CN210899772U - 一种智能感应起夜灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能感应起夜灯，包括：压力感应模块、红外感应模块、核心处理模块以及发光电路；压力感应模块包括压力传感器及与压力传感器相连的模数转换器；红外感应模块包括热释电红外传感器和放大电路；核心处理器用于接收、处理压力采集模块和红外感应模块的信息，并向发光电路发出控制指令；发光电路与核心处理模块电连接，用于响应核心处理模块的控制指令发光。本实用新型的智能感应起夜灯结构简单、性能稳定，实用性高；可根据不同的状况，依靠两种传感器来改变所需的灯泡发光时间以及发光的亮度，方便且适用性广。

Description

一种智能感应起夜灯

技术领域

本实用新型涉及智能照明，具体涉及一种智能感应起夜灯。

背景技术

随着科技的发展，人们对生活设备的功能需求越来越高，照明设备即为其中之一。起夜灯作为照明设备的类型之一，夜间使用的方便性尤其重要，但现有的起夜灯设备在功能性方面还不够完善：面对人们在夜间起床的问题时，在室内黑暗的环境中摸索搜寻开关，急需灯光的辅助照明。特别是对行动不是非常方便的用户，起夜时寻找照明开关会面临很大困难，照明灯往往是固定的一种亮度，无法根据用户的需求进行选择，当前的照明设备远远无法满足对行动不便的人们的需求。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的是提供一种智能感应起夜灯，解决现有技术中起夜灯使用不方便，无法选择灯光亮度的问题和缺陷。

技术方案：本实用新型提供的一种智能感应起夜灯，包括：压力感应模块、红外感应模块、核心处理模块以及发光电路；压力感应模块包括压力传感器及与压力传感器相连的模数转换器，模数转换器用于将压力传感器采集的压力信息转换为数字信号后传输至核心处理模块；红外感应模块包括热释电红外传感器和放大电路，热释电红外传感器用于将感应到的温度和红外线信息经过放大电路放大之后传输至核心处理模块；核心处理模块包括核心处理器以及与核心处理器电连接的晶振电路和复位电路；核心处理器用于接收、处理压力采集模块和红外感应模块的信息，并向发光电路发出控制指令；晶振电路用于为核心处理器提供工作的时钟频率；复位电路用于确保核心处理器稳定工作；发光电路与核心处理模块电连接，用于响应核心处理模块的控制指令发光。

进一步地，压力传感器采用MPX4115压力传感器，压力传感器安装于床垫下人体重心位置。

进一步地，热释电红外传感器安装于距离床面上方的固定高度，用于检测固定高度范围内的温度变化和红外线信息。

进一步地，核心处理器包括红外线信息判定模块和压力信息判定模块，核心处理器根据红外线信息判定模块与压力信息判定模块的判定结果控制发光电路发光。

进一步地，热释电红外传感器包括滤光片、热释电检测器件和场效应晶体管；滤光片用于筛选特定波长的红外线；热释电检测器件用于检测固定高度范围内的温度变化；场效应晶体管用于控制发光电路中的输出电流。

进一步地，热释电传感器的滤光片前部安装有菲尼尔透镜，用于提高热释电传感器的灵敏度及检测范围。

进一步地，发光电路包括发光电路包括与核心处理器依次相连的电阻、继电器和灯泡。。核心处理器根据非接触形式检测人体辐射的红外线能量变化，并将其转换成电压信号，通过控制电压大小的不同来实现两个亮度的照明。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型通过信息采集模块、核心处理模块和发光电路，在热释电红外传感器的基础上配合MPX4115压力传感器，更加完善用户对起夜灯的需求，尤其是行动不便的用户。而且本实用新型的起夜灯可根据用户的使用需求智能选择灯光亮度，保护视力的同时节约能源。另一方面，本实用新型的智能起夜灯结构简单、性能稳定、无辐射，能进行精准的信号处理并控制发光时长，测量准确度较高，适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型智能感应起夜灯的结构图；

图2为本实用新型智能感应起夜灯的核心处理器的系统结构图；

图3为本实用新型智能感应起夜灯的晶振电路原理图；

图4为本实用新型智能感应起夜灯的复位电路原理图；

图5为本实用新型智能感应起夜灯的MPX4115压力传感器内部原理图；

图6为本实用新型智能感应起夜灯的ADC0832模数转换器图；

图7为本实用新型智能感应起夜灯中热释电红外传感器内部原理图；

图8为本实用新型智能感应起夜灯中放大电路原理图；

图9为本实用新型智能感应起夜灯中发光电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：

本申请公开的一种智能感应起夜灯，包括：压力感应模块、红外感应模块、核心处理模块以及发光电路。如图1所示，压力感应模块包括压力传感器及与压力传感器相连的模数转换器，模数转换器用于将压力传感器采集的压力信息转换为数字信号后传输至核心处理模块；红外感应模块包括热释电红外传感器和放大电路，热释电红外传感器用于将感应到的温度和红外线信息经过放大电路放大之后传输至核心处理模块；核心处理模块包括核心处理器以及与核心处理器电连接的晶振电路和复位电路；核心处理器用于接收、处理压力采集模块和红外感应模块的信息，并向发光电路发出控制指令；晶振电路用于为核心处理器提供工作的时钟频率；复位电路用于确保核心处理器稳定工作；发光电路与核心处理模块电连接，用于响应核心处理模块的控制指令发光。核心处理模块结构如图2所示，核心处理器采用AT89C51核心处理器，复位电路202采用的是手动复位方式，晶振电路201包括并联的两个相同的电容C1、C1和晶体振荡器X1。

晶振电路201的原理图如图3所示，在晶振电路的上方是与核心处理器引脚相连接，这同样是反放大器输入信号的端口。相对应的，晶振电路的底部是输出信号口，同样和核心处理器相连接。X1所代表的是晶体振荡器，并且与两个电容 C1、C2串联。在核心处理器模块中，晶体振荡器X1在与核心处理器内部的电路进行配合后，就会形成必要的时钟频率，核心处理器所有指令的执行以该时钟频率为基础，晶振电路提供的频率越高，核心处理器工作时运行的速度也就越快。

复位电路202原理如图4所示，电源处通电时，电路里面的电容C5会进行充电，在电阻R2上会产生电位较高的电压，从而让核心处理器实行复位；一旦电容C2充满电，R2电阻上的电流归零，电压随之为零，则核心处理器就会进入工作的状态。在进行工作的过程中，如果按下按键，电容C5就会进行放电工作，在放电工作完成后，R2上便会出现电压，再次让核心处理器复位，一直到放开手，电容不再充电，紧接着核心处理器再次开始工作。

本申请中压力传感器采用MPX4115压力传感器，压力传感器安装于床垫下人体重心位置，模数转换模块可采用ADC0832模数转换模块，通过ADC0832模数转换模块与核心处理器的P2.3和P2.4口相连。如图5所示，所述MPX4115压力传感器主要利用多个阻值可以变化的电阻构成一种桥式整流电路，硅压力传感器就是以此为基础所设计的。运放A1和它附近的电路构成恒定电压源，目的是向桥式电路进行供电以及保持测量数值更加精准。A2和A3两个运放器件组成差分放大电路，A4为输出的电路，用于把放大后的信号进行转化并输送出去。

ADC0832模数转换模块转换过的信号，再输出给核心处理器，如图6所示， ADC0832的各个引脚功能介绍如下：一号引脚用来接收低电平的信号下面的二号与三号引脚是可以模仿输入通道的0和1；四引脚与地面连接；第五个引脚被用作输入命令使用，是数据的输入口；六号引脚是用于输出转换的结果，是数据信号出口；七号引脚是芯片时钟的输入；八号引脚用作电源电压的输入。

热释电红外传感器可采用信号为AH510的热释电红外传感器，将其安装于距离床面或地面上方的固定高度，用于检测固定高度范围内的温度变化和红外线信息。热释电红外检测器通过放大电路与核心处理器的P1.0口相连。如图7所示，热释电红外检测器是把一个滤光片安装在传感器的上部，它可以限制通过滤光片的波长是接近人体所发射的波长，并且能更进一步的将与工作无关的干扰光线排除在外，最终构成专门检测人体红外线的传感器。其电源输入端端通过电容C1 和电阻R5来保持工作状态电压的稳定，在监测到人体的信号时，通过场效应晶体管来放大转换之后的电信号，随后信号在电容C2和与它并联的电阻R2后，输出信号变成高电位信号，最终在NPN型三极管转化后，输出再次被改变成低电平。

放大电路模块如图8所示，V1是输入的电压信号，V0是放大后的电压输出信号，电路包含三个电容C3、C4、C6，一个电阻R4以及一个稳压器7805和核心元件——三极管Q2。

本申请中的发光电路包括发光电路包括发光电路包括与核心处理器依次相连的电阻、继电器和灯泡。核心处理器根据非接触形式检测人体辐射的红外线能量变化，并将其转换成电压信号，通过控制电压大小的不同来实现两个亮度的照明。如图9所示，核心处理器和三极管中间连接上一个阻值合适的定值电阻R1，然后再配合继电器RL1和灯泡L1构成发光电路，用来对核心处理器所传输过来的信号进行响应。核心处理器包括红外线信息判定模块和压力信息判定模块，核心处理器根据红外线信息判定模块与压力信息判定模块的判定结果控制发光电路发光。

在本申请的实施例中，热释电传感器的滤光片前部安装有菲尼尔透镜，用于提高热释电传感器的灵敏度及检测范围。

工作过程说明：热释电红外传感器实时监测夜间床面固定高度范围内的温度变化和红外线信号，床垫下的压力传感器会实时检测压力的变化，二者分别将感应到的信息传输给核心处理器，由核心处理器判断用户的肢体状态变化情况。核心处理器预设压力传感器的压力变化阈值。

如果用户躺在床上作出挥手、翻滚或起身的动作，会产生红外线信号并引起周围环境温度和床垫压力的变化，热释电传感器和压力传感器会分别将相应信息传送至核心处理器。核心处理器接收到相应的温度变化、红外线和压力信息后会进行判断：在温度和红外线信号产生变化的前提下(即床上用户的肢体状态发生改变)，判断压力变化是否超出压力变化的阈值。如果压力变化未超出压力变化的阈值(通常出现在用户只是挥手或翻身的情况)，则核心处理器控制发光电路发出第一级亮度，即亮度较小的朦胧灯光；如果压力变化超出变化阈值(通常出现在用户起身或下床的情况)，则核心处理器控制发光电路发出第二级亮度，即亮度较大的灯光，以方便用户使用。

系统在初始化之后，核心处理器会根据热释电红外传感器和压力传感器的反馈实时判断用户的动作状态：如果在温度和红外线持续变化的前提下，根据压力变化判断出用户可能持续处于下床或坐起的状态，则核心处理器控制发光电路中的灯泡持续发出第二级亮度；如果压力变化小于阈值，则核心处理器控制发光电路在第二级亮度一段时间后切换为亮度较低的第一级亮度。如果检测到红外线和温度也逐渐稳定无变化，则核心处理器控制发光电路的灯泡发光一段时间后熄灭。

Claims (7)

1.一种智能感应起夜灯，其特征在于，包括：压力感应模块、红外感应模块、核心处理模块以及发光电路；

所述压力感应模块包括压力传感器及与所述压力传感器相连的模数转换器，所述模数转换器用于将压力传感器采集的压力信息转换为数字信号后传输至核心处理模块；

所述红外感应模块包括热释电红外传感器和放大电路，所述热释电红外传感器用于将感应到的温度和红外线信息经过所述放大电路放大之后传输至核心处理模块；

所述核心处理模块包括核心处理器以及与所述核心处理器电连接的晶振电路和复位电路；所述核心处理器用于接收、处理压力采集模块和红外感应模块的信息，并向所述发光电路发出控制指令；所述晶振电路用于为所述核心处理器提供工作的时钟频率；所述复位电路用于确保核心处理器稳定工作；

所述发光电路与所述核心处理模块电连接，用于响应核心处理模块的控制指令发光。

2.根据权利要求1所述的智能感应起夜灯，其特征在于，所述压力传感器采用MPX4115压力传感器，所述压力传感器安装于床垫下人体重心位置。

3.根据权利要求1所述的智能感应起夜灯，其特征在于，所述热释电红外传感器安装于距离床面上方的固定高度，用于检测所述固定高度范围内的温度变化和红外线信息。

4.根据权利要求1所述的智能感应起夜灯，其特征在于，所述核心处理器包括红外线信息判定模块和压力信息判定模块，所述核心处理器根据所述红外线信息判定模块与所述压力信息判定模块的判定结果控制所述发光电路发光。

5.根据权利要求3所述的智能感应起夜灯，其特征在于，所述热释电红外传感器包括滤光片、热释电检测器件和场效应晶体管；所述滤光片用于筛选特定波长的红外线；所述热释电检测器件用于检测所述固定高度范围内的温度变化；所述场效应晶体管用于控制发光电路中的输出电流。

6.根据权利要求4所述的智能感应起夜灯，其特征在于，所述热释电传感器的滤光片前部安装有菲尼尔透镜，用于提高热释电传感器的灵敏度及检测范围。

7.根据权利要求1所述的智能感应起夜灯，其特征在于，所述发光电路所述发光电路包括与核心处理器依次相连的电阻、继电器和灯泡。

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