CN111901953A - 车间智能防爆照明灯系统 - Google Patents

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Abstract

一种车间智能防爆照明灯系统，包括防爆照明灯、开关电源、控制电路及智能终端；控制电路包括单片机、晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块；单片机与晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块均连接；I/O控制模块与PWM模块连接，继电器模块与PWM模块及开关电源均连接。如此能够远程控制并能根据环境亮度自动调节照明亮度。

Description

车间智能防爆照明灯系统
技术领域
本发明涉及车间照明技术领域，特别是一种车间智能防爆照明灯系统。
背景技术
化工厂中进行化工作业需要用到很多的电气设备，这些电气设备在工作时容易产生一定热量和火花，导致设备的发热和产生明火问题，当产生的明火与易燃易爆物品接触时，就容易造成火灾爆炸，这种情况会给化工厂带来巨大损失。
现有工厂车间照明灯没有实现对照明灯实现智能控制的技术方案。如为了安全及效率，需要实现对车间内的照明灯实现远程控制；车间内不同的工序所需亮光的强度不同，现有的照明灯不能灵活调节光亮强度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够远程控制并能根据环境亮度自动调节照明亮度的车间智能防爆照明灯系统，以解决上述问题。
一种车间智能防爆照明灯系统，包括设置于一防爆仓中的防爆照明灯、与防爆照明灯连接的开关电源、与开关电源连接的控制电路及与控制电路无线通信的智能终端；控制电路包括单片机、晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块；单片机与晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块均连接；I/O控制模块与PWM模块连接，继电器模块与PWM模块及开关电源均连接。
进一步地，所述单片机的2脚与一第一发光二极管LED1的阴极连接，第一发光二极管LED1的阳极通过第一电阻R1与一3.3V直流电源连接；单片机的64脚与3.3V直流电源连接，还通过第二电阻R2与一第二发光二极管LED2的阳极连接；第二发光二极管LED2的阴极接地，还与单片机的63脚连接；单片机的12脚接地，13脚与3.3V直流电源连接，14脚通过一第一按钮开关S1与3.3V直流电源连接；单片机的8脚通过一第二按钮开关S2与3.3V直流电源连接，9脚通过一第三按钮开关S3与3.3V直流电源连接，10脚通过一第四按钮开关S4与3.3V直流电源连接；单片机的18脚接地，19脚与3.3V直流电源连接，47脚接地，48脚与3.3V直流电源连接。
进一步地，所述单片机为芯片STM32F103RET6。
进一步地，所述光照度感应器包括第四连接器J4及与第四连接器J4连接的光线感应器，第四连接器J4的1脚与5V直流电源连接，2脚接地，3脚与单片机的29脚连接，4脚与单片机的30脚连接。
进一步地，所述电压转换模块包括第五连接器J5、第一稳压管U2、第二稳压管U3、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3；第五连接器J5与一外部的12V直流电源连接；第五连接器J5的1脚与第一稳压管U2的输入端Vin连接，并通过第一电容C1接地；第五连接器J5的2脚接地；第一稳压管U2的输出端Vout输出5V直流电压，并与第二稳压管U3的输入端Vin连接，并通过第二电容C2接地；第一稳压管U2的接地端GND接地；第二稳压管U3的输出端Vout输出3.3V直流电压，并通过第三电容C3接地；第二稳压管U3的接地端GND接地。
进一步地，所述模式转换模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及切换开关S5；切换开关S5的1脚通过第三电阻R3与一3.3V直流电源连接，2脚通过第四电阻R4与3.3V直流电源连接；3脚与单片机的28脚连接，还通过第五电阻R5接地；4脚与单片机的60脚连接，还通过第六电阻R6接地。
进一步地，所述继电器模块包括继电器K1、第六连接器J6、第一场效应管Q1、第十电阻R10及第十一电阻R11；继电器K1具有电磁部分及开关部分，开关部分具有弹片端1，第一搭接端2及第二搭接端3；第六连接器J6的1脚与弹片端1连接，2脚与第一搭接端2连接，第二搭接端3悬空；第一场效应管Q1的栅极通过第十电阻R10与单片机的41脚连接，漏极与5V直流电源连接，源极与继电器K1的电磁部分的第一端连接；电磁部分的第二端接地；第十一电阻R11连接于第一场效应管Q1的栅极与漏极之间。
进一步地，所述PWM模块包括第七连接器J7、第二场效应管Q2、第八电阻R8及第九电阻R9；第二场效应管Q2的栅极通过第八电阻R8与单片机U1的57脚连接，漏极与12V直流电源连接，源极与第七连接器J7的1脚连接，第七连接器J7的2脚接地；第九电阻R9连接于第二场效应管Q2的栅极与漏极之间。
进一步地，所述I/O控制模块具有第八连接器J8，第八连接器J8的1脚与单片机的41脚连接，2脚与单片机的42脚连接。
进一步地，所述显示模块包括第三连接器J3及与第三连接器J3连接的OLED显示屏，第三连接器J3的1脚与5V直流电源连接，2脚接地，3脚与单片机U1的59脚连接，4脚与单片机的58脚连接。
与现有技术相比，本发明的车间智能防爆照明灯系统包括设置于一防爆仓中的防爆照明灯、与防爆照明灯连接的开关电源、与开关电源连接的控制电路及与控制电路无线通信的智能终端；控制电路包括单片机、晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块；单片机与晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块均连接；I/O控制模块与PWM模块连接，继电器模块与PWM模块及开关电源均连接。如此能够远程控制并能根据环境亮度自动调节照明亮度。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的车间智能防爆照明灯系统的方框示意图。
图2为图1中的单片机的的连接示意图。
图3为图1中的部分模块的电路示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参考图1，本发明提供的车间智能防爆照明灯系统包括设置于一防爆仓200中的防爆照明灯100、与防爆照明灯100连接的开关电源30、与开关电源30连接的控制电路10及与控制电路10无线通信的智能终端40。
控制电路10包括单片机U1、晶振模块11、光照度感应器12、复位模块13、显示模块14、程序下载模块15、电压转换模块16、按键输入模块17、I/O控制模块18、PWM模块19、继电器模块20、串口通信模块21、Wifi通信模块22及模式转换模块23。
单片机U1与晶振模块11、光照度感应器12、复位模块13、显示模块14、程序下载模块15、电压转换模块16、按键输入模块17、I/O控制模块18、PWM模块19、继电器模块20、串口通信模块21、Wifi通信模块22及模式转换模块23均连接。
I/O控制模块18与PWM模块19连接，继电器模块20与PWM模块19及开关电源30均连接。
电压转换模块16用于进行电压转换，以将12V的直流电压转换为5V及3.3V的直流电压，为不同的部件供电；输出晶振模块11用于产生震荡，光照度感应器12用于采集环境光照度，继电器模块20用于控制开关电源30，进而控制防爆照明灯100的开关；复位模块13用于整个系统的重启，显示模块14用于显示实时光照度与系统的各个参数，程序下载模块15下载程序并向单片机U1烧录芯片程序，串口通信模块21用于与一计算机通信，Wifi通信模块22用于与云服务器或智能终端40通信，I/O控制模块18用于输出PWM波，PWM波由单片机U1内的定时器控制，按键输入模块17用于手动开关防爆照明灯100或调整防爆照明灯100的照明亮度，PWM模块19用于输出不同占空比的PWM波，以控制输出电压的大小，进而自动调整防爆照明灯100的照明亮度。模式转换模块23用于切换控制电路10的工作模式为自动模式或手动模式。
请参考图2，单片机U1采用芯片STM32F103RET6。单片机U1的2脚与一第一发光二极管LED1的阴极连接，第一发光二极管LED1的阳极通过第一电阻R1与一3.3V直流电源连接。第一发光二极管LED1用于指示单片机U1是否上电。
单片机U1的64脚与3.3V直流电源连接，还通过第二电阻R2与一第二发光二极管LED2的阳极连接；第二发光二极管LED2的阴极接地，还与单片机U1的63脚连接。第二发光二极管LED2亮一次，用于指示单片机U1的程序运行一次。
单片机U1的12脚接地，13脚与3.3V直流电源连接，14脚通过一第一按钮开关S1与3.3V直流电源连接。
单片机U1的8脚通过一第二按钮开关S2与3.3V直流电源连接，9脚通过一第三按钮开关S3与3.3V直流电源连接，10脚通过一第四按钮开关S4与3.3V直流电源连接。S1用于调高LED灯的亮度值，S2用于调低LED灯的亮度值，S3用于把工作模式切换至手动模式；S4用于把工作模式切换至自动模式。环境光和LED灯同时作用时需要调节LED灯的亮度值。
单片机U1的18脚接地，19脚与3.3V直流电源连接，47脚接地，48脚与3.3V直流电源连接。
串口通信模块21包括第一连接器J1及与第一连接器J1连接的串口线缆，第一连接器J1的1脚接地，2脚与单片机U1的43脚(PA10)连接，3脚与单片机U1的42脚(PA9)连接，4脚与一5V直流电源连接。第一连接器J1与一计算机连接。
程序下载模块15具有一第二连接器J2，第二连接器J2的1脚与5V直流电源连接，2脚接地，3脚与单片机U1的46脚(PA13)连接，4脚与单片机U1的49脚(PA14)连接。第二连接器J2与一计算机连接。
显示模块14包括第三连接器J3及与第三连接器J3连接的OLED显示屏，第三连接器J3的1脚与5V直流电源连接，2脚接地，3脚与单片机U1的59脚(PB7)连接，4脚与单片机U1的58脚(PB6)连接。
光照度感应器12包括第四连接器J4及与第四连接器J4连接的光线感应器，第四连接器J4的1脚与5V直流电源连接，2脚接地，3脚与单片机U1的29脚(PB10)连接，4脚与单片机U1的30脚(PB11)连接。
电压转换模块16包括第五连接器J5、第一稳压管U2、第二稳压管U3、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3。第五连接器J5与一外部的12V直流电源连接；第五连接器J5的1脚与第一稳压管U2的输入端Vin连接，并通过第一电容C1接地；第五连接器J5的2脚接地；第一稳压管U2的输出端Vout输出5V直流电压，并与第二稳压管U3的输入端Vin连接，并通过第二电容C2接地；第一稳压管U2的接地端GND接地；第二稳压管U3的输出端Vout输出3.3V直流电压，并通过第三电容C3接地；第二稳压管U3的接地端GND接地。
模式转换模块23包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及切换开关S5。切换开关S5的1脚通过第三电阻R3与3.3V直流电源连接，2脚通过第四电阻R4与3.3V直流电源连接；3脚与单片机U1的28脚(BOOT1)连接，还通过第五电阻R5接地；4脚与单片机U1的60脚(BOOT0)连接，还通过第六电阻R6接地。切换开关S5可使得1脚与4脚连接，同时2脚与3脚断开；或者2脚与3脚连接，1脚与4脚断开。从而切换单片机U1的工作方式，使得控制电路10的工作模式为自动模式或手动模式。
复位模块13包括第六按钮开关S6、第七电阻R7及第八电容C8。第六按钮开关S6的第一端与单片机U1的7脚(RST)连接，还通过第七电阻R7与3.3V直流电源连接；第六按钮开关S6的第二端接地；第八电容C8与第六按钮开关S6并联。
晶振模块11包括第一晶振单元及第二晶振单元，第一晶振单元包括第一晶振X1、第四电容C4及第五电容C5。第一晶振X1的第一端与单片机U1的4脚(OSC32OUT)连接，还通过第四电容C4接地；第一晶振X1的第二端与单片机U1的3脚(OSC32IN)连接，还通过第五电容C5接地。第二晶振单元包括第二晶振X2、第六电容C6及第七电容C7。第二晶振X2的第一端与单片机U1的5脚(OSC IN)连接，还通过第六电容C4接地；第二晶振X2的第二端与单片机U1的6脚(OSC OUT)连接，还通过第七电容C7接地。
继电器模块20包括继电器K1、第六连接器J6、第一场效应管Q1、第十电阻R10及第十一电阻R11。继电器K1具有电磁部分及开关部分，开关部分具有弹片端1，第一搭接端2及第二搭接端3；第六连接器J6的1脚与弹片端1连接，2脚与第一搭接端2连接，第二搭接端3悬空；第一场效应管Q1的栅极通过第十电阻R10与单片机U1的41脚(PA8)连接，漏极与5V直流电源连接，源极与继电器K1的电磁部分的第一端连接，电磁部分的第二端接地。第十一电阻R11连接于第一场效应管Q1的栅极与漏极之间。电磁部分用于控制弹片端1选择性地与第一搭接端2连接或第二搭接端3连接。J6连接器用于控制LED灯的开关。
PWM模块19包括第七连接器J7、第二场效应管Q2、第八电阻R8及第九电阻R9。第二场效应管Q2的栅极通过第八电阻R8与单片机U1的57脚(PB5)连接，漏极与12V直流电源连接，源极与第七连接器J7的1脚连接，第七连接器J7的2脚接地。第九电阻R9连接于第二场效应管Q2的栅极与漏极之间。第七连接器J7还与开关电源30的调光口连接。
I/O控制模块18具有第八连接器J8，第八连接器J8的1脚与单片机U1的41脚(PA8)连接，2脚与单片机U1的42脚(PA9)连接。用于测试波形。
工作过程如下：
当控制电路10的工作模式为手动模式时，用户可操作第三按钮开关S3以控制防爆照明灯100点亮或熄灭；可操作智能终端切换成手动模式。
当控制电路10的工作模式为自动模式时，单片机U1通过Wifi通信模块22与智能终端40通讯，智能终端40上设置有用于控制防爆照明灯100开关及照明亮度的控制程序，从而使得用户可远程控制防爆照明灯100开关及照明亮度。
光照度感应器12感应环境光的强度并反馈给单片机U1，单片机U1根据光照度感应器12的感应信号自动控制PWM模块19的占空比，以增亮或减弱防爆照明灯100的照明亮度，使得预定位置的光线强度为预定值。
与现有技术相比，本发明的车间智能防爆照明灯系统包括设置于一防爆仓200中的防爆照明灯100、与防爆照明灯100连接的开关电源30、与开关电源30连接的控制电路10及与控制电路10无线通信的智能终端40；控制电路10包括单片机U1、晶振模块11、光照度感应器12、复位模块13、显示模块14、程序下载模块15、电压转换模块16、按键输入模块17、I/O控制模块18、PWM模块19、继电器模块20、串口通信模块21、Wifi通信模块22及模式转换模块23；单片机U1与晶振模块11、光照度感应器12、复位模块13、显示模块14、程序下载模块15、电压转换模块16、按键输入模块17、I/O控制模块18、PWM模块19、继电器模块20、串口通信模块21、Wifi通信模块22及模式转换模块23均连接；I/O控制模块18与PWM模块19连接，继电器模块20与PWM模块19及开关电源30均连接。如此能够远程控制并能根据环境亮度自动调节照明亮度。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：包括设置于一防爆仓中的防爆照明灯、与防爆照明灯连接的开关电源、与开关电源连接的控制电路及与控制电路无线通信的智能终端；控制电路包括单片机、晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块；单片机与晶振模块、光照度感应器、复位模块、显示模块、程序下载模块、电压转换模块、按键输入模块、I/O控制模块、PWM模块、继电器模块、串口通信模块、Wifi通信模块及模式转换模块均连接；I/O控制模块与PWM模块连接，继电器模块与PWM模块及开关电源均连接。
2.如权利要求1所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述单片机的2脚与一第一发光二极管LED1的阴极连接，第一发光二极管LED1的阳极通过第一电阻R1与一3.3V直流电源连接；单片机的64脚与3.3V直流电源连接，还通过第二电阻R2与一第二发光二极管LED2的阳极连接；第二发光二极管LED2的阴极接地，还与单片机的63脚连接；单片机的12脚接地，13脚与3.3V直流电源连接，14脚通过一第一按钮开关S1与3.3V直流电源连接；单片机的8脚通过一第二按钮开关S2与3.3V直流电源连接，9脚通过一第三按钮开关S3与3.3V直流电源连接，10脚通过一第四按钮开关S4与3.3V直流电源连接；单片机的18脚接地，19脚与3.3V直流电源连接，47脚接地，48脚与3.3V直流电源连接。
3.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述单片机为芯片STM32F103RET6。
4.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述光照度感应器包括第四连接器J4及与第四连接器J4连接的光线感应器，第四连接器J4的1脚与5V直流电源连接，2脚接地，3脚与单片机的29脚连接，4脚与单片机的30脚连接。
5.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述电压转换模块包括第五连接器J5、第一稳压管U2、第二稳压管U3、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3；第五连接器J5与一外部的12V直流电源连接；第五连接器J5的1脚与第一稳压管U2的输入端Vin连接，并通过第一电容C1接地；第五连接器J5的2脚接地；第一稳压管U2的输出端Vout输出5V直流电压，并与第二稳压管U3的输入端Vin连接，并通过第二电容C2接地；第一稳压管U2的接地端GND接地；第二稳压管U3的输出端Vout输出3.3V直流电压，并通过第三电容C3接地；第二稳压管U3的接地端GND接地。
6.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述模式转换模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及切换开关S5；切换开关S5的1脚通过第三电阻R3与一3.3V直流电源连接，2脚通过第四电阻R4与3.3V直流电源连接；3脚与单片机的28脚连接，还通过第五电阻R5接地；4脚与单片机的60脚连接，还通过第六电阻R6接地。
7.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述继电器模块包括继电器K1、第六连接器J6、第一场效应管Q1、第十电阻R10及第十一电阻R11；继电器K1具有电磁部分及开关部分，开关部分具有弹片端1，第一搭接端2及第二搭接端3；第六连接器J6的1脚与弹片端1连接，2脚与第一搭接端2连接，第二搭接端3悬空；第一场效应管Q1的栅极通过第十电阻R10与单片机的41脚连接，漏极与5V直流电源连接，源极与继电器K1的电磁部分的第一端连接；电磁部分的第二端接地；第十一电阻R11连接于第一场效应管Q1的栅极与漏极之间。
8.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述PWM模块包括第七连接器J7、第二场效应管Q2、第八电阻R8及第九电阻R9；第二场效应管Q2的栅极通过第八电阻R8与单片机U1的57脚连接，漏极与12V直流电源连接，源极与第七连接器J7的1脚连接，第七连接器J7的2脚接地；第九电阻R9连接于第二场效应管Q2的栅极与漏极之间。
9.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述I/O控制模块具有第八连接器J8，第八连接器J8的1脚与单片机的41脚连接，2脚与单片机的42脚连接。
10.如权利要求2所述的车间智能防爆照明灯系统，其特征在于：所述显示模块包括第三连接器J3及与第三连接器J3连接的OLED显示屏，第三连接器J3的1脚与5V直流电源连接，2脚接地，3脚与单片机U1的59脚连接，4脚与单片机的58脚连接。
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