CN112351560A - 一种灯具改造模块、灯具和照明开关 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种灯具改造模块、灯具和照明开关，包括：光控单元、语音控制单元、红外感应单元、雷达感应单元、单片机、单片机内置的自动重置触发延时程序和控制单元；其中光控单元检测光强并将信号输入到单片机，语音控制单元接收语音指令并根据语音指令向单片机发送开灯或关灯的信号，红外感应单元检测人体散发的红外线并将红外信号输入到单片机，雷达探测单元探测移动物体并将雷达信号输入至单片机，自动重置触发延时程序是通过单片机接收红外和雷达最新信号，不断触发重置延时控制亮灯时长；单片机根据光线强度信号、语音信号、红外信号和雷达信号生成控制指令。实现了灯具的智能控制，将会降低大量物料成本，也会降低触电机率。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，具体而言，涉及一种灯具改造模块、一种灯具和一种照明开关。
背景技术
在智能家居发展迅速的时代，传统照明开关的使用过程非常不方便，市面上的自动控制型灯具或智能开关越来越多，目前智能开关的发展方向大致分为两类：一类是感应延时或者声控延时，这种产品只适合楼道、电梯间等公共场合主要目的是节能，其主要特点是人来灯亮，人不动灯却会灭，不适合大范围家用；另一类是所谓的智能WIFI控制或者手机控制，或者通过智能音箱进行控制，这类开关方式也有很大局限性，例如，家里需要控制的灯具有很多个，或者家里有很多家庭成员需要控制各自准备使用的灯具，就容易出现误触发或者错误控制等复杂情况，例如装在客厅的智能音箱无法控制卧室灯具的情况，尤其是大户型，另外对于家里多个成员或者老人儿童也是无法真正的体验智能带来的便利，因此，如何优化灯具控制，使家中灯具能够真正的傻瓜式的准确开启或关闭，实现真正的智能无介入操作，让生活简单化而不是复杂化，优化灯具控制开关的结构使家中灯具能够准确开启或关闭，简化开关的操作方式成为需要解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，提供了一种灯具改造模块、灯具和照明开关。
本发明是通过以下技术方案予以实现：一种灯具改造模块，包括：光控单元，连接至单片机，用于检测光线强弱并将光线强度信号输入到单片机；语音控制单元，连接至单片机，用于接收用户发出的语音指令并根据语音指令向单片机发送开灯信号或关灯信号；红外感应单元，连接至单片机，用于检测人体散发的红外线并将红外信号输入到单片机；雷达感应单元，连接至单片机，用于探测移动物体并将雷达信号输入至单片机；单片机根据光线强度信号、语音控制单元信号、红外信号和雷达信号生成控制指令，以便被控灯具根据控制指令进行相应的开关动作；单片机内置自动重置触发延时程序和控制单元，自动重置触发延时程序根据接收到的红外信号和雷达信号的最新状态，不断触发重置延时控制被控灯具的亮灯时长，以使人体在探测范围内时被控灯具保持常亮，控制单元用于根据单片机发出的控制指令调整被控灯具的开关状态。
在该技术方案中，光控单元检测光线强弱，只在晚上或者自然光线弱到一定程度时发出开灯的信号，红外感应单元和雷达探测单元在接收到人体辐射的红外信号或人体移动的雷达信号后发出开灯的控制信号，所以在同时满足天黑和有人存在时被控灯具会自动亮起；自动重置触发延时程序在红外或雷达首次接收信号并开启灯具的延时亮灯过程中(延时时长可调)通过对单片机接收到的最新红外信号或雷达信号进行分析处理，然后通过单片机控制对延时关灯时间重新计时，周而复始，以避免人体处在室内红外或雷达死角出现短时信号缺失造成误关灯现象。此外，若用户需要强制开关灯具，语音控制单元能够接收用户的指令，直接通知单片机发出开启灯具或关闭灯具的控制信号，语音控制指令具有最高优先级，白天也可以控制灯具的亮灭。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，单片机连接被控灯具，通过控制指令直接控制小功率的被控灯具，或者，单片机连接继电器，继电器连接至大功率的被控灯具，单片机通过控制指令控制继电器，继电器控制大功率的被控灯具。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，单片机根据接收到的光线强度信号确定自然光线强度，根据红外信号和雷达信号确定人体的存在，单片机确定光线强度低于设定阈值且确定人体存在则控制被控灯具自动亮起；单片机接收到语音控制单元发出的开灯信号或关灯信号后，停止执行自动重置触发延时程序，根据开灯信号或关灯信号向被控灯具发出相应的控制指令，以进行强制开灯或强制关灯。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，单片机接收到开灯信号后，控制被控灯具逐渐提高亮度，并重新执行自动重置触发延时程序。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，单片机连接被控灯具，通过控制指令直接控制小功率的被控灯具，或者单片机连接继电器，继电器连接至大功率的被控灯具，单片机通过控制指令控制继电器，继电器控制大功率的被控灯具。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，光控单元包括但不限于以下的一项或多项：光敏电阻、光电二极管、光电三极管和光电池。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，语音控制单元具体包括拾音器和语音控制处理模块，语音控制处理模块根据接收到的语音信号，生成处理结果，将处理结果发送至单片机，以执行相应的开关逻辑。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，单片机还连接有控制电路，控制电路支持一路或多路控制信号输出，单片机通过控制电路向一路或多路被控灯具发送控制指令。
根据本发明提供的灯具改造模块，优选地，红外感应单元包括以下一个或多个感应器件：热释电器件、热成像器件和红外测温器件。
本发明还提供了一种灯具，包括如上述任一技术方案所公开的灯具改造模块，该灯具的负载电路与灯具改造模块的开关电路连接。
本发明还提供了一种照明开关，包括如上述任一技术方案所公开的灯具改造模块。
本发明取得的有益效果至少包括：能够通过光控单元、红外感应单元和雷达感应单元自动控制灯具的开关状态，减少用户操作，提升使用体验，在上述自动控制的情况下设置语音控制单元的控制优先级更高，语音控制单元能够根据用户的语音直接打开或关闭被控灯具，自动重置触发延时程序通过对单片机接收的最新人体红外信号和雷达信号进行分析处理，然后通过单片机控制对延时关灯时间重新计时，周而复始，以避免人体处在室内红外或雷达死角出现短时信号缺失造成误关灯现象，满足用户的个性化开关灯需求。具体地：
光控单元：检测光线强弱并输出信号到单片机；使用光敏电阻或者光电二极管、光电三极管、光电池等包括但不限于上述光敏器件。
语音控制单元：用于接收主人发出的语音指令、分析判别开灯或者关灯之后，输出信号到单片机，语音控制单元具备自定义语音指令的功能；该单元由拾音器、语音控制处理模块等组成。
红外感应单元：用于检测人体散发的红外线并输出信号到单片机；感应器件可以选用热释电、热成像、红外测温等，优选地可采用热释电加透镜的组合。
雷达探测单元：用于探测移动物体和微动物体并输出信号到单片机；通过调节频率和功率可以调节雷达的灵敏度和覆盖范围。
自动重置触发延时程序：用于通过对单片机接收的最新人体红外信号和雷达信号进行分析处理，然后通过单片机控制对延时关灯时间重新计时，周而复始，以避免人体处在室内红外或雷达死角出现短时信号缺失造成误关灯现象。
单片机：用于接收光控单元、语音控制单元、红外感应单元和雷达探测单元所接收的信号，经过对各单元模块指令的综合运算处理并发出指令到控制单元控制小功率的灯具亮灭，或者由控制单元发出指令给继电器控制大功率灯具亮灭。
控制单元：用于接收单片机的信号并对灯具发出开关灯指令，具备逐渐变亮、逐渐变暗和自熄功能。
该灯具改造模块由光控单元判断白天黑夜，做到灯具白天不亮晚上亮或者光线暗到一定程度才亮；运用雷达单元和红外单元探测晚上人来了灯自动点亮。同时使用雷达和红外两种探测手段的各自优点交叉探测，定时扫描刷新人体位置、动向、细微姿态的变化、甚至呼吸时腹部的起伏、心跳等微动指标，通过微电脑处理器运用算法来解决判定室内人员不移动时的持续亮灯问题！(不会像传统的感应开关由单一雷达或单一红外来控制，人来了过一会不动灯就会熄灭，人再次移动才会再次点亮！这是由雷达探头和热释电红外探头只能探测移动物体的特性决定的！因此传统的雷达或红外感应开关只适用于楼道等地方。)解决了人在一直亮的问题接下来就要解决人一直在但是需要关灯睡觉的问题，本发明用语音控制单元来控制强制关灯或者开灯，彻底解决了下床关灯或者遥控关灯的负累感！还是运用单片机记住睡前的强制关灯状态，半夜翻身打呼噜都不会触发开灯，只有发出语音开灯指令，灯才会缓慢变亮以免刺激眼睛，并且恢复一个新的感应开灯循环。语音控制指令具有最高的优先级，白天发出开灯指令灯具也会点亮。语音指令可以自定义。
对比目前市场上的手机控制、遥控控制、感应控制、触摸控制、智能音箱控制等。本发明彻底实现了灯具的全自动、全智能控制，真正践行了科技让人更轻松，改变了传统的开关灯模式，可以预见未来的房产商直接选用具备本专利功能的灯具，甚至不用设计或预留安装灯具开关的位置，将会降低大量线管、开关、电线和人工的成本；也会降低触电危险，减少电损消耗，减少生产这些东西的环保压力等。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的电路结构示意框图。
图2示出了根据本发明实施例的灯具的示意框图。
图3示出了根据本发明实施例的照明开关的示意框图。
图中：1.光控单元，2.语音控制单元，3.红外感应单元，4.雷达探测单元，5.单片机，6.自动重置触发延时程序，7.控制单元，8.小功率灯具，9.继电器，10.大功率灯具。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
如图1所示，本发明提供的灯具改造模块，包括：光控单元1：检测光线强弱并输出信号到单片机；使用光敏电阻或者光电二极管、光电三极管、光电池等，光控单元包括但不限于上述光敏器件。语音控制单元2：用于接收用户发出的语音指令、分析判别开灯或者关灯之后，输出信号到单片机，语音控制单元具备自定义语音指令的功能；该单元由拾音器、语音控制处理模块等组成。红外感应单元3：用于检测人体散发的红外线并输出信号到单片机；感应器件可以选用热释电、热成像、红外测温等，本案保护范围包括但不限于热释电加透镜的组合。雷达探测单元4：用于探测移动物体和微动物体并输出信号到单片机；通过调节频率和功率可以调节雷达的灵敏度和覆盖范围。单片机5：用于接收光控单元、语音控制单元、红外感应单元和雷达探测单元所接收的信号，经过对各单元模块指令的综合运算处理并发出指令到控制单元7控制小功率灯具8的亮灭，或者由控制单元7发出指令给继电器9控制大功率灯具10的亮灭。自动重置触发延时程序6：用于通过对单片机接收的最新人体红外信号和雷达信号进行分析处理，然后通过单片机控制对延时关灯时间重新计时，周而复始，以避免人体处在室内红外或雷达死角出现短时信号缺失造成误关灯现象。控制单元7：用于接收单片机的信号并对灯具发出开关灯指令，具备逐渐变亮、逐渐变暗和自熄功能。
该灯具改造模块由光控单元判断白天黑夜，做到灯具白天不亮晚上亮或者光线暗到一定程度才亮；运用雷达单元和红外单元探测晚上人来了灯自动点亮。同时使用雷达和红外两种探测手段的各自优点交叉探测，定时扫描刷新人体位置、动向、细微姿态的变化、甚至呼吸时腹部的起伏、心跳等微动指标，通过微电脑处理器运用算法来解决判定室内人员不移动时的持续亮灯问题。不会像传统的感应开关由单一雷达或单一红外来控制，人来了过一会不动灯就会熄灭，人再次移动才会再次点亮，这是由雷达探头和热释电红外探头只能探测移动物体的特性决定的，因此传统的雷达或红外感应开关只适用于楼道等地方。
本发明用语音控制单元来控制强制关灯或者开灯，彻底解决了下床关灯或者遥控关灯的负累感，运用单片机记住睡前的强制关灯状态，半夜翻身打呼噜都不会触发开灯，只有发出语音开灯指令，灯才会缓慢变亮以免刺激眼睛，并且恢复一个新的感应开灯循环。语音控制指令具有最高的优先级，白天发出开灯指令灯具也会点亮。语音指令可以自定义。
本实施例中公开的光控单元优选地可选用光敏电阻，只在夜晚期间发出开灯的控制信号；红外感应单元可选用热释电器件，热释电器件在接收到人体辐射的红外信号后才发出开灯的控制信号；雷达探测单元可选用3.8-38G高频微波天线，天线在探测到移动物体后发出开灯控制信号；语音控制单元拾音器可选用电容式驻极体话筒，话筒在接收到语音指令后语音处理芯片发出开关灯信号；由于光控单元、语音控制单元、红外感应单元、雷达探测单元通过微电脑处理器运算处理后发出开灯信号给控制电路，所以在同时满足天黑和有人存在时被控灯具会自动亮起，而且只要人在会一直亮，直到收到语音关灯指令或者天亮才会熄灭。若用户白天需要强制开关灯具，语音接收单元接收用户的指令单片机会优先向控制电路发出开启灯具或关闭灯具的控制信号。
优选地，灯具改造模块还包括：声音处理单元，连接至拾音器，用于分析拾音器的语音信号，生成处理结果，并根据处理结果输出相应的逻辑指令。声音处理单元与语音接收单元配合，共同执行语音指令的采集与分析，语音指令的优先级高于光控单元和红外感应单元和雷达探测单元，能够直接控制灯具的开关，所以用户可以通过自定义指令名称的方式，使一个指令对应一个具体的灯具，防止多个灯具之间语音干扰，防止灯具的误触发。
优选地，控制单元可以直接控制小功率的灯具亮灭，或者由控制单元发出指令给继电器控制大功率灯具亮灭。
如图2所示，本发明还提供了一种灯具，包括如上述任一实施例所公开的灯具改造模块，该灯具的负载电路与灯具改造模块的开关电路连接。
如图3所示，本发明还提供了一种照明开关，包括如上述任一实施例所公开的灯具改造模块。
本发明提供的灯具改造模块能够通过光控单元、红外感应单元、雷达感应单元自动控制灯具的开关状态，减少用户操作，提升使用体验，在上述自动控制的情况下设置语音控制单元的控制优先级更高，语音控制单元能够根据用户的语音直接打开或关闭被控灯具，自动重置触发延时程序通过对单片机接收的最新人体红外信号和雷达信号进行分析处理，然后通过单片机控制对延时关灯时间重新计时，周而复始，以避免人体处在室内红外或雷达死角出现短时信号缺失造成误关灯现象，满足用户的个性化开关灯需求；本发明彻底的改变了传统的开关灯模式，抛弃了现有智能开关复杂的应用弊端。如果从房产设计领域入手，未来的房产商将不用在安装或预留安装照明开关的位置。由此将会降低大量线管、开关、电线的成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种灯具改造模块，其特征在于，包括：
光控单元，连接至单片机，用于检测光线强弱并将光线强度信号输入到所述单片机；
语音控制单元，连接至所述单片机，用于接收用户发出的语音指令并根据所述语音指令向所述单片机发送开灯信号或关灯信号；
红外感应单元，连接至所述单片机，用于检测人体散发的红外线并将红外信号输入到所述单片机；
雷达感应单元，连接至所述单片机，用于探测移动物体并将雷达信号输入至所述单片机；
所述单片机根据所述光线强度信号、语音控制单元信号、所述红外信号和所述雷达信号生成控制指令，以便所述被控灯具根据所述控制指令进行相应的开关动作；所述单片机内置自动重置触发延时程序和控制单元，所述自动重置触发延时程序根据接收到的所述红外信号和所述雷达信号的最新状态，不断触发重置延时控制所述被控灯具的亮灯时长，以使人体在探测范围内时所述被控灯具保持常亮，所述控制单元用于根据所述单片机发出的控制指令调整所述被控灯具的开关状态。
2.根据权利要求1所述的灯具改造模块，其特征在于，
所述单片机根据接收到的光线强度信号确定自然光线强度，根据所述红外信号和所述雷达信号确定人体的存在，所述单片机确定光线强度低于设定阈值且确定人体存在则控制所述被控灯具自动亮起；
所述单片机接收到所述语音控制单元发出的开灯信号或关灯信号后，停止执行所述自动重置触发延时程序，根据所述开灯信号或所述关灯信号向所述被控灯具发出相应的控制指令，以进行强制开灯或强制关灯。
3.根据权利要求2所述的灯具改造模块，其特征在于，所述单片机接收到所述开灯信号后，控制所述被控灯具逐渐提高亮度，并重新执行所述自动重置触发延时程序。
4.根据权利要求1所述的灯具改造模块，其特征在于，
所述单片机连接被控灯具，通过所述控制指令直接控制小功率的被控灯具，或者，
所述单片机连接继电器，所述继电器连接至大功率的被控灯具，所述单片机通过所述控制指令控制继电器，所述继电器控制大功率的被控灯具。
5.根据权利要求1所述的灯具改造模块，其特征在于，所述光控单元包括但不限于以下的一项或多项：光敏电阻、光电二极管、光电三极管和光电池。
6.根据权利要求1所述的灯具改造模块，其特征在于，所述语音控制单元具体包括拾音器和语音控制处理模块，所述语音控制处理模块根据接收到的语音信号，生成处理结果，将所述处理结果发送至所述单片机，以执行相应的开关逻辑。
7.根据权利要求1所述的灯具改造模块，其特征在于，所述单片机还连接有控制电路，所述控制电路支持一路或多路控制信号输出，所述单片机通过所述控制电路向一路或多路被控灯具发送所述控制指令。
8.根据权利要求1所述的灯具改造模块，其特征在于，所述红外感应单元包括以下一个或多个感应器件：热释电器件、热成像器件和红外测温器件。
9.一种灯具，其特征在于，包括如上述任一项权利要求所述的灯具改造模块。
10.一种照明开关，其特征在于，包括如上述任一项权利要求所述的灯具改造模块。
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2020
- 2020-11-04 CN CN202011216646.5A patent/CN112351560A/zh active Pending
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