CN210518955U - 灯具自动调光控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供灯具自动调光控制系统，包括灯具、灯具与控制模块、采集模块、亮度调节模块和继电器电连接，采集模块包括光照传感器模块、热释电红外传感器模块、微波传感器和心率传感器模块，在需要灯光补偿的情况下，灯具能够根据人员的进入和离开自动开关灯具，节省电能，在人员入睡期间，灯光随着睡眠的深入逐渐变暗，直至熄灭。
Description
技术领域
本实用新型涉及灯具自动调光领域，具体涉及灯具自动调光控制系统。
背景技术
现有技术中利用位移传感器或亮度传感器实现灯具的自动开关，但是识别方式过于单一且不精准，难以使灯具达到人走灯熄的状态，且不能伴随人员的入睡自动调暗灯光，造成电能浪费等问题。
中国专利CN206963129U“一种智能调节灯” 通过位移传感器检测人员接近或远离控制灯具的开启，当灯具开启后依据预设时间间隔继续检测是否有人在该区域活动，并判断是否继续点亮灯。但是该专利对于人体感应的方式过于单一，且不能根据需要调节灯具的亮度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供灯具自动调光控制系统，解决不同情形下灯具的自动调光问题。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：灯具自动调光控制系统，包括灯具、灯具与控制模块、采集模块、亮度调节模块和继电器电连接，采集模块包括光照传感器模块、热释电红外传感器模块、微波传感器和心率传感器模块；
所述光照传感器模块用于采集室内光照强度，所述热释电红外传感器模块用于人体红外辐射时产生的感应信号，所述微波传感器用于采集人在室内的活动情况，所述心率传感器模块用于采集人体心率数值；
所述控制模块用于接收光照传感器模块光照强度信号、热释电红外传感器模块的人体感应信号和微波传感器的人体活动信号来控制灯具开关；
还用于接收心率传感器模块的心率数值大小来控制灯具亮度、开关和报警。
优选的方案中，所述控制模块采用32位微控制器STM32F103C8T6 。
优选的方案中，所述光照传感器模块采用光敏电阻T5516。
优选的方案中，所述热释电红外传感器模块由菲涅尔透镜、热释电红外传感器和红外信号处理电路组成，菲涅尔透镜安装于热释电红外传感器RE46B前方；
热释电红外传感器模块用于形成强弱变化的脉冲信号，并将脉冲信号传送给红外信号处理电路的红外信号处理芯片BISS0001，红外信号处理芯片BISS0001用于将脉冲信号处理生成数字信号传送给控制模块。
优选的方案中，所述微波传感器采用CS-D3型微波传感器。
优选的方案中，所述心率传感器模块采用阿尔卑斯电气株式会社公司的非接触式呼吸/心率传感器。
优选的方案中，还包括电源模块，电源模块包括EMC滤波器、交直流电源芯片NA05-T2S05、稳压器AMS1117，所述EMC滤波器用于整流滤波，交直流电源芯片NA05-T2S05用于把220VAC转换成5VDC给热释电红外传感器模块、微波传感器模块以及心率传感器模块供电；
稳压器AMS1117用于把5VDC转换为3.3VDC给控制模块以及光照传感器模块供电。
优选的方案中，控制模块接收心率传感器模块的心率异常时，继电器间断接通和断开电路，灯光闪烁，进行示警。
本实用新型提供灯具自动调光控制系统，通过以上方案，通过在灯具上加设光照传感器、热释电红外传感器、微波传感器和心率传感器，在需要灯光补偿的情况下，灯具能够根据人员的进入和离开自动开关灯具，节省电能；并通过判断，在人员入睡期间，灯光随着睡眠的深入逐渐变暗，直至熄灭，特别适合于关灯后无法入睡的人群和不知不觉中入睡而忘记关灯的情况。有效避免了半夜起床时，看不见而发生的碰撞或者摔跤；睡眠时有其他人员进入室内，对睡眠中的人员进行提醒，有助于在发生恶性事件之前为准备防备措施提供时间，且在人员的心率异常时，灯光进行闪烁作为一种有效预警。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型中灯具开关三种模式示意图；
图3为本实用新型中模块连接示意图；
图4为本实用新型中控制模块与光照传感器模块连接示意图；
图5为本实用新型中控制模块与热释电红外传感器模块电路图；
图6为本实用新型中控制模块与微波传感器模块电路图；
图7为本实用新型中电源模块电路图。
其中：灯具1；控制模块2；采集模块3；光照传感器模块31；热释电红外传感器模块32；微波传感器33；心率传感器模块34；亮度调节模块4；继电器5；电源模块6。
具体实施方式
如图1~7，为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：灯具自动调光控制系统，包括灯具1、灯具1与控制模块2、采集模块3、亮度调节模块4和继电器5电连接，采集模块3包括光照传感器模块31、热释电红外传感器模块32、微波传感器33和心率传感器模块34，所述光照传感器模块31用于采集室内光照强度，所述热释电红外传感器模块32用于人体红外辐射时产生的感应信号，所述微波传感器33用于采集人在室内的活动情况，所述心率传感器模块34用于采集人体心率数值，所述控制模块2用于接收光照传感器模块31光照强度信号、热释电红外传感器模块32的人体感应信号和微波传感器33的人体活动信号来控制灯具开关，还用于接收心率传感器模块34的心率数值大小来控制亮度、开关和报警。由此方案，当光照传感器模块31所采集的光照强度低于预设值时，即确定为黑夜或者光照不充足，控制模块2开启热释电红外传感器模块32采集人体红外辐射时产生的感应信号；否则，控制模块2判定灯具为熄灯状态，控制继电器5断开电路，不进行灯光补偿，并重新开启光照传感器模块31采集室内光照强度，判断是否为黑夜或者光照不充足的情况。当热释电红外传感器模块32采集到人体红外辐射产生的感应信号时，即确定为室内存在使用者，控制模块2判定灯具为开灯状态，控制继电器5接通电路，进行灯光补偿，并开启微波传感器33采集人体移动的位置信号；否则控制模块2判定灯具为熄灯状态，控制继电器5断开电路，不进行灯光补偿，并重新开启光照传感器模块31采集室内光照强度，判断是否为黑夜或者光照不充足的情况。当微波传感器模块33固定时间内采集到人体位置信号不同时，即确定为使用者是运动状态，控制模块2重新开启光照传感器模块32采集室内光照强度，判断是否为黑夜或者光照不充足的情况，排除使用者临时进入房间后继而离开房间；否则，控制模块2开启心率传感器模块34采集使用者心率。当心率传感器检测到使用者心率大于110次/分钟或者小于30次/分钟时，即确定为使用者心率异常，控制模块2判定灯具为报警状态，控制继电器5间断接通和断开电路，灯光闪烁，进行示警，重新开启微波传感器模块33采集人体移动的位置信号，判断使用者是否为运动状态；当心率传感器检测到使用者心率小于110次/分钟且大于70次/分钟时，即确定为使用者仅为静止状态而并未入睡，控制模块2判定灯具为开灯状态，控制继电器5接通电路，进行灯光补偿，重新开启微波传感器模块33采集人体移动的位置信号，判断使用者是否为运动状态。当心率传感器检测到使用者心率小于70次/分钟且大于30次/分钟时，即确定为使用者准备进入睡眠，控制模块2判定灯具为智能调节状态，控制亮度调节模块2通过亮度调节模块4对灯具进行亮度调节，亮度随心率变化，并重新开启心率传感器模块34采集使用者心率，判断使用者心率是否小于70次/分钟且大于30次/分钟，防止使用者睡眠时心率异常。当心率传感器检测到使用者心率小于70次/分钟且大于30次/分钟时，即确定为使用者安全，控制模块2重新开启微波传感器模块33采集人体移动的位置信号，判断使用者是否静止，使使用者苏醒后灯具能及时进行灯光补偿；否则控制模块2重新开启心率传感器模块34采集使用者心率，根据心率进行相应区间的灯光控制。当微波传感器模块33固定时间内采集到人体位置信号不同时，即确定为使用者苏醒，控制模块2重新开启光照传感器模块31采集室内光照强度，判断是否为黑夜或者光照不充足的情况；否则，控制模块2继续控制亮度调节模块4对灯具进行亮度调节，随心率进行变化。
优选的方案中，所述控制模块2采用32位微控制器STM32F103C8T6 ，内部集成有高速A/D转换器。
优选的方案中，所述光照传感器模块31采用光敏电阻T5516，白天或者光线充足时，电阻变大，起到断开电路的作用，而夜晚或者光线昏暗时，电阻变小，起到接通电路的作用。
优选的方案中，所述热释电红外传感器模块32由菲涅尔透镜、热释电红外传感器和红外信号处理电路组成，菲涅尔透镜安装于热释电红外传感器RE46B前方，热释电红外传感器模块32用于形成强弱变化的脉冲信号，并将脉冲信号传送给红外信号处理电路的红外信号处理芯片BISS0001，红外信号处理芯片BISS0001用于将脉冲信号处理生成数字信号传送给控制模块2。由此方案，菲涅尔透镜安装于热释电红外传感器RE46B前方，产生一个交替变化的盲区和高灵敏区，当有人在检测区域时，人体发出的红外线将交替从盲区进入高灵敏区，实现对室内是否存在人体进行判断。
优选的方案中，所述微波传感器33采用CS-D3型微波传感器，工作于C波段的国际通用频率，在天线正前方120°范围内灵敏度很高。通过多普勒原理用于检测移动人体信号，由发射天线发出的微波，遇到被测物体时将被吸收或反射，使功率发生变化。微波传感器将信号传送给运放电路，由LMV772运算放大器和外围的R,C元件组成信号放大电路。在检测区域内，没有人体移动时，微波传感器只有微弱的噪声信号传送到运放电路。
优选的方案中，所述心率传感器模块34采用阿尔卑斯电气株式会社公司的非接触式呼吸/心率传感器，使用多普勒原理，发送电波与从对象物反射回来的电波进行比较，检测对象物的动作，测量2.4GHz频带无线电波变化量。
优选的方案中，还包括电源模块6，电源模块包括EMC滤波器、交直流电源芯片NA05-T2S05、稳压器AMS1117，所述EMC滤波器用于整流滤波，交直流电源芯片NA05-T2S05用于把220VAC转换成5VDC给热释电红外传感器模块32、微波传感器模块33以及心率传感器模块34供电，稳压器AMS1117用于把5VDC转换为3.3VDC给控制模块以及光照传感器模块供电，电源模块6对电压进行转换，实现对不同模块的供电。
优选的方案中，控制模块2接收心率传感器模块34的心率数值大于110次/分钟或者小于30次/分钟，继电器5间断接通和断开电路，灯光闪烁，进行示警，在人员的心率异常时，第一时间发出预警，争取抢救时间。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.灯具自动调光控制系统，其特征是：包括灯具（1），灯具（1）与控制模块（2）、采集模块（3）、亮度调节模块（4）和继电器（5）电连接，采集模块（3）包括光照传感器模块（31）、热释电红外传感器模块（32）、微波传感器（33）和心率传感器模块（34）；
所述光照传感器模块（31）用于采集室内光照强度，所述热释电红外传感器模块（32）用于人体红外辐射时产生的感应信号，所述微波传感器（33）用于采集人在室内的活动情况，所述心率传感器模块（34）用于采集人体心率数值；
所述控制模块（2）用于接收光照传感器模块（31）光照强度信号、热释电红外传感器模块（32）的人体感应信号和微波传感器（33）的人体活动信号来控制灯具开关；
还用于接收心率传感器模块（34）的心率数值大小来控制灯具亮度、开关和报警。
2.根据权利要求1所述的灯具自动调光控制系统，其特征是：所述控制模块（2）采用32位微控制器STM32F103C8T6 。
3.根据权利要求1所述的灯具自动调光控制系统，其特征是：所述光照传感器模块（31）采用光敏电阻T5516。
4.根据权利要求1所述的灯具自动调光控制系统，其特征是：所述热释电红外传感器模块（32）由菲涅尔透镜、热释电红外传感器和红外信号处理电路组成，菲涅尔透镜安装于热释电红外传感器RE46B前方；
热释电红外传感器模块（32）用于形成强弱变化的脉冲信号，并将脉冲信号传送给红外信号处理电路的红外信号处理芯片BISS0001，红外信号处理芯片BISS0001用于将脉冲信号处理生成数字信号传送给控制模块（2）。
5.根据权利要求1所述的灯具自动调光控制系统，其特征是：所述微波传感器（33）采用CS-D3型微波传感器。
6.根据权利要求1所述的灯具自动调光控制系统，其特征是：所述心率传感器模块（34）采用阿尔卑斯电气株式会社公司的非接触式呼吸/心率传感器。
7.根据权利要求1~6任一项所述的灯具自动调光控制系统，其特征是：还包括电源模块（6），电源模块包括EMC滤波器、交直流电源芯片NA05-T2S05、稳压器AMS1117，所述EMC滤波器用于整流滤波，交直流电源芯片NA05-T2S05用于把220VAC转换成5VDC给热释电红外传感器模块（32）、微波传感器（33）以及心率传感器模块（34）供电；
稳压器AMS1117用于把5VDC转换为3.3VDC给控制模块以及光照传感器模块供电。
8.根据权利要求1所述的灯具自动调光控制系统，其特征是：控制模块（2）接收心率传感器模块（34）的心率异常时，继电器（5）间断接通和断开电路，灯光闪烁，进行示警。
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|---|---|---|---|---|
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