加人性化。

为了实现上述的另一目的，本发明还提供的低功耗智能LED灯的控制方法，应用于一种低功耗智能LED灯，该智能LED灯包括电源模块以及控制模块，电源模块为控制模块输出电能，控制模块包括LED灯、LED驱动开关电路、人体检测模块、环境光线检测模块、开关切换模块、MCU芯片；该方法包括：在确定MCU芯片处于上电状态后，判断LED灯是否处于常亮模式，如是，则点亮LED灯，MCU芯片进入睡眠状态，当检测到人体感应信息且当前环境光照度较低时，MCU芯片退出睡眠状态，并继续判断LED灯是否处于常亮模式；若LED灯不处于常亮模式时，则确定LED灯处于自动模式，并且判断LED灯是否符合点亮条件，若判断结果为是，则点亮LED灯，并在达到预设的开灯曲线时间后，关闭LED灯，MCU芯片进入睡眠状态。

进一步的方案是，点亮条件包括：判断当前环境光照度是否低于预设照度值，若判断结果为是，则判断是否检测到人体感应信息，如是，则确定LED灯符合点亮条件，其中，预设照度值为照度值小于2lux。

更进一步的方案是，若确定当前环境光照度不低于预设照度值，则LED灯不符合点亮条件。

更进一步的方案是，若确定当前环境光照度低于预设照度值并且检测不到人体感应信息时，则LED灯不符合点亮条件。

由此可见，当检测到有人经过并且当前环境光照度比较低时，才可以开启LED灯进行照明，并且按照特定的曲线执行点亮LED灯和关闭LED灯，并且根据开关输入情况，控制LED灯工作在常亮模式还是自动模式。所以，通过引入超低功耗的MCU芯片实现智能控制方法，采用了PWM控制，设计了LED灯专用的开启和关闭曲线，且对MCU芯片和相应的模块进行功耗管理，实现了整个LED灯的低功耗和长待机时间，并且解决了用户在晚上起床灯的骤亮带来的不舒适感，智能化程度更高，极大地节约电能，并保证正常的所需用电。

【附图说明】

图1是本发明一种低功耗智能LED灯实施例的原理图。

图2是本发明一种低功耗智能LED灯的控制方法实施例的流程框图。

【具体实施方式】

为了使发明的目的、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，并不限用于本发明。

一种低功耗智能LED灯实施例：

参见图1，本发明的一种低功耗智能LED灯包括电源模块1以及控制模块，电源模块1为控制模块输出电能，控制模块包括LED灯10、LED驱动开关电路20、人体检测模块30、环境光线检测模块40、开关切换模块50、MCU芯片60，人体检测模块30用于检测人体感应信号，环境光线检测模块40用于检测环境光照度，MCU芯片60根据人体感应信号和环境光照度产生一灯光控制信号，MCU芯片60与LED驱动开关电路20电连接并控制LED驱动开关电路20的工作，并且，MCU芯片60根据开关切换模块50输出的开关切换信号以控制LED灯10完成工作模式的切换，LED驱动开关电路20向LED灯10发送灯光驱动信号以控制LED灯10的点亮或熄灭。

具体地，人体检测模块30主要用于检测是否有人经过，如果人体检测模块30检测到有人经过则会产生一个上升沿给MCU芯片60，触发MCU芯片60退出睡眠模式，MCU芯片60开始工作并且通过环境光线检测模块40查看环境光线，如果亮度是比较高，则继续返回休眠，若亮度较低(如晚上)，则准备按照特定曲线点亮LED灯；环境光线检测模块40主要用于检测环境光照度，若亮度低并且有人经过才使LED灯10点亮，以达到节能的目的；电源模块1主要采用锂电池给整个产品提供电源，并且提供给锂电池充电线路及相关的保护，如过流保护、充电保护、温度保护等；开关切换模块50用于告知用户选择LED灯10的工作模式，如自动模式和常亮模式，并完成这两种模式的切换；LED驱动开关电路20主要根据各个检测模块检测到的现场情况，由MCU芯片60来控制是否点亮LED灯10；MCU芯片60是整个产品控制的核心，当检测到有人经过并且环境亮度比较低，才可以开启LED灯10，并且按照特定的曲线执行点亮LED灯10和关闭LED灯10，并且根据开关输入情况，控制LED灯10工作在常亮模式还是自动模式。

其中，环境光线检测模块40包括环境光传感器，环境光传感器与MCU芯片60电连接。

其中，人体检测模块30包括人体接近传感器，人体接近传感器与MCU芯片60电连接。

其中，LED驱动开关电路20包括开关管，开关管由MCU芯片60的控制信号控制。

优选的，MCU芯片60为STM8l系列的低功耗微控制器，可见，本发明提供的智能LED灯选用低功耗、低成本的stm8l系列作为产品的控制器。

由此可见，本发明提供的低功耗智能LED灯主要由低功耗的LED灯10、人体检测模块30、环境光线检测模块40、开关切换模块50、电源模块1、LED驱动开关电路20和MCU芯片60等构成，人体检测模块30检测用于检测是否有人经过，环境光线检测模块40主要用于检测环境光照度，LED驱动开关电路20通过MCU芯片60根据各个检测模块检测到的现场情况来决定是否点亮LED灯10，开关切换模块50用于告知用户选择自动模式还是常亮模式，并完成工作模式的切换，MCU芯片60是整个产品控制的核心，该芯片选用低功耗、低成本的STM8L系列作为产品的控制器。所以，可以有效地解决待机功耗问题，并且解决了人在晚上起床灯的骤亮带来的不舒适感，智能化程度更高，更加人性化。

一种低功耗智能LED灯的控制方法实施例：

参见图2，图2是本发明一种低功耗智能LED灯的控制方法实施例的流程框图。上述控制方法包括：首先，执行步骤S1，在确定MCU芯片60处于上电状态后，进行时钟初始化和IO口初始化，然后，执行步骤S2，判断LED灯10是否处于常亮模式，如是，则执行步骤S3，则点亮LED灯10，然后，执行步骤S4，MCU芯片60进入睡眠状态。

接着，执行步骤S5，当检测到人体感应信息且当前环境光照度较低时，执行步骤S6，MCU芯片60退出睡眠状态，并继续判断LED灯10是否处于常亮模式，即执行步骤S2。

若LED灯10不处于常亮模式时，则执行步骤S11，确定LED灯10处于自动模式后，执行步骤S12，判断LED灯10是否符合点亮条件。在本实施例中，点亮条件包括：判断当前环境光照度是否低于预设照度值，若判断结果为是，则判断是否检测到人体感应信息，如是，则确定LED灯10符合点亮条件，其中，预设照度值为照度值小于2lux。

若判断结果为是，即LED灯10符合点亮条件，则执行步骤S13，点亮LED灯，然后，执行步骤S14，在达到预设的开灯曲线时间后，关闭LED灯，然后，MCU芯片60进入睡眠状态，即执行步骤S6。

其中，若确定当前环境光照度不低于预设照度值，则LED灯10不符合点亮条件。

其中，若确定当前环境光照度低于预设照度值并且检测不到人体感应信息时，则LED灯10不符合点亮条件。

在本实施例中，预设的开灯曲线时间可以按照函数pwm_ontime＝x*x*0.12来计算LED灯10的pwm开通时间，然后，设置LED灯10的PWM，即可得到预设的开灯曲线时间。其中，x表示开灯的第1个10ms，2个10ms，3个10ms…n个10ms的序号。当然，本实施例中预设的开灯曲线时间优选为28S，也可以是27S、29S或29S以上，具体的可根据用户需要来进行设定。

由此可见，当检测到有人经过并且当前环境光照度比较低时，才可以开启LED灯10进行照明，并且按照特定的曲线执行点亮LED灯10和关闭LED灯10，并且根据开关输入情况，控制LED灯10工作在常亮模式还是自动模式。所以，通过引入超低功耗的MCU芯片60实现智能控制方法，采用了PWM控制，设计了LED灯10专用的开启和关闭曲线，且对MCU芯片60和相应的模块进行功耗管理，实现了LED灯10的低功耗和长待机时间，并且解决了用户在晚上起床灯的骤亮带来的不舒适感，智能化程度更高，极大地节约电能，并保证正常的所需用电。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低功耗智能LED灯，包括电源模块以及控制模块，所述电源模块为所述控制模块输出电能，其特征在于：

所述控制模块包括LED灯、LED驱动开关电路、人体检测模块、环境光线检测模块、开关切换模块、MCU芯片，所述人体检测模块用于检测人体感应信号，所述环境光线检测模块用于检测环境光照度，所述MCU芯片根据所述人体感应信号和所述环境光照度产生一灯光控制信号，所述MCU芯片与所述LED驱动开关电路电连接并控制所述LED驱动开关电路的工作，并且，所述MCU芯片根据所述开关切换模块输出的开关切换信号以控制所述LED灯完成工作模式的切换，所述LED驱动开关电路向所述LED灯发送灯光驱动信号以控制所述LED灯的点亮或熄灭。

2.根据权利要求1所述的低功耗智能LED灯，其特征在于：

所述环境光线检测模块包括环境光传感器，所述环境光传感器与所述MCU芯片电连接。

3.根据权利要求2所述的低功耗智能LED灯，其特征在于：

所述人体检测模块包括人体接近传感器，所述人体接近传感器与所述MCU芯片电连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的低功耗智能LED灯，其特征在于：

所述LED驱动开关电路包括开关管，所述开关管由所述MCU芯片的控制信号控制。

5.根据权利要求1至3任一项所述的低功耗智能LED灯，其特征在于：

所述MCU芯片为STM8l系列的低功耗微控制器。

6.一种低功耗智能LED灯的控制方法，应用于如权利要求1至3任一项所述的一种低功耗智能LED灯，该智能LED灯包括电源模块以及控制模块，所述电源模块为所述控制模块输出电能，所述控制模块包括LED灯、LED驱动开关电路、人体检测模块、环境光线检测模块、开关切换模块、MCU芯片；

其特征在于，该方法包括：

在确定所述MCU芯片处于上电状态后，判断所述LED灯是否处于常亮模式，如是，则点亮所述LED灯，所述MCU芯片进入睡眠状态，当检测到人体感应信息且当前环境光照度较低时，所述MCU芯片退出睡眠状态，并继续判断所述LED灯是否处于常亮模式；

若所述LED灯不处于常亮模式时，则确定所述LED灯处于自动模式，并且判断所述LED灯是否符合点亮条件，若判断结果为是，则点亮所述LED灯，并在达到预设的开灯曲线时间后，关闭所述LED灯，所述MCU芯片进入睡眠状态。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：

所述点亮条件包括：判断当前环境光照度是否低于预设照度值，若判断结果为是，则判断是否检测到人体感应信息，如是，则确定所述LED灯符合点亮条件，其中，所述预设照度值为照度值小于2lux。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：

若确定当前环境光照度不低于所述预设照度值，则所述LED灯不符合点亮条件。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：

若确定当前环境光照度低于所述预设照度值并且检测不到人体感应信息时，则所述LED灯不符合点亮条件。