CN205657894U - 一种照明灯的高精度智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种照明灯的高精度智能控制系统，包括单片机，均与单片机相连接的电源、A/D转换电路、信号处理电路和电子开关，与A/D转换电路相连接的亮度传感器，以及与信号处理电路相连接的图像采集器；所述信号处理电路包括输入端与图像采集器相连接的信号接收电路，和输入端与信号接收电路的输出端相连接的二阶滤波放大电路；所述二阶滤波放大电路的输出端与单片机相连接。本实用新型的亮度传感器将采集的照明灯使用范围内的自然亮度的信息传输给单片机；同时，图像采集器将监测到的照明灯使用范围内信息，传输给单片机，单片机便可通过分析接收到的信息来控制照明灯的开启与关闭，使本控制系统能更好的实现节能的要求。

Description

一种照明灯的高精度智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种节能控制系统，具体涉及的是一种照明灯的高精度智能控制系统。

背景技术

现实生活中，照明灯为人们带来了很多方便，现在照明灯已经成为人们生活中必不可少的电器。但是，现有照明灯多采用手动控制的方式来实现对灯的开启或关闭，即通过弹片式机械开关来开启或关闭照明灯，由于这种控制方式无法实现自动开启或关闭照明灯，当人长时间离开房间，忘记关闭照明灯时，就会造成能源浪费。因此，将可以自动开启或关闭的节能控制系统应用到普通的照明灯已是一种必然趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的照明灯控制系统不能自动控制灯的开启或关闭的缺陷，提供一种照明灯的高精度智能控制系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现：一种照明灯的高精度智能控制系统，包括单片机，均与单片机相连接的电源、A/D转换电路、信号处理电路和电子开关，与A/D转换电路相连接的亮度传感器，以及与信号处理电路相连接的图像采集器。

所述A/D转换电路由转换芯片U，三极管VT2，放大器P4，负极经电阻R13后与转换芯片U的FYSN管脚相连接、正极作为A/D转换电路的输入端并与亮度传感器相连接的极性电容C7，一端与极性电容C7的负极相连接、另一端与转换芯片U的SDAT管脚相连接的电阻R12，正极与转换芯片U的SCK管脚相连接、负极经可调电阻R14后与转换芯片U的MOSI管脚相连接的极性电容C8，P极与转换芯片U的SCK管脚相连接、N极与转换芯片U的PF2管脚相连接的二极管D5，N极与放大器P4的正极输入端相连接、P极经电阻R15后与极性电容C8的负极相连接的二极管D8，负极经电阻R19后与放大器P4的输出端相连接、正极经电阻R18后 与二极管D8的P极相连接的极性电容C10，P极与二极管D8的P极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D6，正极与放大器P4的负极输入端相连接、负极经电阻R17后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C11，以及负极顺次经电阻R16和二极管D7后与极性电容C11的负极相连接、正极与转换芯片U的MOSI管脚相连接的极性电容C9组成；所述转换芯片U的PF1管脚与二极管D5的P极相连接，GND管脚接地；所述三极管VT2的集电极接地；所述放大器P4的输出端作为A/D转换电路的输出端并与单片机相连接。

所述信号处理电路包括输入端与图像采集器相连接的信号接收电路，和输入端与信号接收电路的输出端相连接的二阶滤波放大电路；所述二阶滤波放大电路的输出端与单片机相连接。

所述信号接收电路由放大器P1，负极经电阻R2后与放大器P1的负极输入端相连接、正极作为信号接收电路的输入端的极性电容C1，P极经电阻R1后与极性电容C1的负极相连接、N极顺次经电阻R4和电阻R5后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，以及正极经电阻R3后与放大器P1的正极输入端相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C2组成；所述放大器P1的输出端作为信号接收电路的输出端。

所述二阶滤波放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R6，P极经电阻R8后与放大器P2的负极输入端相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D2，正极与三极管VT1的基极相连接、负极与二极管D2的P极相连接的极性电容C4，P极经电阻R10后与放大器P2的正极输入端相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D3，正极经电阻R7后与三极管VT1的发射极相连接、负极与放大器P3的正极输入端相连接的极性电容C3，P极与放大器P3的输出端相连接、N极经电阻R9后与放大器P3的正极输入端相连接的二极管D4，负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R11后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C5，以及正极与放大器P3的正极输入端相连接、负极接地的极性电容C6组成；所述三极管VT1的集电极接地；所述放大器P2的输出端作为二阶滤波放大电路的输出 端；所述放大器P3的负极输出端接地。

为确保本实用新型的实际使用效果，所述图像采集器为TR350型图像采集器；所述亮度传感器为APDS-9002亮度传感器；所述转换芯片U为AD9834集成芯片。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型的亮度传感器将采集的照明灯使用范围内的自然亮度的信息传输给单片机；同时，图像采集器将监测到的照明灯使用范围内信息并传输给单片机，单片机便可通过分析接收到的信息来控制照明灯的开启与关闭。

(2)本实用新型的A/D转换电路能消除亮度传感器采集到的照明灯使用范围内的自然亮度信号中的干扰信号，同时，该A/D转换电路还能将亮度信号转换为亮度数据信号并将该亮度数据信号放大后传输给单片机，确保了单片机接收的信号的准确性。

(3)本实用新型的信号处理电路中的信号接收电路能将图像采集器传输的信号中的谐波消除掉，有效的提高信号的平滑度；同时，信号处理电路中的二阶滤波放大电路能消除信号中的干扰信号，并将滤波处理后的信号进行双階放大后传输给单片机，确保了传输给单片机的信号的准确性。

(4)本实用新型的信号处理电路可对图像采集器采集的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号放大后传输给单片机，确保了本照明灯的高精度智能控制系统控制的准确性。

(5)本实用新型使用了灵敏度高、监测范围广的TR350型图像采集器，提高了室内信息采集的准确性；同时，采用了高灵敏度的APDS-9002亮度传感器，提高了对室内自然亮度采集的准确性，从而确保了本照明灯的高精度智能控制系统控制的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的信号处理电路的电路结构示意图。

图3为本实用新型的A/D转换电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型的一种照明灯的高精度智能控制系统，包括单片机，均与单片机相连接的电源、A/D转换电路、信号处理电路和电子开关，与A/D转换电路相连接的亮度传感器，以及与信号处理电路相连接的图像采集器。其中，所述信号处理电路如图2所示，包括信号接收电路和二阶滤波放大电路。

本实用新型实施时，所述的单片机为FP7103集成芯片，该FP7103集成芯片的LX管脚与电子开关相连接，VCC管脚与电源相连接。所述电源为12V直流电压，该12V直流电压为单片机供电。

为了更好的实施本实用新型，所述的图像采集器优先采用了灵敏度高、监测范围广的TR350型图像采集器，该图像采集器用于采集照明灯使用范围内的图像信号，并将所采集到的图像信号经由信号处理电路进行传输，该信号处理电路将接收的信号中的干扰信号进行消除，并将消除干扰信号的信号放大后传输给单片机。所述的单片机在接收到图像采集器传输的信号为有人的信号时，该单片机则输出控制电流使亮度传感器对照明灯使用范围内的自然亮度信号进行采集，所述亮度传感器将采集到的照明灯使用范围内的自然亮度信号经A/D转换电路输出。所述的A/D转换电路能消除亮度传感器采集到的照明灯使用范围内的自然亮度信号中的干扰信号，同时，该A/D转换电路还能将亮度信号转换为亮度数据信号并将该亮度数据信号放大后传输给单片机，单片机则通过对该亮度数据信号进行分析后得出亮度值。本实用新型的亮度传感器则优先采用了高灵敏度的APDS-9002亮度传感器；所述的单片机内预存有可视亮度值，该可视亮度值可根据具体的使用环境进行调节。

其中，该照明灯使用范围内的自然亮度值小于单片机内的预存亮度值时，单片机输出控制电流给电子开关，此时，电子开关得电闭合，灯被开启；同时，单片机不在为亮度传感器提供电流，亮度传感器停止工作；图像采集器在灯被 点亮后会对照明灯使用范围内的图像继续进行采集。所述图像采集器采集到照明灯使用范围内的人员离开时，单片机得到该信号后便停止为电子开关提供电流，此时，电子开关断开，照明灯熄灭。所述亮度传感器采集到的照明灯使用范围内的自然亮度等于或大于单片机内预存的亮度值时，图像采集器采集到有人在照明灯使用范围内单片机也不会对电子开关传输控制电流，即照明灯不会亮。

如图2所示，所述的信号处理电路包括信号接收电路和二阶滤波放大电路；所述的信号接收电路由放大器P1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，极性电容C1，极性电容C2，以及二极管D1组成。

连接时，极性电容C1的负极经电阻R2后与放大器P1的负极输入端相连接、正极作为信号接收电路的输入端并与图像采集器相连接。二极管D1的P极经电阻R1后与极性电容C1的负极相连接、N极顺次经电阻R4和电阻R5后与放大器P1的输出端相连接。极性电容C2的正极经电阻R3后与放大器P1的正极输入端相连接、负极与放大器P1的输出端相连接。所述放大器P1的输出端作为信号接收电路的输出端并与二阶滤波放大电路相连接。

进一步，所述二阶滤波放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT1，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，极性电容C6，二极管D2，二极管D3，以及二极管D4组成。

连接时，电阻R6的一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接。二极管D2的P极经电阻R8后与放大器P2的负极输入端相连接、N极与三极管VT1的基极相连接。极性电容C4的正极与三极管VT1的基极相连接、负极与二极管D2的P极相连接。二极管D3的P极经电阻R10后与放大器P2的正极输入端相连接、N极与放大器P2的输出端相连接。极性电容C3的正极经电阻R7后与三极管VT1的发射极相连接、负极与放大器P3的正极输入端相连接。

其中，二极管D4的P极与放大器P3的输出端相连接、N极经电阻R9后与放大器P3的正极输入端相连接。极性电容C5的负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R11后与放大器P3的输出端相连接。极性电容C6的正极与放大器P3的 正极输入端相连接、负极接地。所述三极管VT1的集电极接地；所述放大器P2的输出端作为二阶滤波放大电路的输出端并与FP7103集成芯片的LX管脚相连接；所述放大器P3的负极输出端接地。

运行时，信号处理电路的信号接收电路将图像采集器传输的信号中的谐波消除掉，有效的提高信号的平滑度，该消除谐波的信号经放大器P1进行放大后输出。所述的二阶滤波放大电路对信号接收电路传输的信号进行滤波处理，有效的消除信号中的干扰信号，并将滤波处理后的信号进行双階放大后传输给单片机，确保了传输给单片机的信号的准确性。

如图3所示，所述A/D转换电路由转换芯片U，三极管VT2，放大器P4，电阻R12，电阻R13，可调电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，二极管D5，二极管D6，二极管D7，以及二极管D8组成。

连接时，极性电容C7的负极经电阻R13后与转换芯片U的FYSN管脚相连接、正极作为A/D转换电路的输入端并与亮度传感器相连接。电阻R12的一端与极性电容C7的负极相连接、另一端与转换芯片U的SDAT管脚相连接。极性电容C8的正极与转换芯片U的SCK管脚相连接、负极经可调电阻R14后与转换芯片U的MOSI管脚相连接。二极管D5的P极与转换芯片U的SCK管脚相连接、N极与转换芯片U的PF2管脚相连接。

其中，二极管D8的N极与放大器P4的正极输入端相连接、P极经电阻R15后与极性电容C8的负极相连接。极性电容C10的负极经电阻R19后与放大器P4的输出端相连接、正极经电阻R18后与二极管D8的P极相连接。二极管D6的P极与二极管D8的P极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接。极性电容C11的正极与放大器P4的负极输入端相连接、负极经电阻R17后与三极管VT2的发射极相连接。极性电容C9的负极经电阻R16后与二极管D7的P极相连接，所述二极管D7的N极则与极性电容C11的负极相连接，所述极性电容C9的正极则与转换芯片U的MOSI管脚相连接。

所述转换芯片U的PF1管脚与二极管D5的P极相连接，GND管脚接地；所述 三极管VT2的集电极接地；所述放大器P4的输出端作为A/D转换电路的输出端并与FP7103集成芯片的FB管脚相连接。

运行时，A/D转换电路能消除亮度传感器采集到的照明灯使用范围内的自然亮度信号中的干扰信号，同时，该A/D转换电路通过转换芯片U将亮度信号转换为亮度数据信号，该转换后的亮度数据信号通过放大器P4与可调电阻R14、三极管VT2、二极管D8和极性电容C11形成的放大电路进行放大处理后传输给单片机，确保了单片机接收的信号的准确性，从而确保了本实用新型的照明灯的高精度智能控制系统能准确的控制照明灯的开启或关闭，使本控制系统能更好的实现节能的要求。为了更好的实施本实用新型，所述转换芯片U则为性能稳定的AD9834集成芯片。

如上所述，便可以很好的实现本实用新型。

Claims (8)

1.一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于：包括单片机，均与单片机相连接的电源、A/D转换电路、信号处理电路和电子开关，与A/D转换电路相连接的亮度传感器，以及与信号处理电路相连接的图像采集器。

2.根据权利要求1所述的一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于，所述A/D转换电路由转换芯片U，三极管VT2，放大器P4，负极经电阻R13后与转换芯片U的FYSN管脚相连接、正极作为A/D转换电路的输入端并与亮度传感器相连接的极性电容C7，一端与极性电容C7的负极相连接、另一端与转换芯片U的SDAT管脚相连接的电阻R12，正极与转换芯片U的SCK管脚相连接、负极经可调电阻R14后与转换芯片U的MOSI管脚相连接的极性电容C8，P极与转换芯片U的SCK管脚相连接、N极与转换芯片U的PF2管脚相连接的二极管D5，N极与放大器P4的正极输入端相连接、P极经电阻R15后与极性电容C8的负极相连接的二极管D8，负极经电阻R19后与放大器P4的输出端相连接、正极经电阻R18后与二极管D8的P极相连接的极性电容C10，P极与二极管D8的P极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D6，正极与放大器P4的负极输入端相连接、负极经电阻R17后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C11，以及负极顺次经电阻R16和二极管D7后与极性电容C11的负极相连接、正极与转换芯片U的MOSI管脚相连接的极性电容C9组成；所述转换芯片U的PF1管脚与二极管D5的P极相连接，GND管脚接地；所述三极管VT2的集电极接地；所述放大器P4的输出端作为A/D转换电路的输出端并与单片机相连接。

3.根据权利要求2所述的一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于，所述信号处理电路包括输入端与图像采集器相连接的信号接收电路，和输入端与信号接收电路的输出端相连接的二阶滤波放大电路；所述二阶滤波放大电路的输出端与单片机相连接。

4.根据权利要求3所述的一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于，所述信号接收电路由放大器P1，负极经电阻R2后与放大器P1的负极输入端相连接、正极作为信号接收电路的输入端的极性电容C1，P极经电阻R1后与极性电容C1的负极相连接、N极顺次经电阻R4和电阻R5后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，以及正极经电阻R3后与放大器P1的正极输入端相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C2组成；所述放大器P1的输出端作为信号接收电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于，所述二阶滤波放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R6，P极经电阻R8后与放大器P2的负极输入端相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D2，正极与三极管VT1的基极相连接、负极与二极管D2的P极相连接的极性电容C4，P极经电阻R10后与放大器P2的正极输入端相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D3，正极经电阻R7后与三极管VT1的发射极相连接、负极与放大器P3的正极输入端相连接的极性电容C3，P极与放大器P3的输出端相连接、N极经电阻R9后与放大器P3的正极输入端相连接的二极管D4，负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R11后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C5，以及正极与放大器P3的正极输入端相连接、负极接地的极性电容C6组成；所述三极管VT1的集电极接地；所述放大器P2的输出端作为二阶滤波放大电路的输出端；所述放大器P3的负极输出端接地。

6.根据权利要求5所述的一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于，所述图像采集器为TR350型图像采集器。

7.根据权利要求6所述的一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于，所述亮度传感器为APDS-9002亮度传感器。

8.根据权利要求7所述的一种照明灯的高精度智能控制系统，其特征在于，所述转换芯片U为AD9834集成芯片。