CN212727492U - 一种基于自适应校准的照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自适应校准的照明控制系统，包括：中央处理器、采集光照强度的光照传感器模块、驱动照明系统的LED驱动模块、显示光照强度变化的显示模块和提供电源的电源模块；光照传感器模块、LED驱动模块、显示模块分别和中央处理器电连接；电源模块分别和中央处理器、光照传感器模块、LED驱动模块和显示模块电连接，通过红外感应模块，实现智能的手势调节光强的功能，通过自动和手动两种模式的切换以多种控制方式对光照强度进行调节，以此达到节能减排的目的；自动调光部分，中央控制器智能控制LED灯的发光强度，环境光照强时，自动降低发光强度，节约电能；环境光照弱时，自动增强发光强度；使产品人性化，用户更舒适。

Description

一种基于自适应校准的照明控制系统

技术领域

本实用新型涉及节约能源利用领域，尤其涉及一种基于自适应校准的照明控制系统。

背景技术

在能源危机，全球生态环境日益恶劣的情况下，节约和合理利用有效资源的形式势不可挡。这一切形式的转变改变了人们的生活观和价值观。中国的能源危机日益凸显，能源紧张问题制约经济的快速发展。目前城市乡村道路将越开越多、越开越宽，需要大量各种节能灯具相配套。随着我国城市化进程的加快，绿色、高效、节能，长寿命的LED路灯逐渐走入人们的视野。LED作为一种绿色光源，体现了我们新型社会环保理念，是随着社会潮流趋势发展而来的。所谓绿色光源是指具有节能、环保、使用寿命长、体积小等特点。

如今，在图书馆、学校、商场等公共场合的室内，经常会看到这种现象:白天光线充足，但教室里面的电灯依然全部都亮着，造成了大量的电能浪费，很多时候教室里空无一人，但室内电灯依然亮着，过度的照明不仅造成了大量的能源浪费，降低了灯具的使用寿命，还可能会造成光污染，让人产生眩晕的感觉。此外，人们在从事不同的活动时，对照度的需求也是不同的，而且在不合理的照明环境下，人眼更容易产生疲劳，引发近视，对眼睛造成伤害。

实用新型内容

根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种基于自适应校准的照明控制系统，包括：中央处理器、采集光照强度的光照传感器模块、驱动照明系统的LED驱动模块、显示光照强度变化的显示模块和提供电源的电源模块；

所述光照传感器模块、LED驱动模块、所述显示模块分别和所述中央处理器电连接；

所述电源模块分别和所述中央处理器、所述光照传感器模块、所述LED驱动模块和所述显示模块电连接。

进一步地，该系统还包括进行无线控制的无线遥控模块，所述无线遥控模块与所述中央处理器电连接，所述无线遥控模块包括无线编码子模块和无线解码子模块，所述无线编码子模块采用的芯片型号是PT2262，所述无线解码子模块采用的芯片型号是PT2272。

进一步地，该系统还包括进行无线控制的红外感应模块，所述红外感应模块与所述中央处理器电连接。

进一步地，该系统还包括进行无线信号传输的蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述中央处理器电连接。

进一步地，所述中央处理器的芯片型号是STC89C52。

进一步地，所述光照传感器模块采用的型号是BH1750，所述BH1750的 VCC引脚通过电容C37与地相连接，所述BH1750的ADDR引脚通过电阻R27 与地相连接。

进一步地，所述红外感应模块采用的芯片型号是RPR220。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种基于自适应校准的照明控制系统，通过红外感应模块，实现智能的手势调节光强的功能，通过自动和手动两种模式的切换以多种控制方式对光照强度进行调节，以此达到节能减排的目的；自动调光部分，中央控制器智能控制LED灯的发光强度，环境光照强时，自动降低发光强度，节约电能；环境光照弱时，自动增强发光强度；使产品人性化，用户更舒适；手动调光部分，手持遥控或红外传感手势调光，简化操作，生活更方便；自主设计手机APP，方便控制；自主设计灯光调节，主要由整流、调节、输出三部分组成；对外只有电源输入端、调节信号端、电源输出端，能方便地与现有灯光照明系统结合，对比传统的日光灯和白炽灯有明显的节能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的模块组成图；

图2为光照传感器模块的电路图；

图3为光照传感器模块的工作流程图；

图4为无线编码子模块的电路图；

图5为无线解码子模块的电路图；

图6为无线遥控模块的工作流程图；

图7为红外感应模块的电路图；

图8为红外感应模块的工作流程图；

图9为蓝牙模块的电路图；

图10为蓝牙模块的工作流程图；

图11为系统软件总体流程图。

图中：1、中央处理器，2、光照传感器模块，3、LED驱动模块，4、显示模块，5、电源模块，6、无线遥控模块，7、无线编码子模块，8、无线解码子模块，9、红外感应模块，10、蓝牙模块。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

图1为本实用新型的模块组成图；一种基于自适应校准的照明控制系统，包括：中央处理器1、采集光照强度的光照传感器模块2、驱动照明系统的LED驱动模块3、显示光照强度变化的显示模块4和提供电源的电源模块5；

所述光照传感器模块2、LED驱动模块3、所述显示模块4分别和所述中央处理器1电连接；

所述电源模块5分别和所述中央处理器1、所述光照传感器模块2、所述LED 驱动模块3和所述显示模块4电连接。

所述LED驱动模块3的输入范围5-35V，输出350mA±20mA驱动1-10颗 1WLED，支持PWM调光高电平关闭输出低电平开启输出，降压工作模式保证LED 的总压差低于输入电源电压2-3V即可工作。

进一步地，所述中央处理器1采用51单片机作为系统控制的核心器件，结合多个具有不同功能的传感器和模块，实现系统的节能和多控的特点，以 STC89C52单片机为控制核心，通过检测光照传感器模块2、红外感应模块9、无线遥控模块6和蓝牙模块10的信号变化情况，利用单片机的PWM调频技术控制 LED驱动模块，调节LED照明系统的亮度变化，达到预期设计的目的，中央处理器1上电后会输出一定占空比的PWM，点亮LED灯泡，LED灯泡的亮度通过遥控器上增加光强或者减少光强的两个按键进行调节，改变PWM占空比而改变LED 灯泡的亮度。

进一步地，所述显示模块4采用LED显示屏。

图2为光照传感器模块的电路图；所述光照传感器模块2采用的型号是 BH1750，所述BH1750的VCC引脚通过电容C37与地相连接，所述BH1750 的ADDR引脚通过电阻R27与地相连接；光照传感器模块2电路的工作原理是将外界不同的光照强度转化为对应的电压，通过调理电路再转化为相对应的电流进行处理，光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx，被光均匀照射的物体，在1平方米面积上的光通量是1流明时，光照度是1x，设计中为了充分利用光源，常在光源上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，增加被照面上的照度，光照传感器模块2测得的光照强度通过IIC总线传送给单片机，改变PWM占空比，实现自动调节灯光功能，同时将光照强度显示在LCD显示屏上。

图3为光照传感器模块的工作流程图；根据光照强度的不同LED照明系统进行相应的调节，外界光照强度增强了，在接收信号后中央处理器1减少LED的光照强度；外界光照强度减少了，在接收信号后中央处理器1增强LED的光照强度，使整个环境始终处在一个适宜人眼视觉特性的条件下。

图4为无线编码子模块的电路图；图5为无线解码子模块的电路图；该系统还包括进行无线控制的无线遥控模块6，所述无线遥控模块6与所述中央处理器1电连接，所述无线遥控模块6包括无线编码子模块7和无线解码子模块8，所述无线编码子模块7采用的芯片型号是PT2262，所述无线解码子模块8采用的芯片型号是PT2272；两种模块地址编码和振荡电阻必须匹配，保证在距离较远时仍能接受信号；在配对使用时，PT2262把编码信号调制在较高的载频上，在振荡电路和调制电路下，用无线的方式把数据传输出去；PT2272内部在DOUT端将接收的已调波的信号进行解端，实现预期功能。

图6为无线遥控模块的工作流程图；系统初始化之后，调用键扫描子程序，确认按键按下之后，逐行进行扫描，按P口查找响应的按键号，按键号转至相应的发射程序。

图7为红外感应模块的电路图；该系统还包括进行无线控制的红外感应模块9，所述红外感应模块9与所述中央处理器1电连接，所述红外感应模块9采用的芯片型号是RPR220。

红外感应模块9利用热释电效应进行工作的，在红外线检测外界的温度变化时引起晶体表面电荷的变化产生电平的不同；红外感应模块9对环境光线适应能力强，具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物反射面时，红外线反射回来被接收管接收；经过比较器电路处理后，绿色指示灯亮起，同时信号输出接口输出数字信号一个低电平信号，通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围2～30cm，工作电压为3.3V-5V。红外感应模块9中的红外感应传感器的探测距离通过电位器调节，具有干扰小、便于装配和使用方便的特点，广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数及黑白线循迹的场合；通过两个红外对接光管的手势识别，当手向左滑动时，光照强度减少；当手向右滑动时，光照强度增强，实现智能的手势调节光强的功能。

图8为红外感应模块的工作流程图；通过手势识别的方式对新型多功能节能照明系统进行光强的调节；基于程序的目的，一开始对单片机初始化，检测是否有手势滑动的信号输入，若有，运行相应的程序，单片机在接收到对应的信号进行光照强度的调节；若没有，保持原来的光照强度。

图9为蓝牙模块的电路图；该系统还包括进行无线信号传输的蓝牙模块10，所述蓝牙模块10与所述中央处理器1电连接；

蓝牙模块10主要用于短距离的数据传输无线传输领域，能与手机的蓝牙设备进行数据的传输，或者两个模块之间数据互通；蓝牙具有避免复杂的缆线连接，直接代替现有的串口进行通信，具有高集成度、高可靠性和运行速度快的特点。

图10为蓝牙模块的工作流程图；通过手机APP连接蓝牙模块10对LED照明系统进行光照强度的控制，用手机检测蓝牙功能到对应的LED蓝牙配对后，利用自主设计的光度条对光照强度直接控制，若使用其他的控制方式，断开蓝牙设备。

图11为系统软件总体流程图，在自动模式下，当中央处理器1接收的是光照传感器模块2发过来的信号，与之前的光照强度进行比较，如果外界光照强度与之前比较增强了，同样增加PWM占空比，LED灯泡变亮，反之就灯泡亮度变暗；在手动模式下，当中央处理器1接收到无线遥控模块6的信号时，判断信号是增强亮度还是减少亮度。若是增强亮度，增加PWM的占空比让LED灯泡变亮；若是减少亮度，减少PWM占空比让LED灯泡变暗；当中央处理器1接收到红外感应模块9的信号时，温度的改变直接调节LED的亮度；因为系统中放置了两个对应的红外对接管，既手向左调节减少PWM的占空比，向右调节右滑增加PWM的占空比，根据手势滑动的不同，增强或者减少光强。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于自适应校准的照明控制系统，其特征在于：包括：中央处理器(1)、采集光照强度的光照传感器模块(2)、驱动照明系统的LED驱动模块(3)、显示光照强度变化的显示模块(4)和提供电源的电源模块(5)；

所述光照传感器模块(2)、LED驱动模块(3)、所述显示模块(4)分别和所述中央处理器(1)电连接；

所述电源模块(5)分别和所述中央处理器(1)、所述光照传感器模块(2)、所述LED驱动模块(3)和所述显示模块(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应校准的照明控制系统，其特征在于：该系统还包括进行无线控制的无线遥控模块(6)，所述无线遥控模块(6)与所述中央处理器(1)电连接，所述无线遥控模块(6)包括无线编码子模块(7)和无线解码子模块(8)，所述无线编码子模块(7)采用的芯片型号是PT2262，所述无线解码子模块(8)采用的芯片型号是PT2272。

3.根据权利要求1所述的一种基于自适应校准的照明控制系统，其特征在于：该系统还包括进行无线控制的红外感应模块(9)，所述红外感应模块(9)与所述中央处理器(1)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于自适应校准的照明控制系统，其特征在于：该系统还包括进行无线信号传输的蓝牙模块(10)，所述蓝牙模块(10)与所述中央处理器(1)电连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于自适应校准的照明控制系统，其特征在于：所述中央处理器(1)的芯片型号是STC89C52。

6.根据权利要求1所述的一种基于自适应校准的照明控制系统，其特征在于：所述光照传感器模块(2)采用的型号是BH1750，所述BH1750的VCC引脚通过电容C37与地相连接，所述BH1750的ADDR引脚通过电阻R27与地相连接。

7.根据权利要求3所述的一种基于自适应校准的照明控制系统，其特征在于：所述红外感应模块(9)采用的芯片型号是RPR220。

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