CN109982492A - 智能灯光控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能灯光控制系统，包括单片机、热红外人体感应器、振动传感器、光传感器、灯光源、开关键、切换开关、调节开关、电源模块、声光报警模块、无线通信模块和移动终端，热红外人体感应器、振动传感器、光传感器、灯光源、开关键、切换开关、调节开关、电源模块和声光报警模块均与单片机连接；电源模块包括电压输入端、变压器、第一电容、熔断器、桥式整流器、第二电容、晶闸管、第三电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第四电阻、第一二极管、三端稳压器、第四电容、第五电容、第六电容、第二稳压管、第三电阻和电压输出端。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

智能灯光控制系统

技术领域

本发明涉及灯光控制领域，特别涉及一种智能灯光控制系统。

背景技术

智能灯光控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗。智能灯光控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，以公共照明统一格智能为平台，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的的照明控制系统。

智能灯光控制系统在确保灯具能够正常工作条件下，给灯具输出一个最佳照明功率，可减少由于过压所造成的照明眩光，使灯光发出的光线更加柔和，照明分布更加均匀，又可大幅度节省电能，智能灯光控制系统节电率可达20％-40％。智能灯光控制系统它可在照明及混合电路中使用，适应性强，能在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作，同时还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。

传统智能灯光控制系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统智能灯光控制系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，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灯光控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能灯光控制系统，包括单片机、热红外人体感应器、振动传感器、光传感器、灯光源、开关键、切换开关、调节开关、电源模块、声光报警模块、无线通信模块和移动终端，所述热红外人体感应器、振动传感器、光传感器、灯光源、开关键、切换开关、调节开关、电源模块和声光报警模块均与所述单片机连接，所述单片机通过所述无线通信模块与所述移动终端连接；

所述电源模块包括电压输入端、变压器、第一电容、熔断器、桥式整流器、第二电容、晶闸管、第三电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第四电阻、第一二极管、三端稳压器、第四电容、第五电容、第六电容、第二稳压管、第三电阻和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端分别与所述第一电容的一端和桥式整流器的一个输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端分别与所述第一电容的另一端和熔断器的一端连接，所述熔断器的另一端与所述桥式整流器的另一个输入端连接，所述桥式整流器的一个输出端分别与所述第二电容的一端、晶闸管的阴极、第三电容的一端和第一电阻的一端连接，所述桥式整流器的另一个输出端分别与所述第二电容的另一端、晶闸管的阳极、第三电容的另一端、第一电阻的另一端、第二电阻的一端和第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第一二极管的阴极、三端稳压器的输入端和第四电容的一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、三端稳压器的输出端、第五电容的一端、第六电容的一端、第二稳压管的阴极和电压输出端的一端连接，所述第二稳压管的阳极分别与所述晶闸管的控制极和第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一电阻的一端、第四电容的另一端、三端稳压器的公共端、第五电容的另一端、第六电容的另一端、第三电阻的另一端和电压输出端的另一端连接，所述第四电阻的阻值为45kΩ。

在本发明所述的智能灯光控制系统中，所述电源模块还包括第七电容，所述第七电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第七电容的另一端分别与所述第一二极管的阴极、三端稳压器的输入端和第四电容的一端连接，所述第七电容的电容值为470pF。

在本发明所述的智能灯光控制系统中，所述电源模块还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述第二稳压管的阴极连接，所述第三二极管的阴极与所述电压输出端的一端连接，所述第三二极管的型号为E-822。

在本发明所述的智能灯光控制系统中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第三电容的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述晶闸管的阴极连接，所述第五电阻的阻值为52kΩ。

在本发明所述的智能灯光控制系统中，所述第一三极管为PNP型三极管。

在本发明所述的智能灯光控制系统中，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。

实施本发明的智能灯光控制系统，具有以下有益效果：由于设有包括单片机、热红外人体感应器、振动传感器、光传感器、灯光源、开关键、切换开关、调节开关、电源模块、声光报警模块、无线通信模块和移动终端，电源模块包括电压输入端、变压器、第一电容、熔断器、桥式整流器、第二电容、晶闸管、第三电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第四电阻、第一二极管、三端稳压器、第四电容、第五电容、第六电容、第二稳压管、第三电阻和电压输出端，该电源模块与传统智能灯光控制系统的供电部分相比，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，第四电阻用于对第一三极管的集电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为本发明智能灯光控制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。

在本发明智能灯光控制系统实施例中，该智能灯光控制系统的结构示意图如图1所示。图1中，该智能灯光控制系统包括单片机1、热红外人体感应器2、振动传感器3、光传感器4、灯光源5、开关键6、切换开关7、调节开关8、电源模块9、声光报警模块10、无线通信模块11和移动终端12，其中，热红外人体感应器2、振动传感器3、光传感器4、灯光源5、开关键6、切换开关7、调节开关8、电源模块9和声光报警模块10均与单片机1连接，单片机1通过无线通信模块11与移动终端12连接。

热红外人体感应器2用于监控是否有人，振动传感器3用于检测是否发生振动，光传感器4用于检测是否有光，开关键6用于开启或关闭电源，切换开关7用于切换手动调节模式和自动调节模式，调节开关8用于调节灯光的亮度，声光报警模块10用于发出报警，单片机1通过无线通信模块11将收到的检测信息发送给移动终端12。本实施例中，移动终端12可以是智能手机或平板电脑等。本发明可实现对灯光进行远距离开启，由远及近进行亮度变暗控制，节约能源，可适应各种环境。

本实施例中，该无线通信模块11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。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。

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、变压器T、第一电容C1、熔断器FU、桥式整流器Z、第二电容C2、晶闸管VS、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第四电阻R4、第一二极管D1、三端稳压器U1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第二稳压管D2、第三电阻R3和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin的一端与变压器T的初级线圈的一端连接，电压输入端Vin的另一端与变压器T的初级线圈的另一端连接，变压器T的次级线圈的一端分别与第一电容C1的一端和桥式整流器Z的一个输入端连接，变压器T的次级线圈的另一端分别与第一电容C1的另一端和熔断器FU的一端连接，熔断器FU的另一端与桥式整流器Z的另一个输入端连接，桥式整流器Z的一个输出端分别与第二电容C2的一端、晶闸管VS的阴极、第三电容C3的一端和第一电阻R1的一端连接，桥式整流器Z的另一个输出端分别与第二电容C2的另一端、晶闸管VS的阳极、第三电容C3的另一端、第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端和第一三极管Q1的发射极连接，第一三极管Q1的基极分别与第一二极管D1的阴极、三端稳压器U1的输入端和第四电容C4的一端连接，第一三极管Q1的集电极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端分别与第一二极管D1的阳极、三端稳压器U1的输出端、第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第二稳压管D2的阴极和电压输出端Vo的一端连接，第二稳压管D2的阳极分别与晶闸管VS的控制极和第三电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第一电阻R1的一端、第四电容C4的另一端、三端稳压器U1的公共端、第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第三电阻R3的另一端和电压输出端Vo的另一端连接。

该电源模块9与传统智能灯光控制系统的供电部分相比，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，第四电阻R4为限流电阻，用于对第一三极管Q1的集电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，第四电阻R4的阻值为45kΩ，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。

该电源模块9的工作原理如下：电压输入端Vin的220V交流电经变压器T降压后，由桥式整流器Z和后续电路整流、滤波使输出端获得稳定的6V电压。

三端稳压器U1的最大输出电流为2A，要想使输出电流大于2A，则要扩大输出电流，为此在三端稳压器U1的外围接一只大功率的第一三极管Q1。采用的是并接式扩流方式，即三端稳压器U1的输入端与第一三极管Q1的基极相连，三端稳压器U1的输出端与第一三极管Q1的集电极相连，这样两输出电流之和可满足输出2.1A电流的要求。如果需要更大的输出电流，可改用2～3只大功率管并联即可。

即使三端稳压器U1内部有稳压电路，三端稳压器U1和第一三极管Q1等组成的稳压电源输出端仍有可能发生过电压现象。为确保负载的安全，该电源在集成块典型应用电路基础上，加了过电压保护电路。该过电压保护电路由第二稳压管D2、第三电阻R3、晶闸管VS和熔断器FU等组成。

该电源模块9工作正常时输出电压为6V，晶闸管VS呈截止状态。当稳压电源由于某种原因(如集成块损坏或调整管击穿)使输出电压超过限定值时，即大于等于6.8V，第二稳压管D2击穿，采样电压升高使晶闸管VS触发而导通，造成熔丝熔断，从而保护了负载。

当电压输入端Vin发生短路或输出端过压而使晶闸管VS导通造成输入端短路时，三端稳压器U1的输入端电压因熔丝熔断立刻为零，而输出端的第六电容C6上充足的电荷则不能立即为零，因而造成输出端瞬间电压高于输入端，为了防止这个反向峰值电压击穿三端稳压器U1或第一三极管Q1，在三端稳压器U1的输入端、输出端间并联第一二极管D1，主要是用来保护三端稳压器U1。

第一电容C1和第二电容C2为桥式整流器Z的输入和输出电容器，可抑制高频谐波干扰。第一电阻R1为第三电容C3提供泄放电流回路。

本实施例中，该第一三极管Q1为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为NPN型三极管，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9还包括第七电容C7，第七电容C7的一端与第一三极管Q1的基极连接，第七电容C7的另一端分别与第一二极管D1的阴极、三端稳压器U1的输入端和第四电C4容的一端连接。第七电容C7为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与三端稳压器U1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，第七电容C7的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第七电容C7的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第七电容C7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还包括第三二极管D3，第三二极管D3的阳极与第二稳压管D2的阴极连接，第三二极管D3的阴极与电压输出端Vo的一端连接。第三二极管D3为限流二极管，用于进行限流保护，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，第三二极管D3的型号为E-822，当然，在实际应用中，第三二极管D3也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块9还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第三电容C3的一端连接，第五电阻R5的另一端与晶闸管VS的阴极连接。第五电阻R5为限流电阻，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为52kΩ，当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该电源模块9与传统智能灯光控制系统的供电部分相比，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)

1.一种智能灯光控制系统，其特征在于，包括单片机、热红外人体感应器、振动传感器、光传感器、灯光源、开关键、切换开关、调节开关、电源模块、声光报警模块、无线通信模块和移动终端，所述热红外人体感应器、振动传感器、光传感器、灯光源、开关键、切换开关、调节开关、电源模块和声光报警模块均与所述单片机连接，所述单片机通过所述无线通信模块与所述移动终端连接；

所述电源模块包括电压输入端、变压器、第一电容、熔断器、桥式整流器、第二电容、晶闸管、第三电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第四电阻、第一二极管、三端稳压器、第四电容、第五电容、第六电容、第二稳压管、第三电阻和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端分别与所述第一电容的一端和桥式整流器的一个输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端分别与所述第一电容的另一端和熔断器的一端连接，所述熔断器的另一端与所述桥式整流器的另一个输入端连接，所述桥式整流器的一个输出端分别与所述第二电容的一端、晶闸管的阴极、第三电容的一端和第一电阻的一端连接，所述桥式整流器的另一个输出端分别与所述第二电容的另一端、晶闸管的阳极、第三电容的另一端、第一电阻的另一端、第二电阻的一端和第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第一二极管的阴极、三端稳压器的输入端和第四电容的一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、三端稳压器的输出端、第五电容的一端、第六电容的一端、第二稳压管的阴极和电压输出端的一端连接，所述第二稳压管的阳极分别与所述晶闸管的控制极和第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一电阻的一端、第四电容的另一端、三端稳压器的公共端、第五电容的另一端、第六电容的另一端、第三电阻的另一端和电压输出端的另一端连接，所述第四电阻的阻值为45kΩ。

2.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述电源模块还包括第七电容，所述第七电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第七电容的另一端分别与所述第一二极管的阴极、三端稳压器的输入端和第四电容的一端连接，所述第七电容的电容值为470pF。

3.根据权利要求2所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述电源模块还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述第二稳压管的阴极连接，所述第三二极管的阴极与所述电压输出端的一端连接，所述第三二极管的型号为E-822。

4.根据权利要求3所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第三电容的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述晶闸管的阴极连接，所述第五电阻的阻值为52kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的智能灯光控制系统，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。