CN203260168U - 一种报警控制器 - Google Patents

Abstract

一种报警控制器，分别与报警探测器和报警显示器连接，所述报警控制器包括互相电连接的光照度检测机构和微处理器，所述微处理器通过通信接口与所述报警探测器电连接，所述报警显示器为LED显示器，所述微处理器与所述LED显示器电连接。本实用新型可用于探测火灾的感烟探测器、感温探测器等，或者用于探测有毒有害易燃易爆气体的探测器，其使用LED数码管作为信息显示器，可以根据检测到的环境光照度，对其显示器进行自动调节亮度。在给人们提供舒适环境的同时也节约了电力资源，延长了器件的使用寿命。

Description

一种报警控制器

技术领域

本实用新型涉及一种带有LED数码管显示的报警控制器，特别是一种其LED显示器可以根据环境光照强度自动调节显示亮度的报警控制器。

背景技术

近年来各种光显示器件或设备应用越来越广，比如各种家用电器的辅助显示器，各类报警设备，或者室外用于信息指示的霓虹灯、彩灯或LED屏幕等，甚至于各种电源充电器的指示灯。这些显示器多数使用LED作为显示器件。目前这些设备的显示亮度都没有自动控制功能，既亮度固定不可调节。当人处于非休息状态时该类显示器亮度对人的视觉及其他影响不明显；然而当人处于休息状态时，尤其是夜晚、或者环境亮度非常低时，其显示亮度就会非常明显，导致人眼视觉不舒服，严重时，可能会影响人的睡眠。例如家中的某些电器设备在夜间仍处于工作或待机状态时，其显示器仍旧为白天的亮度显示，其效果相当于一个小夜灯，并且颜色各异，就会对睡眠要求较高的人造成一定影响；在靠近商铺使用霓虹灯或LED屏的居民家中，夜间会明显感觉到室外绚烂的灯光，对睡眠也会造成影响。在室外的行人也会感到明显的刺眼，容易形成眩光，造成视觉模糊。而这些设备在给人们提供便利或给城市增加色彩的同时，也浪费了电力资源，造成了光污染。

作为报警设备由于要显示各类信息，不可避免地需要使用光显示器件，而在没有报警或故障时，其显示器件没必要时刻处于高亮度的显示状态。对于长期值守报警设备的人员来讲，形色各异亮度不可调节的显示器，可能引起厌恶、不舒服甚至造成眼部疾患或失眠。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种LED显示器可以根据环境光照强度自动调节显示亮度的报警控制器。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种报警控制器，分别与报警探测器和报警显示器连接，其中，所述报警控制器包括互相电连接的光照度检测机构和微处理器，所述微处理器通过通信接口与所述报警探测器电连接，所述报警显示器为LED显示器，所述微处理器与所述LED显示器电连接。

上述的报警控制器，其中，所述微处理器分别通过段驱动单元和位驱动单元与所述LED显示器电连接。

上述的报警控制器，其中，所述微处理器分别通过8段码显示驱动单元和4位码显示驱动单元与所述LED显示器电连接。

上述的报警控制器，其中，所述光照度检测机构包括光敏元件和电阻，所述光敏元件和电阻串联连接。

上述的报警控制器，其中，所述光敏元件为光敏电阻或光敏三极管。

上述的报警控制器，其中，所述LED显示器的光波频率与所述光敏元件的响应光波频率相异。

上述的报警控制器，其中，还包括声音报警装置，所述声音报警装置与所述微处理器电连接。

上述的报警控制器，其中，所述声音报警装置为蜂鸣器或喇叭。

上述的报警控制器，其中，还包括用于设置或选择控制参数的按键，所述按键与所述微处理器连接。

上述的报警控制器，其中，所述控制参数包括用于开关所述光照度检测机构的光敏特性参数。

本实用新型的有益功效在于：

本实用新型可用于探测火灾的感烟探测器、感温探测器等，或者用于探测有毒有害易燃易爆气体的探测器，其使用LED数码管作为信息显示器。报警控制器具有感光装置，可以根据检测到的环境光照度，对其显示器进行自动调节亮度。当环境光照度较高时，可以增加显示设备的亮度；当环境光照度较低时，可以降低显示设备的亮度，使视觉柔和，甚至可经过延时关闭显示器，当发生报警或故障时再点亮显示器。在给人们提供舒适环境的同时也节约了电力资源，延长了器件的使用寿命。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型一实施例的光照度检测机构示意图；

图3为本实用新型另一实施例的光照度检测机构示意图；

图4为本实用新型一实施例的LED显示器驱动原理图；

图5为图4的LED显示器控制时序图。

其中，附图标记

1  报警控制器

11  光照度检测机构

111  光敏元件

112  电阻

12  微处理器

13  通信接口

14  段驱动单元

15  位驱动单元

16  声音报警装置

17  按键

2  报警探测器

3  报警显示器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本实用新型的结构框图。本实用新型的报警控制器1，分别与报警探测器2和报警显示器3连接，所述报警控制器1包括互相电连接的光照度检测机构11和微处理器12，所述微处理器12通过通信接口13与所述报警探测器2电连接，所述报警显示器3为LED显示器，用于显示报警探测器2的信息或系统时钟等信息，所述微处理器12与所述LED显示器电连接。

参见图2、图3，图2为本实用新型一实施例的光照度检测机构示意图，图3为本实用新型另一实施例的光照度检测机构示意图。所述光照度检测机构11包括光敏元件111和电阻112，所述光敏元件111和电阻112串联连接。其中，所述光敏元件111优选为光敏电阻或光敏三极管。当使用光敏电阻作为光敏器件时，光照度检测机构11的基本原理电路如图2所示，光敏电阻R1和常规电阻R2串联，A点的电位会随着光照度的变化而变化，当光照度增加时光敏电阻R1的阻值会减小，A点的电位升高，当光照度减少时,光敏电阻R1的阻值会增大，A点的电位降低。而这一电位变化可以由微处理器12的AD通道进行检测，并将A点的电位值转换为周围环境的光照度。微处理器12则根据这个光照度的值判定如何控制显示器亮度。

图3的光敏元件111为光敏三极管，光敏三极管V1和常规电阻R2串联，A点的电位会随着光照度的变化而变化，当光照度增加时光敏三极管V1通过的电流增加，A点的电位升高，当光照度减少时,光敏三极管V1通过的电流减少，A点的电位降低。而这一电位变化可以由微处理器12的AD通道进行检测，并将A点的电位值转换为周围环境的光照度。微处理器12则根据这个光照度的值判定如何控制显示器亮度。

当使用光敏二极管或其他光敏器件时，显示器亮度控制原理与上述原理类似，此处不再赘述。此外，上述电路仅为本实用新型中的具有光敏特性的自动亮度控制显示器的光照度检测和控制的基本电路原理。

光照度检测机构11的光敏元件111的安装位置：在报警控制器1的箱体侧面或底面开百叶窗，光敏元件111用导线连接至PCB（印刷电路板），将其固定于靠近百叶窗的位置，用于感知环境光线。当整机安装位置不适合光敏元件111检测环境光照度（比如其位置总是有照明光源）时，可以通过其连接导线改变其安装位置，比如由报警控制器1侧面的百叶窗位置移至其底面的百叶窗位置。并且应注意以下事项：

1、避免设备本身LED发出的光直接照射到光敏元件111上，影响到光照度的检测；

2、尽量使显示LED发出光波频率与光敏器件响应的光波频率相互错开，减少LED点亮对光敏元件111检测光照度的影响。

LED亮度调节一般可以选择数字调节（开关电路）或者模拟调节（线性调节LED电流）。数字调节就是采用PWM（脉冲宽度调制）技术，利用PWM控制信号，通过控制LED的正向工作电流的占空比来调节LED的发光亮度。以大于100Hz的开关工作频率，脉宽调制的方法改变LED的驱动电流的脉冲占空比，从而实现LED的自动光度控制。为了避免人的肉眼感觉到调光闪烁现象，选用大于100HZ开关调光控制频率。该调光模式下，LED的发光亮度正比于PWM的脉冲占空比，可以在高度调光比范围内保持LED的发光颜色不变，调光比范围可达3000：1（需专业仪器测试）。

线性调节，可以使用一个控制电压按照比例改变LED驱动的输出，最简便的方法是在LED驱动控制中使用外部可调电阻改变LED的正向工作电流实现LED的调光控制。但该调光模式的调光比范围为30:1，如果要进一步降低LED的正向工作电流，LED发光颜色则会发生变化，LED的正向工作电流也不能准确控制。

参见图4、图5，图4为本实用新型一实施例的LED显示器驱动原理图，图5为图4的LED显示器控制时序图。其中，优选所述微处理器12分别通过段驱动单元14和位驱动单元15与所述LED显示器电连接。本实施例中，所述微处理器12分别通过8段码显示驱动单元和4位码显示驱动单元与所述LED显示器电连接。所述LED显示器的光波频率与所述光敏元件111的响应光波频率相异。本实施例中，报警显示器3使用0.4寸，红色四位共阴数码管，采用动态扫描的方式，这样可以节约MCU的硬件资源，但需要付出更多的软件资源。由于MCU本身的驱动能力有限，不能直接控制LED，所以需要增加对LED数码管的段、位的驱动单元。参见图4，其原理如下：

原理图上面部分为数码管A-DP八段码驱动（图中仅画出一路进行描述，其他7段驱动一样），下部分为数码管的位驱动（图中仅画出一路进行描述，其他4位驱动一样）。当位控制COM为高电平时，段码输出的电平决定显示的内容。通过MCU软件，四个位码循环有效（既在同一时间只有一个位码控制段有效），每个位码控制点亮时间为5ms，循环周期为20ms，其控制时序图5。这样采用较少的MCU口线，通过动态扫描的方式来实现LED数码管的显示。既让每个LED点/段在一定的时间之内循环点亮，也就是在每个微小的时间（ms级）段内只有被控的部分LED点/段亮，其他的是灭的，利用人的视觉停留的方法，使人感觉是所有的控制点/段同时点亮。点亮时间为T1，循环周期为T2，那么T1/T2就是占空比。通过软件改变占空比就可以改变LED数码管的亮度，既在同样的时间之内发出的光照减小，则亮度降低，具体改变方法以改变T1为主，由于T2增大时容易造成闪烁现象。微处理器12收到光照度检测机构11的信号后，根据光照度数值从0～1000分为10段，数值为1～10用Z来表示，代表光照从暗到亮。LED数码管最大显示亮度的占空比为T。可以通过软件来设置Z与T的对应关系，既可以实现自动根据光照来调节显示亮度。也可以通过按键17设置是否启动自动亮度调节调节功能。其中，LED的显示内容与报警控制器1的运行状态有关，如显示时钟、地址信息等。

本实施例中，报警控制器1还可包括声音报警装置16，用于报警控制器1检测到报警探测器2出现故障或报警的声音提示。所述声音报警装置16与所述微处理器12电连接。所述声音报警装置16优选为蜂鸣器或喇叭。

本实施例中，报警控制器1还可包括用于输入设置或选择控制参数的按键17，所述按键17与所述微处理器12连接。所述控制参数包括用于开关所述光照度检测机构11的光敏特性参数。

本实用新型中的报警控制器1具有光敏特性的、可以根据环境亮度自动调节显示器亮度，通过光照度检测机构11检测周围环境的光照度，并将此环境光照信号输入报警控制器1的微处理器12，微处理器12以此为依据控制报警显示器3的亮度。

光照度检测机构11用于检测环境的光照度，作为控制LED显示器亮度的依据。光照度，即通常所说得勒克司度（lux），表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量。1勒克司相当于1流明/平方米，即被摄主体每平方米的面积上，受距离一米、发光强度为1烛光的光源，垂直照射的光通量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。以下是各种环境照度值：单位lux

黑夜：0.001—0.02；月夜：0.02—0.3；阴天室内：5—50；阴天室外：50—500；晴天室内：100—1000；夏季中午太阳光下的照度：约为10*6次方；阅读书刊时所需的照度：50—60；家用摄像机标准照度：1400。

环境光亮度可以采用光敏元器件进行检测，其物理基础是光电效应，基本原理都是将光信号转换为电信号。常见的光敏元件111有光敏电阻112、光敏二极管和光敏三极管等，利用具有光电导效应的半导体材料制作的光敏传感器叫光敏电阻112，光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件。三者的伏安特性和光照特性曲线不同，但基本原理一致，既把光亮度转变为可以处理的电信号。

与现有报警控制器1相比，本实用新型的报警控制器1，可以根据环境光照度对报警显示器3进行亮度的自动调节：当环境光照度较高时，增加报警显示器3的亮度；当环境光照度较低时，降低报警显示器3的亮度，使视觉柔和，甚至是经过延时关闭报警显示器3；当外部发生报警时，报警控制器1检测到报警信号后再点亮报警显示器3。通过增加自动调节显示亮度的功能，可以避免因眩光的干扰对安防行业值班人员的眼部造成伤害，减少光污染，并在一定程度上节约能源，延长器件的使用寿命。

本实用新型可用于探测火灾的感烟探测器、感温探测器等，或者用于探测有毒有害易燃易爆气体的探测器，也可以应用于控制其他LED数码管或LED屏幕的亮度调节显示，如家用电器的辅助显示屏，或各种室外信息显示屏等。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种报警控制器，分别与报警探测器和报警显示器连接，其特征在于，所述报警控制器包括互相电连接的光照度检测机构和微处理器，所述微处理器通过通信接口与所述报警探测器电连接，所述报警显示器为LED显示器，所述微处理器与所述LED显示器电连接。 

2.如权利要求1所述的报警控制器，其特征在于，所述微处理器分别通过段驱动单元和位驱动单元与所述LED显示器电连接。 

3.如权利要求2所述的报警控制器，其特征在于，所述微处理器分别通过8段码显示驱动单元和4位码显示驱动单元与所述LED显示器电连接。 

4.如权利要求1、2或3所述的报警控制器，其特征在于，所述光照度检测机构包括光敏元件和电阻，所述光敏元件和电阻串联连接。 

5.如权利要求4所述的报警控制器，其特征在于，所述光敏元件为光敏电阻或光敏三极管。 

6.如权利要求4所述的报警控制器，其特征在于，所述LED显示器的光波频率与所述光敏元件的响应光波频率相异。 

7.如权利要求1、2、3、5或6所述的报警控制器，其特征在于，还包括声音报警装置，所述声音报警装置与所述微处理器电连接。 

8.如权利要求7所述的报警控制器，其特征在于，所述声音报警装置为蜂鸣器或喇叭。 

9.如权利要求1、2、3、5、6或8所述的报警控制器，其特征在于，还包括用于设置或选择控制参数的按键，所述按键与所述微处理器连接。 

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