CN112654120A - 一种具有自检功能的物联网看护led灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有自检功能的物联网看护LED灯，包括球型灯罩、底座、电路基板；电路基板包括照明模块和通信模块；照明模块通过通信模块信号连接后台服务器，后台服务器通过所述通信模块给照明模块发送照明指令，照明模块包括用于控制灯具照明的照明主控单元，照明主控单元的信号传输端连接有内部通信单元，内部通信单元与通信模块相连。本发明涉及一种具有自检功能的物联网看护LED灯，在原有基础上增加照明模块和通信模块之间的内部通信单元，即在照明模块和通信模块之间增加相应的通讯渠道，任一个功能模块损坏，则另一个功能模块也会被强制停止工作，则此时用户与后台管理的认知信息一样，不会引起误判断，节约了人力资源成本。

Description

一种具有自检功能的物联网看护LED灯

技术领域

本发明是一种具有自检功能的物联网看护LED灯，属于物联网技术领域。

背景技术

随着社会老龄化的日益加重，中国老年人的数量日益增多，老年人所占人口比例也越来越高，截至2019年底，65岁及以上人口达17603万，占总人口的12.6％。同时，老年人面临着陪护、养老等诸多社会问题，但是由于年轻人工作繁忙，常无法顾及照顾到老年人的日常生活。因此，当老人独自在家无人照顾时，就需要一款终端来监控其行为是否正常，再及时上传到后台服务器，进而分析出老人的生活是否正常。

目前市面上具有几款照明灯具，内部加装有开关电源、通讯MCU及物联网模块，在打开照明灯具时，灯具自动发送相关数据到后台服务器，后台服务器记录老人的开灯时间，进而分析出老人生活是否正常。尤其一项申请号为201911000151.6的发明专利，公开了一种基于物联网通信的老人护理灯，此款老人护理灯既可当做普通灯具起照明作用，同时又可以利用物联网通信技术将老人的开关灯时间上传到后台服务器，以便后台服务器对老人的行为进行监控和分析，及时把信息发送给老人家属或社区服务人员，防止更严重的情况发生。

但上述发明专利所述的照明灯具存在以下缺点：1.正常情况下，利用物联网通信技术，将老人的开关灯时间上传到后台服务器，以便对老人的行为进行监控和分析，但照明灯具可能会存在LED灯泡本身异常、通讯网络异常等情况，因此也无法区分是LED灯泡故障引起的还是网络故障引起的后台接收不到数据，此时为保障老人的人身安全，厂商会安排工作人员上门拜访，若此时只是灯泡或网络故障，则会造成不必要的人力资源浪费；2.储能单元的充电时间过长，重启后信号不能及时传递，同时也影响了用户的重启速度，同时现有技术不能确定电源电路对护理灯内部各电路的供电情况，不利于确定老人护理灯的使用状况；3.照明灯具内部的温度会随使用时间的增加逐渐上升，当温度上升到一定范围后甚至会影响到其通信功能；4.照明灯具的亮度固定且颜色单一，不能满足部分用户在特殊时间段内或者特殊环境下的照度需求。因此，根据上述的诸多不足之处需要研发一种成本低廉改进的新看护LED灯。

发明内容

针对上述现有技术中存在的多处不足，本发明目的是提供一种具有自检功能的物联网看护LED灯。

为了实现上述的各项目的，本发明是通过如下的技术方案来实现，包括：

一种具有自检功能的物联网看护LED灯，包括底座，所述底座设置在球型灯罩内，位于所述球型灯罩内部且在所述底座上设置有电路基板，所述电路基板上设有照明模块和通信模块，所述照明模块通过通信模块信号连接后台服务器，后台服务器通过所述通信模块给照明模块发送照明指令；所述照明模块包括用于控制灯具照明的照明主控单元，所述照明主控单元的信号输出端通过调光控制单元连接有照明单元，所述照明主控单元的信号传输端连接有内部通信单元，所述内部通信单元与所述通信模块相连；所述通信模块包括用于控制灯具信号通讯的通信主控单元，所述通信主控单元的信号输入端连接有温度采集单元和亮度采集单元，所述通信主控单元的信号传输端连接有停电检测单元、无线通信单元和所述内部通信单元，所述停电检测单元连接所述照明模块的电源供应端，用于在所述照明模块掉电时将掉电信号传输至所述通信主控单元中，所述通信主控单元通过所述无线通信单元与后台服务器构成数据传输通道；所述温度采集单元检测灯具内部温度，所述亮度采集单元检测灯具内部的照明亮度，并将检测的温度值和亮度值转换为电信号传输至所述通信主控单元中，通过无线通信单元将数据信息无线传输至后台服务器，所述通信主控单元通过所述内部通信单元与照明主控单元进行信号传输，所述照明主控单元通过调光控制单元发送亮度调整信号，使照明单元发出光亮。

优选的，所述照明主控单元连接有限流恒压充电单元，用于限制供电电能的电流和稳定供电电压，所述限流恒压充电单元连接有储能单元，所述储能单元用于将输入的交流电整流为直流电并给所述通信模块供电。

优选的，所述储能单元为超级电容。

优选的，所述无线通信单元与SIM卡相连，无线通信单元与SIM卡之间连接有SIM卡管理电路。

优选的，所述无线通信单元还与天线相连。

优选的，所述天线竖直固定在电路基板的中心处并穿至电路基板上方。

优选的，所述电路基板上固定有灯珠，所述灯珠的额定功率为0.5W。

优选的，所述灯珠的实际使用功率为额定功率的三分之一。

本发明的有益效果：

(1)本发明涉及一种具有自检功能的物联网看护LED灯，该物联网看护LED灯在原有基础上增加了照明模块和通信模块之间的内部通信单元，即在照明模块和通信模块之间增加相应的通讯渠道，任一个功能模块损坏，则另一个功能模块也会被强制停止工作，则此时用户与后台管理的认知信息一样，不会引起误判断，减少了工作人员上门查看的次数，节约了人力资源成本。

(2)本发明涉及一种具有自检功能的物联网看护LED灯，涉及停电检测单元，停电检测单元用于检测并确定电源供应端对照明模块的供电是否正常，在照明模块掉电时将掉电信号传输至通信主控单元中，使通信模块进入低功耗休眠状态，降低电能的消耗。

(3)本发明涉及一种具有自检功能的物联网看护LED灯，该物联网看护LED灯在原有基础上增加限流恒压充电单元：限流恒压充电单元用于限制供电电能的电流和稳定供电电压，连接有储能单元，储能单元可将输入的交流电整流为直流电并给所述通信模块供电，即使短时间开灯，也可以有效提供单次通信所需要的电能；限流恒压充电单元使待机功耗降低，延长了物联网看护LED灯的使用寿命。

(4)本发明涉及一种具有自检功能的物联网看护LED灯，该物联网看护LED灯在原有的物联网看护LED灯的基础上增加温度采集单元，通过温度传感器检测灯泡自身温度，进行亮度及功率的调节，实现节能，该物联网看护LED灯的灯珠额定功率为0.5W，工作状态下的实际功率为0.15W，既不影响照明功能，还可以提高发光效率、降低发热量、节约能源。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所述物联网看护LED灯的结构示意图；

图2为本发明所述物联网看护LED灯中照明模块和通信模块的连接框图；

图3为本发明所述物联网看护LED灯中通信主控单元的电路图；

图4为本发明所述物联网看护LED灯中无线通信单元的电路图；

图5为本发明所述物联网看护LED灯中停电检测单元的电路图；

图6为本发明所述物联网看护LED灯中温度采集单元的电路图；

图7为本发明所述物联网看护LED灯中亮度采集单元的电路图；

图8为本发明所述物联网看护LED灯中调光控制单元与照明单元的电路图；

图9为本发明所述物联网看护LED灯中限流恒压充电单元的电路图；

图10为本发明所述物联网看护LED灯中照明主控单元的电路图。

图中：1球形灯罩，2底座，3电路基板，4灯珠，5SIM卡，6天线，7温度传感器，8亮度传感器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

本实施例在现有技术的基础上进行了改进，使该种类的物联网看护LED灯具有自检功能。

结合图1，一种具有自检功能的物联网看护LED灯，包括底座2，底座2设置在球型灯罩1内，位于球型灯罩1内部且在底座2上设置有电路基板3，电路基板3上固定有三十六颗灯珠4，结合图2，电路基板3上设有照明模块和通信模块，照明模块通过通信模块信号连接后台服务器，后台服务器通过通信模块给照明模块发送照明指令，照明模块包括用于控制灯具照明的照明主控单元，照明主控单元的信号输出端通过调光控制单元连接有照明单元，照明主控单元的信号传输端连接有内部通信单元，内部通信单元与通信模块相连，通信模块包括用于控制灯具信号通讯的通信主控单元，通信主控单元的信号输入端连接有温度采集单元和亮度采集单元，通信主控单元的信号传输端连接有停电检测单元、无线通信单元和内部通信单元，停电检测单元连接照明模块的电源供应端，用于在照明模块掉电时将掉电信号传输至通信主控单元中，通信主控单元通过无线通信单元与后台服务器构成数据传输通道；温度采集单元检测灯具内部温度，亮度采集单元检测灯具内部的照明亮度，并将检测的温度值和亮度值转换为电信号传输至通信主控单元中，通过无线通信单元将数据信息无线传输至后台服务器，通信主控单元通过内部通信单元与照明主控单元进行信号传输，照明主控单元通过调光控制单元发送亮度调整信号，使照明单元发出光亮。

无线通信单元可以利用通信运营商提供的3G/4G/5G等通信网络，也可以利用私有通信网络。

用户开启该看护LED灯，照明模块和通信模块开始工作，照明单元的工作状态通过内部通信单元向通信主控单元反馈数据：当照明单元正常工作时，照明主控单元接收到照明单元正常的反馈信号，照明主控单元再通过内部通信单元将信号发送至通信主控单元，通信主控单元再将信号发送至无线通信单元，无线通信单元向后台服务器反馈信号，记录用户的开灯时间；若照明单元出现故障，照明主控单元接收到相应的信号、对其进行判断并发送相应的掉电信号至通信主控单元，通信主控单元此时不再发送信号给无线通信单元，同时通信主控单元将系统中正在运行的数据保存下来，并驱动自身进入低功耗的休眠状态，待停电的信号反馈消除后，通信主控单元立即从休眠状态中苏醒过来，与后台建立联系；若通讯部分发生故障，则会将相应信号反馈给通信主控单元，通信主控单元进行判断，发送信号至照明主控单元，照明主控单元向照明单元发送截至信号，此时，即使用户打开开关，照明单元也不会正常工作；因此，由上述几种情况可以看出，照明单元和无线通信单元中的任意一方出现故障都会影响照明单元即灯珠4的正常工作，也会影响无线通信单元向后台服务器正常发送信号，此时，用户会及时向厂家反应，厂家及时给用户邮寄更换一个新的物联网看护LED灯，另外，由于后台服务器会储备一定时间段内的用户使用信息，后台服务器长期接收不到信号时也会及时与用户主动联系，防止发生更严重的情况。

通信主控单元具体如图3所示，包括整流器U5。

如图4所示，无线通信单元包括整流器U3、整流器U4、E1。

如图10所示，U6、电阻器R16、电阻器R19构成照明主控单元，U2和R10构成内部通信单元。

实施例2

相比于实施例1，本实施例在通信模块中增加停电检测单元，停电检测单元用于检测电源供应端对照明模块的供电情况，在所述照明模块掉电时将掉电信号传输至所述通信主控单元中，停电检测单元与通信主控单元相连。

具体的，停电检测单元一方面获取通信主控单元的工作电流特征并形成第一电流特征数据，另一方面获取照明模块的工作电流特征并形成第二电流特征数据，同时，通信主控单元内设置有第一分析单元和第二分析单元，第一分析单元和第二分析单元均用于比较第一电流特征数据和第二电流特征数据是否相同，并输出比较结果；二者的工作电流特征可以是波形、频率、波长、幅值等信息组合而成，目的是确定用电部分在工作时的电流特征是否相同，因为基于的电源是相同的，所以两个用电部分应当具备相同的电流特征，通过这样比较可以确定供电是否异常，保证工作的统一性，此外，当掉电时，通信模块进入低功耗休眠状态，降低了电能的消耗。

如图5所示，停电检测单元包括电阻器R17、电阻器R18和电容器C8。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上增加附加的供电以及稳定电流功能电路，此时照明模块内增加有限流恒压充电单元。

照明主控单元连接有限流恒压充电单元，用于限制供电电能的电流和稳定供电电压，所述限流恒压充电单元连接有储能单元，所述储能单元用于将输入的交流电整流为直流电并给所述通信模块供电，此发明中，储能单元为超级电容。

如图9所示，限流恒压充电单元包括整流器U3、整流器U4、整流器U5、电阻器R13、D2、D3、电阻器R11、电阻器R14，电阻器R11和电阻器R14的比值决定了恒压的数值。

实施例4

实施例1中的温度采集单元可以根据灯珠温度调节供电量的功能，进一步调节照明单元。

所述电路基板3上固定有三十六颗灯珠4，三十六颗灯珠4对称设置在电路基板3上，物联网看护LED灯的球形灯罩1内部固定有温度传感器7，温度采集单元的信号输入端与温度传感器7的信号输出端相连，温度传感器7安装在电路基板1靠近灯珠4的位置处，将温度信号转换为电信号传送给温度采集单元，温度采集单元再将信号传送至通信主控单元，通信主控单元分析后发送信号再通过内部通信单元反馈给照明主控单元，照明主控单元进行判断并对调光控制单元输出信号进行电流的调节，本发明中灯珠4的额定功率为0.5W，当照明模块工作时，温度传感器7检测灯珠4的温度，并将温度信号转换为电信号传送给温度采集单元，温度采集单元再将信号传送至通信主控单元，通信主控单元分析后发送信号再通过内部通信单元反馈给照明主控单元，照明主控单元进行判断并对调光控制单元输出信号进行电流的调节，即灯珠4的实际功率能达到额定功率的三分之一，约为0.15W左右，一方面，这样提高了发光效率，另一方面，实际功率越低灯珠4在使用过程中产生的温度也越低，能有效降低灯珠4的发热量，市场上现有的大多灯珠，当实际功率为0.5W时，灯珠的发热量会非常大，整个灯泡的内部温度也非常高，约为90-100℃，而增加此温度采集单元后，灯泡的内部温度只约60℃。

如图8所示，调光控制单元包括整流器U1、电阻器R18。

如图6所示，温度采集单元包括热敏电阻RT、电阻器R14。

实施例5

实施例1中的亮度采集单元采集灯珠4的亮度，能够进一步调节照明单元工作。

具体的，球形灯罩1内部固定有亮度传感器8，亮度采集单元的信号输入端与亮度传感器8的信号输出端相连，亮度传感器8安装在球形灯罩1内，亮度传感器8先将光信号转变为电信号传送给亮度采集单元，亮度采集单元再将信号传送至通信主控单元，通信主控单元通过内部通信单元将信号反馈给照明主控单元，照明主控单元根据SIM卡5中存储的数据进行常规判断是否需要进行亮度调节，再将信号传递给调光控制单元，对照明单元进行亮度的调节。

如图7所示，亮度采集单元包括电阻器R21、电容器C20、电阻器R22。

实施例6

本实施例在前述实施例的基础上增加有存储功能，无线通信单元分别与SIM卡5和天线6相连，SIM卡5采用插片形式或贴片形式设置在电路基板3上，且SIM卡5与无线通信单元之间连接有SIM卡管理电路，天线6为Z型天线，且天线6竖直固定在电路基板3的中心处并穿至电路基板3上方。

照明主控单元还可以即插存储EEROM卡，照明主控单元读取到前一时间段存储下来的照度信息，发出相应的控制信号给灯珠4。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种具有自检功能的物联网看护LED灯，包括底座(2)，所述底座(2)设置在球型灯罩(1)内，位于所述球型灯罩(1)内部且在所述底座(2)上设置有电路基板(3)，其特征在于：

所述电路基板(3)上设有照明模块和通信模块，所述照明模块通过通信模块信号连接后台服务器，后台服务器通过所述通信模块给照明模块发送照明指令；

所述照明模块包括用于控制灯具照明的照明主控单元，所述照明主控单元的信号输出端通过调光控制单元连接有照明单元，所述照明主控单元的信号传输端连接有内部通信单元，所述内部通信单元与所述通信模块相连；

所述通信模块包括用于控制灯具信号通讯的通信主控单元，所述通信主控单元的信号输入端连接有温度采集单元和亮度采集单元，所述通信主控单元的信号传输端连接有停电检测单元、无线通信单元和所述内部通信单元，所述停电检测单元连接所述照明模块的电源供应端，用于在所述照明模块掉电时将掉电信号传输至所述通信主控单元中，所述通信主控单元通过所述无线通信单元与后台服务器构成数据传输通道；

所述温度采集单元检测灯具内部温度，所述亮度采集单元检测灯具内部的照明亮度，并将检测的温度值和亮度值转换为电信号传输至所述通信主控单元中，通过无线通信单元将数据信息无线传输至后台服务器，所述通信主控单元通过所述内部通信单元与照明主控单元进行信号传输，所述照明主控单元通过调光控制单元发送亮度调整信号，使照明单元发出光亮。

2.根据权利要求1所述的一种具有自检功能的物联网看护LED灯，其特征在于：所述照明主控单元连接有限流恒压充电单元，用于限制供电电能的电流和稳定供电电压，所述限流恒压充电单元连接有储能单元，所述储能单元用于将输入的交流电整流为直流电并给所述通信模块供电。

3.根据权利要求2所述的一种具有自检功能的物联网看护LED灯，其特征在于：所述储能单元为超级电容。

4.根据权利要求1所述的一种具有自检功能的物联网看护LED灯，其特征在于：所述无线通信单元与SIM卡(5)相连，无线通信单元与SIM卡(5)之间连接有SIM卡管理电路。

5.根据权利要求1所述的一种具有自检功能的物联网看护LED灯，其特征在于：所述无线通信单元还与天线(6)相连。

6.根据权利要求5所述的一种具有自检功能的物联网看护LED灯，其特征在于：所述天线(6)竖直固定在电路基板(3)的中心处并穿至电路基板(3)上方。

7.根据权利要求1所述的一种具有自检功能的物联网看护LED灯，其特征在于：所述电路基板(3)上固定有灯珠(4)，所述灯珠(4)的额定功率为0.5W。

8.根据权利要求7所述的一种具有自检功能的物联网看护LED灯，其特征在于：所述灯珠(4)的实际使用功率为额定功率的三分之一。

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