CN202435659U - 灯具智能控制器 - Google Patents

Abstract

一种灯具智能控制器，包括箱体和线路板，以及外部灯具设备；所述箱体包括一按键组和一显示屏；在所述箱体内部设有所述线路板；所述线路板包括单片机工作电路、环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路；所述单片机工作电路分别与所述环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路连接；所述灯具设置电路分别与按键组和单片机工作电路连接；所述显示电路分别与显示屏和单片机工作电路连接；所述灯具驱动电路分别与单片机工作电路和外部灯具设备电连接，接收所述单片机工作电路输出的控制信号，控制所述外部灯具设备灯具的开启和关闭。

Description

灯具智能控制器

技术领域

本实用新型涉及环境参数控制领域，具体地说，涉及灯具智能控制器。

背景技术

在我国，大中专院校教室灯光的开启和关闭依然是传统式的人工管理，智能控制极为缺乏和不完善。目前国内各类院校中，80%的教学楼存在着在白天光照良好的情况下教室灯具仍然开启，或是在午休时间灯具依然长明的现象。在光线足够强时也开灯，课上完离开教室后灯还亮着的现象普遍存在；教室的灯光控制由管理员手工进行，因为教室极多，管理人员忙不过来，这样就造成不必要的电能浪费和经济损失。例如，某校初步统计大小教室大约安装了共5400盏灯，以每天仅亮灯8小时来计算，一年中扣除假期后，教室灯的耗电量约为52.25万度，学校在教室用电的经费上就得支出约为30.46万元人民币。而以每天浪费2小时用电来计算，一年大约要浪费13.06万度的电量，占教室照明用电经费的四分之一。随着各类大、中专院校的扩招，教室的扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，若再没有改进教室的用电管理设备，那么用电负荷可想而知，浪费的电能就更惊人了。这种浪费与当今的节约能源理念相违背。在这样的背景下，开发简便、实用的教室灯具自动控制系统具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是，要解决上述的技术问题，提供一种灯具智能控制器，实现自动控制教室或其它公共场所的灯具的开启和关闭；根据合理开灯的条件，通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和判断，完成对照明灯具的智能控制，避免了用电的大量浪费，使灯具只在需要时被点亮。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种灯具智能控制器，包括箱体和线路板，以及外部灯具设备，所述箱体包括一按键组和一显示屏；在所述箱体内部设有所述线路板；所述线路板包括单片机工作电路、环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路；所述单片机工作电路分别与所述环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路连接；所述环境光检测电路与所述单片机工作电路连接；所述人体存在检测电路与所述单片机工作电路连接；所述系统时钟电路与所述单片机工作电路连接；所述灯具设置电路分别与所述按键组和所述单片机工作电路连接；所述显示电路分别与所述显示屏和所述单片机工作电路连接；所述灯具驱动电路分别与所述单片机工作电路和所述外部灯具设备电连接，接收所述单片机工作电路输出的控制信号，控制所述外部灯具设备灯具的开启和关闭。

可选的，所述线路板进一步包括一电源电路，所述电源电路分别与所述单片机工作电路、环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路连接，提供直流工作电源；所述电源电路包括一变压器、全波整流电路、第四电容C4、第五电容C5和稳压器；所述全波整流电路由四个二极管依次串联组成；所述稳压器为正输出三端集成稳压器LM7805；所述第四电容C4和第五电容C5均为电解电容。

可选的，所述单片机工作电路采用STC90C58AD系列单片机，所述单片机包括数据采集和控制所需单元；所述单片机的RST接口与一复位电路连接；XTAL1接口与XTAL2接口分别连接第一晶振电路的两个输出端相连；P0.1-P0.7接口分别与所述显示电路相连；P1.0-P1.3接口分别与所述环境光检测电路相连；P1.4-P1.7接口分别与所述人体存在检测电路相连；P2.0-P2.7接口分别与所述灯具驱动电路相连；P3.0-P3.2接口分别与所述系统时钟电路相连；P3.3-P3.7接口分别与所述灯具设置电路相连。

可选的，所述环境光检测电路由一组光敏电阻组成，所述光敏电阻选用硫化镉的光敏电阻GL5539作为光强检测的传感器，并将300勒克斯设置为环境光强的阀门值；所述光敏电阻均为一端通过一电阻接供电电源，同时与所述单片机的P1.0-P1.3接口的其中一个接口相连，另一端接地或者电源的负极；当光敏电阻感应到的环境光高于所述阀门值时输出低电平传送到所述单片机，低于所述阀门值时输出高电平传送到所述单片机。

可选的，人体存在检测电路由热释电红外传感器和热释电红外处理芯片BIS0001及保证所述芯片BIS0001稳定工作的外围电路组成；所述BIS0001芯片的引脚Vo通过电阻R20与单片机的P1.4-P1.7接口的任一接口相连；所述PIR的D接口与供电电源相连；所述PIR的S接口与所述BIS0001芯片的引脚1IN+相连，同时通过并联的电阻R16与电容C10接地或者电源的负极；所述PIR的G接口接地或者电源的负极。

可选的，所述系统时钟电路采用实时时钟芯片DS1302，通过外部接口电路为单片机提供日历和时钟；所述DS1302的SCLK、I/O、RST三个端口分别与单片机的P3.0-P3.2接口相连，同时所述三个端口各自通过电阻元件R21、 R22、 R23连接至供电电源；端口VCC2与一3V电源相连，所述3V电源的另一端接地；端口VCC1与供电电源相连；端口X1、X2分别连接第二晶振电路的两个输出端相连。

可选的，所述灯具设置电路由所述按键组与相应的电阻元件组成，所述按键组进一步包括第一按键、第二按键、第三按键、第四按键和第五按键；所述按键组均为一端接地或电源负极，另一端分别通过相应的电阻元件与所述单片机的P3.3-P3.7接口相连。

可选的，所述显示屏设置在所述箱体的表面，所述显示电路与所述显示屏相连；所述显示电路采用RT1602字符型液晶显示芯片，所述液晶显示芯片的引脚GND、V0、BLK接地或者电源的负极；引脚VCC、BLA接供电电源；引脚RS接所述单片机的P0.1接口；引脚R/W接单片机的P0.2接口；引脚E接单片机的P0.3接口；引脚DB4-DB7分别接单片机的P0.4-P0.7接口。

可选的，所述灯具驱动电路包括一NPN型的三极管Q1和一继电器接口电路，接收所述单片机工作电路输出的控制信号，通过所述继电器接口电路控制灯具的开启和关闭；所述继电器接口电路由并联的二极管D5与继电器组成，所述继电器接口电路一端接供电电源，另一端连接至三极管的集电极；所述三极管的基极与所述单片机的P2.0-P2.7的任一接口相连；所述继电器对应一开关；所述开关一端与220V的交流电源相连，另一端连接至一灯具。

可选的，对于大中专院校教室其它公共场所，所述灯具智能控制器进一步包括四组一人体存在检测电路、八组灯具驱动模块以及八组灯具模块；设置所述灯具智能控制器的工作时间，控制灯具在自动控制模式下只在工作时间被开启。

本实用新型的积极效果是：实现自动控制教室或其它公共场所的灯具的开启和关闭，克服现在大量教室灯具关闭需要人工进行的缺点，可以有效降低电能浪费。灯具智能控制器的设计在实现自动控制的同时，还设置了手动控制。手动控制运行模式时不受时间、环境光和是否有人存在的制约，由操作人员控制教室灯具的开启和关闭；自动控制模式时灯具智能控制器自动根据时间、是否有人存在和环境光条件自动开启和关闭灯具，不需要人工管理，实现自动控制；这样在灯具智能控制器自动控制偶尔出现故障或者是因临时需要，能够通过手动控制灯具的开启和关闭。灯具智能控制器通过设置工作时间，使灯具在自动控制模式下只在工作时间被开启。对于教室或其它公共场，可将其分为四个区域，在每个区域设置一人体存在检测电路、两组灯具驱动模块以及两组灯具模块，根据各区域是否有人存在和环境光照条件分别控制各区域的灯具开启或关闭，进一步节约了电能。

附图说明

图1为本实用新型灯具智能控制器的箱体的结构示意图；

图2为本实用新型灯具智能控制器的线路板的结构示意图；

图3为单片机工作电路图；

图4为电源电路图；

图5为环境光检测电路图；

图6为人体存在检测电路图；

图7为系统时钟电路图；

图8为灯具设置电路图；

图9为显示电路图；

图10为灯具驱动电路图。

图中的标号分别为:

11、箱体；12、线路板；20、外部灯具设备；

111、按键组；112、显示屏；

1111、第一按键；1112、第二按键；1113、第三按键；

1114、第四按键；1115、第五按键； 

121、单片机工作电路；122、环境光检测电路；123、人体存在检测电路；

124、系统时钟电路；125、灯具设置电路；126、显示电路；

127、灯具驱动电路；128、电源电路。

具体实施方式

以下结合附图介绍本实用新型灯具智能控制器的具体实施方式。

参见附图1-2，本实用新型灯具智能控制器，包括箱体11和线路板12，所述箱体11包括按键组111、显示屏112；所述按键组111包括第一按键1111、第二按键1112、第三按键1113、第四按键1114和第五按键1115。

在所述箱体11内部设有线路板12；所述线路板12包括单片机工作电路121、环境光检测电路122、人体存在检测电路123、系统时钟电路124、灯具设置电路125、显示电路126和灯具驱动电路127；所述灯具驱动电路127与外部灯具设备20电连接。

所述单片机工作电路121分别与所述环境光检测电路122、人体存在检测电路123、系统时钟电路124、灯具设置电路125、显示电路126和灯具驱动电路127连接；所述单片机工作电路121采用STC90C58AD系列单片机，它是新一代增强型8051，指令代码完全兼容8051单片机，具有超强抗静电、超强抗干扰、低功耗、超低价、高速、高可靠的优点。所述单片机内有8路10位A/D转换器；3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当2个八位定时器使用；所述单片机包括了数据采集和控制所需单元。所述单片机工作电路121接收所述环境光检测电路122和人体存在检测电路123的信号，通过对时间、是否有人存在和环境光照条件的判断与处理，发出控制信号给所述灯具驱动电路127，从而自动开启或关闭所述灯具117。                                                            

所述环境光检测电路122与所述单片机工作电路121连接；所述环境光检测电路122采用光敏电阻GL5539作为光强检测的传感器。所述光敏电阻GL5539对光的敏感性与人眼对可见光的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。根据国家有关规定，为了保障学生视力健康和提高教室环境光的质量，学校对照明环境的要求照度值为300勒克斯。因此可以将300勒克斯设置为环境光强的阀门值。将光敏电阻与单片机具有A/D转换功能的接口相连，光敏电阻不间断地感应环境光，将感应到的环境光高于所述阀门值时输出低电平传送到单片机，低于所述阀门值时输出高电平传送到单片机。

所述人体存在检测电路123与所述单片机工作电路121连接；所述人体存在检测电路123由热释电红外传感器（简称PIR）、热释电红外处理芯片BIS0001以及外围电路组成。PIR是一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器，可以测出10米左右范围内人的行动。当相应探测区域没有人体存在时，所述PIR通过所述BIS0001保持输出到所述单片机工作电路121的为低电位；当相应探测区域有人体存在时，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，所述PIR通过所述BIS0001向所述单片机工作电路121输出高电位。

所述系统时钟电路124与所述单片机工作电路121连接；所述系统时钟电路124采用实时时钟芯片DS1302完成年、月、周、日、时、分、秒的计时，通过外部接口电路为单片机提供日历和时钟。

所述灯具设置电路125分别与所述按键组111和所述单片机工作电路121连接，用于选择控制模式和设置时间或人工开关灯具等。所述按键组111包括第一按键1111、第二按键1112、第三按键1113、第四按键1114和第五按键1115。所述第一按键1111用于智能控制器的手动控制模式和自动控制模式的选择与转换；在自动控制模式下，所述第二按键1112和第三按键1113分别是工作时间和系统时钟的时间校准设置选择和确认键；所述第四按键1114和第五按键1115分别是设置值的增、减键；所述第四按键1114每按一次设置值增加一；所述第五按键1115每按一次设置值减少一；灯具智能控制器控制灯具在自动控制模式下只在工作时间被开启；在手动控制模式下，所述第二按键1112、第三按键1113、第四按键1114和第五按键1115用于相应灯具的手动开启和关闭；手动控制运行模式时不受时间、环境光和是否有人存在的制约，由操作人员控制教室灯具的开启和关闭。

所述显示电路126分别与所述显示屏112和所述单片机工作电路121连接；所述显示电路126采用RT1602字符型液晶显示芯片，通过所述显示屏112显示时间、年、月、日等。

所述灯具驱动电路127分别与所述单片机工作电路121和所述外部灯具设备20连接，接收所述单片机工作电路121输出的控制信号，控制所述外部灯具设备20的开启和关闭。所述灯具驱动电路127包括一NPN型的三极管和一继电器接口电路，所述灯具驱动电路127通过所述三极管与所述单片机工作电路121连接，用于接收所述单片机工作电路121对环境光检测结果、人体存在传感器检测结果、以及系统时间的判断等进行数据处理后输出的控制信号，通过所述继电器接口电路控制灯具的开启和关闭。开始工作时，所述单片机工作电路121初始化与所述三极管连接的接口为低电平，所述三极管截止，所以开机后继电器始终处于释放状态。当所述人体存在检测电路123检测到无人存在或虽然有人存在但所述环境光检测电路122检测到的环境光高于所述阀门值时，所述单片机工作电路121的接口相应的输出保持低电平，所述三极管处于截止状态，所述继电器不工作，所述外部灯具设备20不被开启。当所述人体存在检测电路123检测到有人存在且所述环境光检测电路122检测到的环境光低于所述阀门值时，所述单片机工作电路121的接口相应的输出为高电平，所述三极管导通，从而所述继电器就会吸合与所述外部灯具设备20相连的开关K6，开启所述外部灯具设备20。

所述线路板12进一步包括一电源电路128，所述电源电路128分别与所述单片机工作电路121、环境光检测电路122、人体存在检测电路123、系统时钟电路124、灯具设置电路125、显示电路126和灯具驱动电路127连接；用于对所述单片机及其外围设备进行供电。所述电源电路128可采用干电池直接供电，或采用变压器将220V交流电源变压后，经过二极管全波整流、电解电容滤波，再经过一正输出三端集成稳压器LM7805，得到+5V的稳定直流工作电源。

对于大中专院校教室其它公共场所，可将其分为四个区域，在每个区域设置一人体存在检测电路、两组灯具驱动模块以及两组灯具模块，根据各区域是否有人存在和环境光照条件分别控制各区域的灯具开启或关闭；并将灯具智能控制器的工作时间设置为符合学校的工作时间，一般设置为早上6点到晚上12点，使教室灯具在自动控制模式下只在工作时间被开启，进一步节约了电能。四个人体存在检测电路的输出由引脚Vo分别与单片机的P1.4～P1.7口相连。

本实用新型实现自动控制教室或其它公共场所的灯具的开启和关闭，克服现在大量教室灯具关闭需要人工进行的缺点，可以有效降低电能浪费。灯具智能控制器的设计在实现自动控制的同时，还设置了手动控制；手动控制运行模式时不受时间、环境光和是否有人存在的制约，由操作人员控制教室灯具的开启和关闭；自动控制模式时灯具智能控制器自动根据时间、是否有人存在和环境光条件自动开启和关闭灯具，不需要人工管理，实现自动控制。这样在灯具智能控制器自动控制偶尔出现故障或者是因临时需要，能够通过手动控制灯具的开启和关闭。通过设置灯具智能控制器的工作时间，使灯具在自动控制模式下只在工作时间被开启。

参见图3单片机工作电路图；所述单片机工作电路采用STC90C58AD系列单片机，该单片机包括了数据采集和控制所需单元。所述单片机的RST接口上接第一电解电容元件C1至供电电源，下接第六电阻元件R6到地或者电源的负极，组成了所述单片机的复位电路用于上电复位，确保所述单片机中电路稳定可靠工作；XTAL1接口与XTAL2接口分别连接第一晶振电路的两个输出端相连；P0.1-P0.7接口分别与所述显示电路相连；P1.0-P1.3接口分别与所述环境光检测电路相连；P1.4-P1.7接口分别与所述人体存在检测电路相连；P2.0-P2.7接口分别与所述灯具驱动电路相连；P3.0-P3.2接口分别与所述系统时钟电路相连；P3.3-P3.7接口分别与所述灯具设置电路相连。所述第一晶振电路由第二电容C2、第三电容C3，第一晶振器Y1组成，第二电容C2与第三电容C3均为一端接第一晶振器Y1，另一端接地或者电源的负极；第一晶振器Y1的两个输出端分别与XTAL1接口与XTAL2接口相连。单片机在启动时需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始工作，在电源上电后，只有当供电电源超过4.75V并且低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，单片机工作电路开始正常工作。所述第一晶振电路用于为所述单片机提供时钟信号，让所述单片机正常工作。其中电容C1为100pF、C2为47pF、C3为47pF，电阻R6为10千欧姆、第一晶振器Y1为12MHz（兆赫兹）。所述单片机接收环境光检测电路采集的当前环境光的光强对应的电压值、人体存在检测电路的检测到的是否有人体存在对应的电压值和系统时间，通过对时间、是否有人存在和环境光照条件的判断与处理，发出控制信号给灯具驱动电路，从而自动开启或关闭灯具。

参见图4电源电路图；所述电源电路包括一变压器、全波整流电路、第四电容C4、第五电容C5和稳压器；所述全波整流电路由四个二极管D1-D4依次串联组成，有四个输出端；所述稳压器为正输出三端集成稳压器LM7805；输出电压为9V的变压器B1一边与220V交流电源相连，另一边连接至所述全波整流电路的第一和第三输出端，将220V交流电源经过一输出电压为9V的变压器B1后，将220V的交流电源变压为9V的交流电源，输入全波整流电路进行全波整流；所述全波整流电路的第二输出端通过第四电容C4接地或者电源的负极，第四输出端直接接地或者电源的负极；所述稳压器的Vin接口与所述全波整流电路的第二输出端相连，GND接口接地或者电源的负极，Vout接口为直流工作电源输出端，为单片机及其外围设备提供+5V的直流稳定工作电源；所述Vout接口同时通过第五电容C5接地或者电源的负极；所述第四电容C4和第五电容C5均为电解电容，C4、C5均为470μF（微法）。

参见图5环境光检测电路图，由一组光敏电阻组成，选用硫化镉（CDS）的光敏电阻GL5539作为光强检测的传感器。根据国家有关规定，为了保障学生视力健康和提高教室环境光的质量，学校对照明环境的要求照度值为300勒克斯。因此可以将300勒克斯设置为环境光强的阀门值。当光敏电阻感应到的环境光高于所述阀门值时输出低电平传送到单片机，低于所述阀门值时输出高电平传送到单片机。第一光敏电阻RL1一端通过电阻R7接供电电源，同时与所述单片机的P1.0接口相连，另一端接地或者电源的负极；第二光敏电阻RL2一端通过电阻R8接供电电源，同时与所述单片机的P1.1接口相连，另一端接地或者电源的负极；第三光敏电阻RL3一端通过电阻R9接供电电源，同时与所述单片机的P1.2接口相连，另一端接地或者电源的负极；第四光敏电阻RL4一端通过电阻R10接供电电源，同时与所述单片机的P1.3接口相连，另一端接地或者电源的负极。STC90C58AD的单片机的P1口有A/D转换功能，光敏电阻不间断地感应环境光强，将感应到的光强转变为变化的电压值传送到所述单片机的P1口。 

参见图6人体存在检测电路图，由热释电红外传感器（简称PIR）和热释电红外处理芯片BIS0001及外围电路组成，用来检测相应区域是否有人员存在。所述BIS0001芯片的引脚VC通过电阻R9与供电电源相连；引脚IB通过电阻R12接地或者电源的负极；引脚VDD、RESET以及A均直接与供电电源相连；引脚2OUT与并联的电阻R14与电容C14的一端相连，并联的电阻R14与电容C14的另一端与串联的电阻R13与电容C8相连，同时与引脚2IN-相连；引脚1IN+与所述PIR的S接口相连；引脚1IN-与并联的电阻R15与电容C9的一端相连，引脚1IN-还通过串联的电阻R17与电容C11接地或者电源的负极，并联的电阻R15与电容C9的另一端与串联的电阻R13与电容C8相连，同时与引脚1OUT相连；引脚VSS接地或者电源的负极；引脚RR2通过依次连接的电阻R18与电容C12接地或者电源的负极；引脚RC2通过电容C12接地或者电源的负极；引脚BC1通过电容C13接地或者电源的负极；引脚RR1通过依次连接的电阻R19与电容C13接地或者电源的负极；这种外围电路连接的作用是保证BIS0001芯片稳定工作。引脚Vo通过电阻R20与单片机的P1.4-P1.7接口的任一接口相连，用于向所述单片机输出电压信号。所述PIR的D接口与供电电源相连；所述PIR的S接口与所述BIS0001芯片的引脚1IN+相连，同时通过并联的电阻R16与电容C10接地或者电源的负极，用于抑制干扰，保证输入到引脚1IN+的信号稳定；所述PIR的G接口接地或者电源的负极。其中电阻R11阻值为1千欧姆、R12为1兆欧姆、R13为10千欧姆、R14与R15均为2兆欧姆、R16为1千欧姆、R17为47千欧姆、R18为10兆欧姆、R19为200千欧姆、R20为1千欧姆，电容C8为10μF、C9和C10均为0.01μF、C11为47μF、C12和C13均为0.47μF、C14为0.01μF。当相应探测区域没有人体存在时，所述BIS0001芯片的引脚Vo输出总保持在低电位；当相应探测区域有人体存在时，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，引脚Vo就会输出高电位。

参见图7系统时钟电路图；所述系统时钟电路采用实时时钟芯片DS1302完成年、月、周、日、时、分、秒的计时，通过外部接口电路为单片机提供日历和时钟。所述DS1302的SCLK、I/O、RST三个端口分别与单片机的P3.0-P3.2接口相连，同时所述三个端口各自通过电阻元件R21、 R22、 R23连接至供电电源；端口VCC2与一3V电源相连，所述3V电源的另一端接地；端口VCC1与供电电源相连；端口X1、X2分别连接第二晶振电路的两个输出端相连；所述第二晶振电路由第六电容C6、第七电容C7，第二晶振器Y2组成，第六电容C6与第七电容C7均为一端接第二晶振器Y2，另一端接地或者电源的负极，第二晶振器Y2的两个输出端分别与端口X1、X2相连。所述第二晶振电路用于为所述DS1302提供时钟信号，让其正常工作。其中电阻R21、 R22、 R23阻值均为10千欧姆，电容C6、C7均为20pF，第二晶振器Y2为32.768KHz。

参见图8灯具设置电路图；所述灯具设置电路由所述按键组111与相应的电阻元件组成，用于进行控制模式选择和时间设置或人工开关灯具等。第一按键S1用于控制器的手动控制模式和自动控制模式的选择与转换。在自动控制模式下，第二按键S2和第三按键S3分别是工作时间和系统时钟的时间校准设置选择和确认键，第四按键S4和第五按键S5分别是设置值的增、减键，每按S3键一次设置值增加一，每按S4键一次设置值减少一；在手动控制模式下，由S2-S5分别完成相应区域的灯具手动开启和关闭，手动控制运行模式时不受时间、环境光和是否有人存在的制约，由操作人员控制教室灯具的开启和关闭。五个按键均为一端接地或电源负极，另一端分别通过电阻元件R1、R2、R3、R4、R5与单片机的P3.3-P3.7接口相连；其中电阻R1、R2、 R3、R4、R5阻值均为1千欧姆。

参见图9显示电路图；所述显示电路采用RT1602字符型液晶显示芯片，用于显示时间，年、月、日等。1602LCD显示芯片的容量为16列2行共32个字符，有16个引脚，电路的最佳工作电压为5.0V。系统采用间接控制方式连接，引脚GND、V0、BLK接地或者电源的负极；引脚VCC、BLA接供电电源；引脚RS接所述单片机的P0.1接口；引脚R/W接单片机的P0.2接口；引脚E接单片机的P0.3接口；引脚DB4-DB7分别接单片机的P0.4-P0.7接口。

参见图10灯具驱动电路图，所述灯具驱动电路包括一NPN型的三极管Q1和一继电器接口电路，用于接收所述单片机工作电路输出的控制信号，通过所述继电器接口电路控制灯具的开启和关闭。所述继电器接口电路由并联的二极管D5与继电器RELAY1组成，所述继电器接口电路一端接供电电源，另一端连接至三极管Q1的集电极；所述二极管D5的作用是利用二极管的反向截止作用，确保三极管Q1处于截止状态时，继电器RELAY1两端没有电压和电流，继电器RELAY1不工作。所述三极管Q1的基极通过电阻R24与所述单片机的P2.0-P2.7的任一接口相连，所述三极管Q1的发射极接地或电源负极；其中电阻R24阻值为1千欧姆。所述继电器RELAY1对应一开关K6；所述开关K6一端与220V的交流电源相连，另一端连接至一灯具LAMP1。开始工作时，所述单片机工作电路初始化与所述三极管连接的接口P2.0-P2.7为低电平，所述三极管Q1截止，所以开机后继电器RELAY1始终处于释放状态。当所述人体存在检测电路检测到无人存在或虽然有人存在但所述环境光检测电路检测到的环境光高于设定的阀门值时，所述单片机工作电路的接口P2.0-P2.7相应的输出保持低电平，所述三极管Q1处于截止状态，所述继电器RELAY1不工作，所述灯具LAMP1不被开启。当所述人体存在检测电路检测到有人存在且所述环境光检测电路检测到的环境光低于设定的阀门值时，所述单片机工作电路的接口P2.0-P2.7相应的输出为高电平，所述三极管Q1导通，从而所述继电器RELAY1就会吸合与所述灯具LAMP1相连的开关K6，开启所述灯具LAMP1。继电器是一种电控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用；当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，继电器使被控制的输出电路导通或断开。 

本实用新型实现自动控制教室或其它公共场所的灯具的开启和关闭，克服现在大量教室灯具关闭需要人工进行的缺点，可以有效降低电能浪费。灯具智能控制器的设计在实现自动控制的同时，还设置了手动控制；手动控制运行模式时不受时间、环境光和是否有人存在的制约，由操作人员控制教室灯具的开启和关闭；自动控制模式时灯具智能控制器自动根据时间、是否有人存在和环境光条件自动开启和关闭灯具，不需要人工管理，实现自动控制。这样在灯具智能控制器自动控制偶尔出现故障或者是因临时需要，能够通过手动控制灯具的开启和关闭。通过设置灯具智能控制器的工作时间，使灯具在自动控制模式下只在工作时间被开启。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种灯具智能控制器，包括箱体和线路板，以及外部灯具设备，其特征在于：所述箱体包括一按键组和一显示屏；在所述箱体内部设有所述线路板；所述线路板包括单片机工作电路、环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路；所述单片机工作电路分别与所述环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路连接；所述环境光检测电路与所述单片机工作电路连接；所述人体存在检测电路与所述单片机工作电路连接；所述系统时钟电路与所述单片机工作电路连接；所述灯具设置电路分别与所述按键组和所述单片机工作电路连接；所述显示电路分别与所述显示屏和所述单片机工作电路连接；所述灯具驱动电路分别与所述单片机工作电路和所述外部灯具设备电连接，接收所述单片机工作电路输出的控制信号，控制所述外部灯具设备灯具的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的灯具智能控制器，其特征在于：所述线路板进一步包括一电源电路，所述电源电路分别与所述单片机工作电路、环境光检测电路、人体存在检测电路、系统时钟电路、灯具设置电路、显示电路和灯具驱动电路连接，提供直流工作电源；所述电源电路包括一变压器、全波整流电路、第四电容C4、第五电容C5和稳压器；所述全波整流电路由四个二极管依次串联组成；所述稳压器为正输出三端集成稳压器LM7805；所述第四电容C4和第五电容C5均为电解电容。

3.根据权利要求1所述的灯具智能控制器，其特征在于：所述单片机工作电路采用STC90C58AD系列单片机，所述单片机包括数据采集和控制所需单元；所述单片机的RST接口与一复位电路连接；XTAL1接口与XTAL2接口分别连接第一晶振电路的两个输出端相连；P0.1-P0.7接口分别与所述显示电路相连；P1.0-P1.3接口分别与所述环境光检测电路相连；P1.4-P1.7接口分别与所述人体存在检测电路相连；P2.0-P2.7接口分别与所述灯具驱动电路相连；P3.0-P3.2接口分别与所述系统时钟电路相连；P3.3-P3.7接口分别与所述灯具设置电路相连。

4.根据权利要求1或3所述的灯具智能控制器，其特征在于：所述环境光检测电路由一组光敏电阻组成，所述光敏电阻选用硫化镉的光敏电阻GL5539作为光强检测的传感器，并将300勒克斯设置为环境光强的阀门值；所述光敏电阻均为一端通过一电阻接供电电源，同时与所述单片机的P1.0-P1.3接口的其中一个接口相连，另一端接地或者电源的负极；当光敏电阻感应到的环境光高于所述阀门值时输出低电平传送到所述单片机，低于所述阀门值时输出高电平传送到所述单片机。

5.根据权利要求1或3所述的灯具智能控制器，其特征在于：人体存在检测电路由热释电红外传感器和热释电红外处理芯片BIS0001及保证所述芯片BIS0001稳定工作的外围电路组成；所述BIS0001芯片的引脚Vo通过电阻R20与单片机的P1.4-P1.7接口的任一接口相连；所述PIR的D接口与供电电源相连；所述PIR的S接口与所述BIS0001芯片的引脚1IN+相连，同时通过并联的电阻R16与电容C10接地或者电源的负极；所述PIR的G接口接地或者电源的负极。

6.根据权利要求1或3所述的灯具智能控制器，其特征在于：所述系统时钟电路采用实时时钟芯片DS1302，通过外部接口电路为单片机提供日历和时钟；所述DS1302的SCLK、I/O、RST三个端口分别与单片机的P3.0-P3.2接口相连，同时所述三个端口各自通过电阻元件R21、 R22、 R23连接至供电电源；端口VCC2与一3V电源相连，所述3V电源的另一端接地；端口VCC1与供电电源相连；端口X1、X2分别连接第二晶振电路的两个输出端相连。

7.根据权利要求1或3所述的灯具智能控制器，其特征在于：灯具设置电路由所述按键组与相应的电阻元件组成，所述按键组进一步包括第一按键、第二按键、第三按键、第四按键和第五按键；所述按键组均为一端接地或电源负极，另一端分别通过相应的电阻元件与所述单片机的P3.3-P3.7接口相连。

8.根据权利要求1或3所述的灯具智能控制器，其特征在于：所述显示屏设置在所述箱体的表面，所述显示电路与所述显示屏相连；所述显示电路采用RT1602字符型液晶显示芯片，所述液晶显示芯片的引脚GND、V0、BLK接地或者电源的负极；引脚VCC、BLA接供电电源；引脚RS接所述单片机的P0.1接口；引脚R/W接单片机的P0.2接口；引脚E接单片机的P0.3接口；引脚DB4-DB7分别接单片机的P0.4-P0.7接口。

9.根据权利要求1或3所述的灯具智能控制器，其特征在于：所述灯具驱动电路包括一NPN型的三极管Q1和一继电器接口电路，接收所述单片机工作电路输出的控制信号，通过所述继电器接口电路控制灯具的开启和关闭；所述继电器接口电路由并联的二极管D5与继电器组成，所述继电器接口电路一端接供电电源，另一端连接至三极管的集电极；所述三极管的基极与所述单片机的P2.0-P2.7的任一接口相连；所述继电器对应一开关；所述开关一端与220V的交流电源相连，另一端连接至一灯具。

10.根据权利要求1所述的灯具智能控制器，其特征在于：对于大中专院校教室其它公共场所，所述灯具智能控制器进一步包括四组一人体存在检测电路、八组灯具驱动模块以及八组灯具模块；设置所述灯具智能控制器的工作时间，控制灯具在自动控制模式下只在工作时间被开启。

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