CN206442562U - 一种智能化楼宇照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化楼宇照明系统，包括信息采集模块、信息处理模块、照明灯亮度控制模块，报警模块和应急灯开关控制模块，所述信息采集模块包括红外线传感器电路和光照度传感器电路，所述红外线传感器电路包括红外线传感器和电阻R1,红外线传感器的D脚连接第二稳压模块的输出端，G脚接地，S脚通过电阻R1接地，并输出信号至信息处理模块，所述光照度传感器电路包括光照度传感器和电阻R10，光照度传感器的1脚连接第二稳压模块的输出端，光照度传感器的2脚连接信号处理模块，并通过电阻R10接地。同时采用红外线传感器与光照度传感器检测，只有检测到有人通过并且光照度不足的时候，才会启动照明灯，因此减少了电能的浪费。

Description

一种智能化楼宇照明系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，具体的说，是一种智能化楼宇照明系统。

背景技术

现有技术中，楼道的照明灯通常采用声音传感器或者红外线传感器检测是否有人进入楼道，并将检测结果传输给控制系统，由控制系统来判断是否开启照明灯，采用声音传感器检测时，当人通过楼道时，为了被照明系统识别，通常需要发出声响，当声控系统检测灵敏度不高时，需要发出较大的声音才能被识别，给周围的住户造成干扰。采用红外线检测时，虽然避免了对周围住户的影响，但是，在可见光较强的时段，楼道的光照度足够时，红外线传感器检测到有人通过时，仍然会开启照明灯，因此造成了电能的浪费。

申请号为201610704353.9，名称为一种基于传感技术的楼道照明自控系统的中国发明专利申请公开了一种基于传感技术的楼道照明自控系统，包括第一红外线感应器、第二红外线感应器、模数转换模块、中央处理器、开关控制模块、照明系统、时钟模块；第一红外线感应器设于室内门上方，用于感应是否有人由室内进入楼道，并输出第一感应模拟信号；第二红外线感应器设于每条楼道两端，用于感应所述第二红外线感应器所在区域是否有人进入，并输出第二感应模拟信号。本发明通过第一红外线感应器、第二红外线感应器的巧妙结合，将人的红外感应信息通过中央处理器处理后形成对照明系统的智能化控制，能够控制楼道照明系统进行智能化开启和关闭，极大的节约了电力资源，减少了人力劳动资源的投入，智能化程度高，实用性强。

以上现有技术，在可见光较强的时段，楼道的光照度足够时，检测系统检测到有人通过时，照明灯仍然被开启，因此造成了电能浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能化楼宇照明系统，用于解决在楼道的光照度足够时，检测系统检测到有人通过时，照明灯仍然被开启造成电能浪费的问题。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案实现：

一种智能化楼宇照明系统，包括信息采集模块、信息处理模块、照明灯亮度控制模块，报警模块和应急灯开关控制模块，所述信息采集模块包括第一稳压模块、第二稳压模块、红外线传感器电路和光照度传感器电路，所述照明灯亮度控制模块由第二处理器和亮度调节电路构成，所述第二处理器用于接收信息处理模块输入的控制信号并输出驱动信号至亮度调节电路，所述红外线传感器电路包括红外线传感器和电阻R1,红外线传感器的D脚连接第二稳压模块的输出端，红外线传感器的G脚接地，红外线传感器的S脚通过电阻R1接地，并输出信号至信息处理模块，所述光照度传感器电路包括光照度传感器和电阻R10，光照度传感器的1脚连接第二稳压模块的输出端，光照度传感器的2脚连接信号处理模块，并通过电阻R10接地。

为了调节照明灯在不同光照度时的亮度，所述亮度调节电路包括继电器K2，继电器K2的第一端与单向可控硅SCR的阳极和电阻R12的第一端连接，继电器K2的第二端与第一稳压模块的输出端连接，所述单向可控硅SCR的阴极与电阻R11的第一端连接，电阻R11的第二端与发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3的阳极连接，发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3的阴极接地，单向可控硅SCR的门极通过电容C11与继电器K1的第一端连接，继电器K1的第二端通过电阻R12的第二端连接，继电器K1的第三端和继电器K2的第三端分别与第二处理器的输入输出端口P1.0和输入输出端口P1.1连接，继电器K1的第四端和继电器K2的第四端接地，所述亮度调节电路有多组，每组独立的与第二处理器电连接。

为了调节照明灯在不同光照度时的亮度，进一步的，所述亮度调节电路包含交流电接口, 交流电接口的1脚连接继电器K3的第一端，继电器K3的第二端连接双向可控硅TRIAC的第一端子、电阻R20和电阻R21的第一端，继电器K3的第三端连接第二处理器的输入输出端口P2.1，S所述电阻R20的第二端通过电容C12连接灯泡LAMP的第一端，灯泡LAMP的第二端与交流电接口的2脚连接，双向可控硅TRIAC的第二端子与灯泡LAMP的第一端连接，双向可控硅TRIAC的控制极连接光电耦合器OC的2脚，光电耦合器OC的1脚通过串联的电阻R15和电阻R21连接到双向可控硅TRIAC的第一端子，电阻R15和电阻R21之间的节点和灯泡LAMP之间串联电容C13，光电耦合器OC的3脚通过电阻R16连接+5V直流电压，光电耦合器OC的4脚连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，发射极与基极之间连接电阻R18，基极通过电阻R17与第二处理器的输入输出端口P2.0连接。

为了能够识别并分析处理信息采集模块采集的输入信号，所述信号处理模块包括信号放大电路、模数转换器和用于分析并判断是否需要亮度调节的第一处理器。

为了放大信息采集模块的输入信号，所述信号放大电路包括一级放大电路和二级放大电路，所述一级放大电路包括与第一稳压模块的输出端连接的电阻R3，电阻R3的第一端与电阻R2的第一端、电容C2的第一端和三极管Q1的集电极连接，电阻R2的第二端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，电容C2的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端输入至二级放大电路，所述二级放大电路包括与第一稳压模块的输出端连接的电阻R5，电阻R5通过电阻R6接地，电阻R5与电阻R6之间的节点A与电阻R4的第二端连接，并连接到运算放大器OP的正向输入端，运算放大器OP的反向输入端连接电阻R7、电阻R8和电容C4的第一端，电阻R7的第二端通过电容C4接地，电阻R8、电容C4的第二端连接运算放大器OP的输出端，运算放大器OP的输出端通过滤波电容C5连接模数转换器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）信息采集模块采用红外线传感器和光照度传感器来分别检测是否有人通过楼道和楼道当前的光照度，采用这样的方式，只有在检测到有人通过并且光照度不足的时候，才会启动照明灯，因此减少了电能的浪费。

（2）照明灯控制模块采用处理器控制亮度调节电路的通断，来分别控制多组照明灯的亮灭，实现照明灯亮度的调节，可以在光照度不足时，自动调节照明灯的亮度，节省了电能。进一步的，亮度调节电路通过可控硅来的通断来调节流经照明灯的电流，从而调节照明灯的亮度，实用电器元件较少，电路结构更加简单。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图；

图2为红外线传感器电路的原理图；

图3为信号放大电路的原理图；

图4为光照度传感器电路的原理图；

图5为第二稳压模块的电路原理图；

图6为模数转换器的原理图；

图7为第一处理器的原理图；

图8为第二处理器的原理图；

图9为第一处理器和第二处理器的复位电路原理图；

图10为第一处理器和第二处理器的晶振电路原理图；

图11为亮度调节电路中第一种实施方式的原理图；

图12为亮度调节电路中第二种实施方式的原理图；

其中 U1-模数转换器；U2-第一处理器；U3-第二处理器；U4-三端稳压器；U5-光照度传感器；U6-红外线传感器；J1-交流电接口；A-节点。

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1：

在对本实用新型具体实施例阐述之前，首先对文中名词及电路连接符号给予说明：

照度，单位被照面上接收到的光通量成为照度，单位为勒克斯（lx）；

电路原理图中如模数转换器U1的引脚上标注的ST与第一处理器U2引脚上的标注的ST仅表明这两个引脚是连接在一起的，其他此类标注同理。

结合附图1-10所示，一种智能化楼宇照明系统，包括信息采集模块、信息处理模块、照明灯亮度控制模块，报警模块和应急灯开关控制模块，所述信息采集模块包括第一稳压模块、第二稳压模块、红外线传感器电路和光照度传感器电路，所述照明灯亮度控制模块由第二处理器U3和亮度调节电路构成，所述第二处理器U3用于接收信息处理模块输入的控制信号并输出驱动信号至亮度调节电路，所述红外线传感器电路包括红外线传感器U6和电阻R1,红外线传感器U6的D脚连接第二稳压模块的输出端，红外线传感器U6的G脚接地，红外线传感器U6的S脚通过电阻R1接地，并输出信号至信息处理模块，所述光照度传感器电路包括光照度传感器U5和电阻R10，光照度传感器U5的1脚连接第二稳压模块的输出端，光照度传感器U5的2脚连接信号处理模块，并通过电阻R10接地。

工作原理：

所述信息采集模块中第一稳压模块用于将交流电转变为直流电，给第二稳压模块提供输入电压和为信息处理模块提供工作电压，所述第二稳压模块用于将第一稳压模块进一步降压，为红外线传感器U6和光照度传感器U5提供工作电压，红外线传感器U6和光照度传感器U5能够正常工作。当红外线传感器U6检测楼道有人通过时，红外线传感器U6的S脚输出电流信号至信息处理模块，信息处理模块接收到信号时判断此时有人通过楼道，并将光照度传感器输入的光照度信息进行分析判断，如果楼道的光照度大于30lx,信息处理模块不输出控制信号，照明灯亮度控制模块不做任何动作；如果楼道的光照度小于20lx，需要开启照明灯时，信息处理模块将控制信号输入照明灯亮度控制模块，照明灯亮度控制模块中的第二处理器U3接收到控制信号时，输出控制信号至亮度调节电路，控制照明灯的开启；如果楼道的20lx≤光照度≤30lx之间时，信息处理模块将控制信号输入照明灯亮度控制模块，照明灯亮度控制模块中的第二处理器U3接收到控制信号时，驱动亮度调节电路，控制照明灯的开启并进行亮度的调节，当照明灯开启后持续20秒，第二处理器U3复位，关闭照明灯。如果信息处理模块发出控制信息后5秒内，光照度传感器U5采集的光照度没有F发生改变，则默认照明灯损坏，启动报警模块和应急灯开关控制模块。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合附图1-11所示，为了调整照明灯在不同光照度时的亮度，所述亮度调节电路包括继电器K2，继电器K2的第一端与单向可控硅SCR的阳极和电阻R12的第一端连接，继电器K2的第二端与第一稳压模块的输出端连接，所述单向可控硅SCR的阴极与电阻R11的第一端连接，电阻R11的第二端与发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3的阳极连接，发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3的阴极接地，单向可控硅SCR的门极通过电容C11与继电器K1的第一端连接，继电器K1的第二端通过电阻R12的第二端连接，继电器K1的第三端和继电器K2的第三端分别与第二处理器U3的输入输出端口P1.0和输入输出端口P1.1连接，继电器K1的第四端和继电器K2的第四端接地，所述亮度调节电路有多组，每组独立的与第二处理器U3电连接。

工作原理：

当照明灯亮度控制模块接收到信息处理模块输入的开启照明灯的控制信号时，第二处理器U3的输入输出端口P1.1输出高电平至继电器K2的第三端，触发继电器K2吸合，单向可控硅SCR的阳极与阴极之间形成正向电压，第二处理器U3的输入输出端口P1.0输出高电平至继电器K1的第三端，触发继电器K1吸合，单向可控硅SCR的门极输入触发电压，此时单向可控硅SCR导通，与单向可控硅SCR串联的发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3被开启。上述亮度调节电路有多组，分别由第二处理器U3不同的输入输出端口驱动，因此可以根据需求开启一组或多组照明灯，来满足楼道照明的需要。

实施例3：

在实施例1的基础上，结合附图1-12所示，所述亮度调节电路包含交流电接口J1,交流电接口J1的1脚连接继电器K3的第一端，继电器K3的第二端连接双向可控硅TRIAC的第一端子、电阻R20和电阻R21的第一端，继电器K3的第三端连接第二处理器U3的输入输出端口P2.1，S所述电阻R20的第二端通过电容C12连接灯泡LAMP的第一端，灯泡LAMP的第二端与交流电接口J1的2脚连接，双向可控硅TRIAC的第二端子与灯泡LAMP的第一端连接，双向可控硅TRIAC的控制极连接光电耦合器OC的2脚，光电耦合器OC的1脚通过串联的电阻R15和电阻R21连接到双向可控硅TRIAC的第一端子，电阻R15和电阻R21之间的节点和灯泡LAMP之间串联电容C13，光电耦合器OC的3脚通过电阻R16连接+5V直流电压，光电耦合器OC的4脚连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，发射极与基极之间连接电阻R18，基极通过电阻R17与第二处理器U3的输入输出端口P2.0连接。

工作原理：

当第二处理器U3接收到信息处理模块的第一处理器U2输入的调节照明灯亮度的控制信号时，第二处理器U3调用内部程序，将输入输出端口P2.1置为高电平，继电器K3吸合，灯泡LAMP与交流电接口 J1之间形成回路，灯泡LAMP开启，此时光照度传感器U5采集此时的光照度的数值，并经过信息处理模块分析处理后，若20lx≤ 光照度≤30lx，第一处理器U2向第二处理器U3发出调节照明灯亮度的控制信号，第二处理器U3调压内部程序，将输入输出端口P2.0置为高电平，三极管Q2导通，光电耦合器OC的发光二极管导通发光，光电耦合器OC的受光器接收光照后产生了光电效应而产生了光电流，由受光器输出端输出至双向可控硅TRIAC的控制极，双向可控硅TRIAC导通，从而增大流经灯泡LAMP的电流，达到增加灯泡LAMP的亮度的目的。

实施例4：

在实施例1的基础上，结合附图1-7所示，所述信号处理模块包括信号放大电路、模数转换器U1和用于分析并判断是否需要亮度调节的第一处理器U2。信号放大电路将信息采集模块中的红外线传感器U6和光照传感器U5采集的信号放大，经过模数转换器U1转换成数字信号并输入至第一处理器U2，并根据输入的信号判断是否有人经过楼道，当有人经过楼道且当前光照度不足时，输出开启照明灯的控制信号至照明灯亮度控制模块。

实施例5：

在实施例4的基础上，结合附图1-7所示，所述信号放大电路包括一级放大电路和二级放大电路，所述一级放大电路包括与第一稳压模块的输出端连接的电阻R3，电阻R3的第一端与电阻R2的第一端、电容C2的第一端和三极管Q1的集电极连接，电阻R2的第二端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，电容C2的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端输入至二级放大电路，所述二级放大电路包括与第一稳压模块的输出端连接的电阻R5，电阻R5通过电阻R6接地，电阻R5与电阻R6之间的节点A与电阻R4的第二端连接，并连接到运算放大器OP的正向输入端，运算放大器OP的反向输入端连接电阻R7、电阻R8和电容C4的第一端，电阻R7的第二端通过电容C4接地，电阻R8、电容C4的第二端连接运算放大器OP的输出端，运算放大器OP的输出端通过滤波电容C5连接到模数转换器U1。这样的电路结构，实现了将采集到的微弱的红外线信号放大、模数转换后输入信息处理模块中的第一处理器U2。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能化楼宇照明系统，包括信息采集模块、信息处理模块、照明灯亮度控制模块，报警模块和应急灯开关控制模块，所述信息采集模块包括第一稳压模块、第二稳压模块、红外线传感器电路和光照度传感器电路，所述照明灯亮度控制模块由第二处理器（U3）和亮度调节电路构成，所述第二处理器（U3）用于接收信息处理模块输入的控制信号并输出驱动信号至亮度调节电路，其特征在于：所述红外线传感器电路包括红外线传感器（U6）和电阻R1,红外线传感器（U6）的D脚连接第二稳压模块的输出端，红外线传感器（U6）的G脚接地，红外线传感器（U6）的S脚通过电阻R1接地，并输出信号至信息处理模块，所述光照度传感器电路包括光照度传感器（U5）和电阻R10，光照度传感器（U5）的1脚连接第二稳压模块的输出端，光照度传感器（U5）的2脚连接信号处理模块，并通过电阻R10接地。

2.根据权利要求1所述的一种智能化楼宇照明系统，其特征在于：所述亮度调节电路包括继电器K2，继电器K2的第一端与单向可控硅SCR的阳极和电阻R12的第一端连接，继电器K2的第二端与第一稳压模块的输出端连接，所述单向可控硅SCR的阴极与电阻R11的第一端连接，电阻R11的第二端与发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3的阳极连接，发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3的阴极接地，单向可控硅SCR的门极通过电容C11与继电器K1的第一端连接，继电器K1的第二端通过电阻R12的第二端连接，继电器K1的第三端和继电器K2的第三端分别与第二处理器（U3）的输入输出端口P1.0和输入输出端口P1.1连接，继电器K1的第四端和继电器K2的第四端接地，所述亮度调节电路有多组，每组独立的与第二处理器（U3）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能化楼宇照明系统，其特征在于：所述亮度调节电路包含交流电接口（J1）, 交流电接口（J1）的1脚连接继电器K3的第一端，继电器K3的第二端连接双向可控硅TRIAC的第一端子、电阻R20和电阻R21的第一端，继电器K3的第三端连接第二处理器（U3）的输入输出端口P2.1，S所述电阻R20的第二端通过电容C12连接灯泡LAMP的第一端，灯泡LAMP的第二端与交流电接口（J1）的2脚连接，双向可控硅TRIAC的第二端子与灯泡LAMP的第一端连接，双向可控硅TRIAC的控制极连接光电耦合器OC的2脚，光电耦合器OC的1脚通过串联的电阻R15和电阻R21连接到双向可控硅TRIAC的第一端子，电阻R15和电阻R21之间的节点和灯泡LAMP之间串联电容C13，光电耦合器OC的3脚通过电阻R16连接+5V直流电压，光电耦合器OC的4脚连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，发射极与基极之间连接电阻R18，基极通过电阻R17与第二处理器（U3）的输入输出端口P2.0连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能化楼宇照明系统，其特征在于：所述信号处理模块包括信号放大电路、模数转换器（U1）和用于分析并判断是否需要亮度调节的第一处理器（U2）。

5.根据权利要求4所述的一种智能化楼宇照明系统，其特征在于：所述信号放大电路包括一级放大电路和二级放大电路，所述一级放大电路包括与第一稳压模块的输出端连接的电阻R3，电阻R3的第一端与电阻R2的第一端、电容C2的第一端和三极管Q1的集电极连接，电阻R2的第二端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，电容C2的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端输入至二级放大电路，所述二级放大电路包括与第一稳压模块的输出端连接的电阻R5，电阻R5通过电阻R6接地，电阻R5与电阻R6之间的节点A与电阻R4的第二端连接，并连接到运算放大器OP的正向输入端，运算放大器OP的反向输入端连接电阻R7、电阻R8和电容C4的第一端，电阻R7的第二端通过电容C4接地，电阻R8、电容C4的第二端连接运算放大器OP的输出端，运算放大器OP的输出端通过滤波电容C5连接模数转换器（U1）。