CN206807826U - 一种智能灯光控制系统 - Google Patents

Abstract

一种智能灯光控制系统，属于智能家具技术领域。本实用新型包括光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块、电源模块和灯具；光照采集模块依次经主控模块、驱动模块连接灯具；主控模块经通信模块与移动终端连接；电源模块分别与光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块连接；其中，驱动模块包括驱动芯片、第一电容、第二电容、第一电感、稳压管；主控模块输出PWM信号至驱动芯片的亮度控制端；驱动芯片的输出端经第一电感连接灯具的阴极，驱动芯片的输出端经稳压管分别连接灯具的阳极和驱动芯片的输入端；驱动芯片的电源端经第二电容接地；驱动芯片的输入端经第一电容接地。本实用新型结构简单，适应不同照明需求，信号传输稳定，功能多样化。

Description

一种智能灯光控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能家具技术领域，尤其涉及一种智能灯光控制系统。

背景技术

节约能源的理念越来越普及，灯光照明作为日常生活使用最为普遍的技术，其电能消耗相当大。除了合理使用灯光照明，还可以使用降低照明灯具功耗的方法达到节约能源的目的。

目前的灯光照明控制系统，主要包括以下几种：

传统灯光照明控制系统：传统照明灯光照明采用白炽灯灯具，白炽灯光照明采用的是物理按键开关，以恒定电压提供恒定亮度。照明灯具的开关、维修都需要人工手动进行。而且，白炽灯灯具的功耗大，性能差，寿命短、频繁开关易损坏。白炽灯常以220V电压直接供电，维护过程中容易造成意外伤害，且白炽灯长时间照明其照明效果会降低。

现有智能灯光照明控制系统：需要人工手动选择工作模式，灯光亮度调节多采用按键方式，需要人为手动调节。采用光敏电阻测光，受环境温湿度影响大且缺乏稳定性。无线控制大多采用红外传输，其控制信号的发射的角度和距离会受到很大限制。红外信号易受光线和电磁干扰大，信号传输不稳定。

综上所述，传统灯光照明控制系统功能比较单一、功耗大、易损坏；现有智能灯控系统也同样存在不稳定的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，适应不同照明需求，信号传输稳定，功能多样化的智能灯光控制系统。

本实用新型提供一种智能灯光控制系统，包括光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块、电源模块和灯具；所述光照采集模块依次经所述主控模块、所述驱动模块连接所述灯具；所述主控模块经所述通信模块与移动终端连接；所述电源模块分别与所述光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块连接；其中，所述驱动模块包括驱动芯片、第一电容、第二电容、第一电感、稳压管；所述主控模块输出PWM信号至所述驱动芯片的亮度控制端；所述驱动芯片的输出端经所述第一电感连接灯具的阴极，所述驱动芯片的输出端经所述稳压管分别连接所述灯具的阳极和所述驱动芯片的输入端；所述驱动芯片的电源端经所述第二电容接地；所述驱动芯片的输入端经所述第一电容接地。

该智能灯光控制系统，通过光照采集模块采集环境的光照信息并送入主控模块，所述主控模块根据光照信息值确定灯具，如LED灯所需要的电流值，通过调整输出的PWM信号，包括调整PWM频率和占空比，来调整灯具明亮程度。用户可通过移动终端与该系统通信控制。

作为优选，所述光照采集模块包括照度传感器。

作为优选，所述主控模块包括输出PWM信号的主控芯片及其外围电路。

作为优选，所述主控模块包括主控芯片、与所述主控芯片连接的PWM电路。

作为优选，还包括与所述主控模块连接的语音识别模块，所述语音识别模块包括语音识别芯片及其外围电路。

作为优选，所述通信模块为蓝牙传输模块。

作为优选，所述灯具包括多个LED灯。

作为优选，所述灯具包括一组冷光灯、一组暖光灯、以及切换冷光灯和暖光灯的继电器。

作为优选，所述电源模块包括驱动供电电路，以及分别与所述光照采集模块、所述主控模块连接的降压供电电路；所述驱动供电电路连接所述降压供电电路。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型一种智能灯光控制系统，成本低廉、结构简单、稳定性好，可以方便地控制照明灯具；安装简易使用方便。该系统针对照明的不同使用需求和使用场景，可实现灯光亮度自适应、语音无线控制灯具、灯光模式选择等。

附图说明

图1为本实用新型一种智能灯光控制系统框图；

图2为图1中的驱动模块的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1，本实用新型一种智能灯光控制系统，包括光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块、电源模块和灯具。所述光照采集模块依次经所述主控模块、所述驱动模块连接所述灯具，所述主控模块经所述通信模块与移动终端连接，所述移动终端可以是手机客户端。所述电源模块分别与所述光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块连接。该系统通过光照采集模块采集光照信息，主控模块根据光照信息确定灯具电流值，通过调整输出PWM频率和占空比的形式进行调整输出，根据环境光照需要来适应性调整灯具明亮程度。移动终端与该系统通信，实现终端便捷调光控制。

所述光照采集模块包括照度传感器。所述照度传感器的输出端使用有线与主控模块的输入端相连，如采用I2C通信方式。所述照度传感器采用BH1750FV1芯片，它将光照信息直接转换成对应光照的数字值，并通过I2C通信方式将光照强度数值传送给主控模块。所述照度传感器可以有多个，分布在不同环境下进行光照采集。

如图2，所述驱动模块包括驱动芯片、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、稳压管D1、第一电阻R1、第二电阻R2。所述主控模块输出PWM信号至所述驱动芯片的DIM亮度控制端。所述驱动芯片的LX输出端经所述第一电感L1连接灯具的阴极，所述驱动芯片的LX输出端经所述稳压管D1分别连接所述灯具的阳极和所述驱动芯片的VIN输入端。所述驱动芯片的VCC电源端经所述第二电容C2接地。所述驱动芯片的输入端经所述第一电容C1接地。所述驱动芯片的ISNS端经第二电阻R2接地，所述驱动芯片的FS端经第一电阻R1接地。其中，所述驱动芯片采用LM3407，它是恒流输出浮动buck开关转换器，具有宽输入电压范围和较低的反馈电流参考电压，其输入电压范围在4.5V~30V，调光范围在0~100%。输出电压可通过控制DIM引脚输入的PWM占空比实现连续调节的功能。

所述主控模块包括输出PWM信号的主控芯片及其外围电路。该主控芯片可以是Cortex-M4，其具有PWM端口。或者，所述主控模块包括主控芯片、与所述主控芯片连接的PWM电路。当主控芯片接收到PWM调整指令时，启动PWM电路进行频率、占空比的调整。所述PWM电路包括振荡器、RS触发器、非门、与门；利用振荡器产生时钟信号并发送给RS触发器。非门接收振荡器的时钟信号输入，将输入的振荡器的时钟信号反相后输出给与门。与门接收RS触发器的输出信号和非门的输出信号的输入，并将RS触发器的输出信号和非门的输出信号的逻辑与结果输出PWM信号。

所述通信模块为蓝牙传输模块。所述蓝牙传输模块的输出端通过有线与主控模块UART端口连接。所述蓝牙传输模块采用HC-05蓝牙模块，通过手机串口向HC05蓝牙模块传送指令信息，再由HC-05蓝牙模块的输出端向主控模块输送指令。该通信模块不限于蓝牙传输模块，还可采用WIFI传输等方式。

所述灯具包括多个LED灯。为适应不同光照情况，本系统提供了灯光自适应功能，根据采集的光照值来确定主控模块输出的PWM占空比，控制输出电压值调整灯具产生合适亮度，在自然状态下光照采集模块、主控模块、驱动模块同时工作，根据光照值自动调节灯光亮度达到灯光自适应。

本系统还提供了灯光模式选择。进一步将灯具分为一组冷光灯和一组暖光灯，以及继电器。为适应不同应用场景，安装冷暖灯具，使用继电器作为中继开关。当接到冷暖灯调节的指令后，主控模块经驱动模块控制继电器开合实现冷暖灯光模式转换。

本实用新型智能灯光控制系统还包括与所述主控模块连接的语音识别模块。所述语音识别模块包括语音识别芯片及其外围电路。所述语音识别模块采用LD3320芯片，基于非特定人声语音识别技术。当用户说出语音内容或关键词匹配成功则执行关键词相对应操作。

所述电源模块包括驱动供电电路，以及分别与所述光照采集模块、所述主控模块连接的降压供电电路。所述驱动供电电路连接所述降压供电电路。所述驱动供电电路采用输出供电电源为12V的直流电源电路，用以供给驱动模块。所述驱动供电电路提供12V电压给所述降压供电电路，该降压供电电路包括变压器，输出5V电压给光照采集模块、主控模块、通信模块等。

本系统光照采集模块，如照度传感器将光照信息直接转换成对应光照的数字值，并通过I2C通信方式将光照强度数值传送给主控模块，如Cortex-M4控制器。Cortex-M4控制器根据照度数字值确定应输出的PWM信号，再由PWM信号控制下的LED驱动输出额定电流，使LED灯具产生相应亮度。此流程处在无线循环状态下，根据实时获取的光照值，实时调整LED灯具的亮度，达到灯光自适应效果。蓝牙传输模块、语音识别模块的设置旨在于当接收移动终端的开关灯、模式选择等指令信息时，将指令传送给主控模块，主控模块产生中断，执行中断服务操作。

上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种智能灯光控制系统，其特征在于，包括光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块、电源模块和灯具；所述光照采集模块依次经所述主控模块、所述驱动模块连接所述灯具；所述主控模块经所述通信模块与移动终端连接；所述电源模块分别与所述光照采集模块、驱动模块、主控模块、通信模块连接；其中，所述驱动模块包括驱动芯片、第一电容、第二电容、第一电感、稳压管；所述主控模块输出PWM信号至所述驱动芯片的亮度控制端；所述驱动芯片的输出端经所述第一电感连接灯具的阴极，所述驱动芯片的输出端经所述稳压管分别连接所述灯具的阳极和所述驱动芯片的输入端；所述驱动芯片的电源端经所述第二电容接地；所述驱动芯片的输入端经所述第一电容接地。

2.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述光照采集模块包括照度传感器。

3.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述主控模块包括输出PWM信号的主控芯片及其外围电路。

4.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片、与所述主控芯片连接的PWM电路。

5.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的语音识别模块，所述语音识别模块包括语音识别芯片及其外围电路。

6.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述通信模块为蓝牙传输模块。

7.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述灯具包括多个LED灯。

8.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述灯具包括一组冷光灯、一组暖光灯、以及切换冷光灯和暖光灯的继电器。

9.根据权利要求1所述的智能灯光控制系统，其特征在于，所述电源模块包括驱动供电电路，以及分别与所述光照采集模块、所述主控模块连接的降压供电电路；所述驱动供电电路连接所述降压供电电路。