一種基于深度學(xué)習(xí)的智能led燈控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及可調(diào)亮度LED燈控制裝置，尤其涉及基于深度學(xué)習(xí)的自適應(yīng)智能LED燈控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，很多家庭都在使用各式各樣的LED燈控制裝置。然而，就目前的情況來看，這些照明設(shè)備被作為單一的并且獨(dú)立的個(gè)體來使用，沒有專門的系統(tǒng)進(jìn)行管理。這不僅使得用戶需要花費(fèi)精力去控制這些設(shè)備，容易造成能源利用率低下而且不合理的亮度控制會(huì)對(duì)用戶肉眼造成傷害。
[0003]基于這個(gè)事實(shí)，智能LED燈控制裝置的概念應(yīng)運(yùn)而生。智能LED燈控制裝置是以個(gè)人住所為單位，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)等技術(shù)手段，并結(jié)合LED燈高能源利用率的特點(diǎn)，對(duì)家庭照明做合理的管理與控制。近些年，智能LED燈控制裝置作為智能家居中的一部分逐漸變成人們生活中越來越重要的一部分，它為用戶提供越來越多的個(gè)性化服務(wù)，使得人們的生活更加舒適、便捷和節(jié)能。當(dāng)前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的智能LED燈控制裝置大多是由單獨(dú)嵌入到LED燈中的系統(tǒng)控制，并利用無線通信方法與用戶進(jìn)行交互。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:
[0005]由于智能LED燈控制裝置是一個(gè)剛剛興起的行業(yè)，當(dāng)前有許多地方需要進(jìn)一步的研究。其中系統(tǒng)不夠靈活，人性化程度不高，使用與安裝難度較大，缺少自適應(yīng)功能等，都是現(xiàn)階段智能LED燈控制裝置所存在的問題。本實(shí)用新型的目的是，針對(duì)上述問題和不足，提出了一種基于深度學(xué)習(xí)算法、高靈活性、具有自主適應(yīng)能力的LED燈控制裝置。
[0006]技術(shù)方案:
[0007]—種基于深度學(xué)習(xí)的智能LED燈控制裝置，包括網(wǎng)關(guān)、控制節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)三部分，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)連接三種設(shè)備；
[0008]所述傳感器節(jié)點(diǎn)上安裝有多種傳感器，被安放在環(huán)境中的不同位置，用于采集周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，并將采集到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)；
[0009]所述網(wǎng)關(guān)帶有深度學(xué)習(xí)算法模塊，采用自動(dòng)編碼器結(jié)構(gòu)，定時(shí)的將采集到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)與用戶決策輸入到深度學(xué)習(xí)算法中，從而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的目的；訓(xùn)練完畢后，通過傳感器采集到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定，生成相應(yīng)控制表，給出相應(yīng)的決策，并發(fā)送給控制節(jié)點(diǎn)；使系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)人的行為習(xí)慣，結(jié)合用戶設(shè)定，做出準(zhǔn)確的決策，從而大大提高系統(tǒng)的靈活性，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)智能控制。
[0010]所述控制節(jié)點(diǎn)上搭載有LED燈的驅(qū)動(dòng)電路，接收到來自網(wǎng)關(guān)的決策命令后，對(duì)LED亮度做相應(yīng)調(diào)節(jié)。
[0011]進(jìn)一步的，所述多種傳感器包括溫濕度傳感器、光敏傳感器、紅外傳感器。能夠更好的感知周圍環(huán)境，提高決策的準(zhǔn)確。
[0012]進(jìn)一步的，所述控制節(jié)點(diǎn)通過PffM脈寬調(diào)制裝置調(diào)節(jié)LED燈光亮度。
[0013]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0014]1、裝置采用深度學(xué)習(xí)算法模塊，可以學(xué)習(xí)用戶行為，并根據(jù)不同環(huán)境參數(shù)做出不同的決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的智能控制。
[0015]2、系統(tǒng)具有檢測(cè)傳感器數(shù)據(jù)并上傳至用戶的能力，使用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控家庭環(huán)境信息。
[0016]3、系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶設(shè)定完成對(duì)LED燈亮度的自動(dòng)控制。
[0017]4、系統(tǒng)采用無線組網(wǎng)方式，方便安裝和配置。
[0018]5、系統(tǒng)采用星形組網(wǎng)形式，方便用戶對(duì)LED燈的監(jiān)管。
【附圖說明】
[0019]圖1為系統(tǒng)總體硬件框圖；
[0020]圖2為網(wǎng)關(guān)硬件框圖；
[0021 ]圖3為L(zhǎng)ED控制節(jié)點(diǎn)硬件框圖；
[0022]圖4為傳感器節(jié)點(diǎn)硬件框圖；
[0023]圖5為網(wǎng)關(guān)自主學(xué)習(xí)與自動(dòng)控制的運(yùn)行流程圖；
[0024]圖6為傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行流程圖；
[0025]圖7為L(zhǎng)ED控制節(jié)點(diǎn)運(yùn)行流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]系統(tǒng)由網(wǎng)關(guān)、LED控制節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)三者組成，具體的硬件連接框圖，如圖1所示。
[0028]1、網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)
[0029]網(wǎng)關(guān)起的是一個(gè)樞紐和運(yùn)算的作用，它連接外部網(wǎng)絡(luò)的用戶手機(jī)端和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，并在其上運(yùn)行ANDROID軟件。首先，在本系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)外部聯(lián)網(wǎng)的方式為以太網(wǎng)，內(nèi)部則通過WIFI與節(jié)點(diǎn)通信并工作在AP模式下。其次，網(wǎng)關(guān)通過Flash存儲(chǔ)器保存一些配置信息和數(shù)據(jù)信息，比如節(jié)點(diǎn)信息、配置信息、工作數(shù)據(jù)等。除此之外，需要人機(jī)交互用的觸摸屏。其硬件模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中具體模塊功能如下:
[0030](I)無線模塊。采用R0ADC0M的BCM4330WIFI芯片作為主控芯片，并工作在AP模式下，同時(shí)使用高增益天線擴(kuò)大覆蓋范圍。
[0031](2)觸摸電容屏。采用7寸的觸摸式TFT屏幕，方便用戶查看數(shù)據(jù)和控制LED燈。
[0032](3)以太網(wǎng)模塊。通過以太網(wǎng)連接至因特網(wǎng)，從而使用戶可以使用智能手機(jī)連接因特網(wǎng)訪問系統(tǒng)。
[0033](4)Flash存儲(chǔ)模塊。用于存儲(chǔ)相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)、用戶設(shè)定、用戶決策和生成的控制表等。
[0034](5) SOC0采用基于ARM Cortex A9的芯片作為系統(tǒng)主控，并在其上運(yùn)行ANDROID
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[0035]網(wǎng)關(guān)上運(yùn)行ANDROID平臺(tái)，利用JAVA語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)算法。深度學(xué)習(xí)的概念來源于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是一種含有多隱層的感知器。深度學(xué)習(xí)通過將特征進(jìn)行組合形成抽象表示，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高層特征。本系統(tǒng)采用自動(dòng)編碼器結(jié)構(gòu)，定時(shí)的將傳感器數(shù)據(jù)與用戶決策輸入到深度學(xué)習(xí)算法中，從而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的目的。訓(xùn)練完畢后，通過傳感器數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定，生成相應(yīng)控制表，給出相應(yīng)的決策。使系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)人的行為習(xí)慣，結(jié)合用戶設(shè)定，做出準(zhǔn)確的決策，從而大大提高系統(tǒng)的靈活性，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)智能控制。網(wǎng)關(guān)自主學(xué)習(xí)與自動(dòng)控制的運(yùn)行流程，如圖5所示。首先完成初始化操作，通過UDP協(xié)議獲取所有傳感器的IP，并通過IP地址與節(jié)點(diǎn)通訊，獲取其上的設(shè)備信息。如果該節(jié)點(diǎn)為傳感器節(jié)點(diǎn)則將新建一個(gè)線程，接收來自該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，將接收到的數(shù)據(jù)放入接收幀緩沖區(qū)，再利用包解析模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，生成標(biāo)準(zhǔn)格式信息。將信息放入數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)將定時(shí)的從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出信息，采用深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練系統(tǒng)，當(dāng)訓(xùn)練完畢后再根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)給出相應(yīng)的決策，生成控制表，傳遞給裝包模塊。再將數(shù)據(jù)包通過發(fā)送模塊，放入發(fā)送緩沖區(qū)，發(fā)送給LED控制節(jié)點(diǎn)。
[0036]2、節(jié)點(diǎn)(LED控制節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn))的設(shè)計(jì)
[0037]由于節(jié)點(diǎn)需要與網(wǎng)關(guān)通信，所以采用了 WIFI無線通信模塊并工作在STA模式下鏈接到網(wǎng)關(guān)的AP上。另外，節(jié)點(diǎn)分為L(zhǎng)ED控制節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)兩類。其中，LED控制節(jié)點(diǎn)通過PffM提供LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)，傳感器節(jié)點(diǎn)則通過相應(yīng)通訊協(xié)議獲取傳感器數(shù)據(jù)。LED控制節(jié)點(diǎn)的硬件框圖，如圖3所示。傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件框圖，如圖4所示。其中圖中具體模塊功能如下:
[0038](l)MCU。其中MCU選用的MSP430F2122，具有16MHZ的最高運(yùn)行頻率，運(yùn)行模式下250uA的超低功耗以及支持多種通訊協(xié)議(如UART、SP1、I2C等)的特點(diǎn)。非常適合于作為本系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)主控使用。
[0039](2)供電模塊。由于本系統(tǒng)為了安裝方便并且進(jìn)行了低功耗方面的優(yōu)化，所以采用了鋰電池的供電方案。電路方面使用BQ24090芯片對(duì)電池充電，利用TPS78030線型穩(wěn)壓器提供穩(wěn)定的3.0V電壓輸出。
[0040](3)無線模塊。WIFI通訊方面采用TI的CC3200作為主控芯片，使用貼片型天線，利用FLASH芯片存儲(chǔ)配置信息，實(shí)現(xiàn)WIFI的小型化和低功耗，同時(shí)利用UART與MCU通訊。
[0041](4)傳感器模塊。采用BH1750作為光照度傳感器，它內(nèi)置16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用I2C通訊協(xié)議，采用貼片封裝體積小巧。
[0042](5) LED驅(qū)動(dòng)模塊。采用LM3402驅(qū)動(dòng)LED燈，使用PffM脈寬調(diào)制裝置對(duì)燈光亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0043]節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行流程，按照節(jié)點(diǎn)類型，分為傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行流程如圖6所示，以及LED控制節(jié)點(diǎn)運(yùn)行流程如圖7所示。其中傳感器節(jié)點(diǎn)，首先完成節(jié)點(diǎn)的初始化。然后節(jié)點(diǎn)將定時(shí)的獲取傳感器數(shù)據(jù)，并檢驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性，如果有效則通過裝包模塊形成數(shù)據(jù)包，再利用發(fā)送處理模塊，發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。LED控制節(jié)點(diǎn)，首先完成節(jié)點(diǎn)初始化。接著節(jié)點(diǎn)將不停的接收來自網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效，則通過解析包模塊，將數(shù)據(jù)解析成控制信息，傳遞給LED驅(qū)動(dòng)，從而輸出相應(yīng)PWM波，控制LED燈的亮度。
[0044]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于深度學(xué)習(xí)的智能LED燈控制裝置，其特征在于:包括網(wǎng)關(guān)、控制節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)三部分，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)連接三種設(shè)備； 所述傳感器節(jié)點(diǎn)上安裝有多種傳感器，被安放在環(huán)境中的不同位置，用于采集周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，并將采集到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)； 所述網(wǎng)關(guān)帶有深度學(xué)習(xí)算法模塊，采用自動(dòng)編碼器結(jié)構(gòu)，定時(shí)的將采集到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)與用戶決策輸入到深度學(xué)習(xí)算法中，從而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的目的；訓(xùn)練完畢后，通過傳感器采集到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定，生成相應(yīng)控制表，給出相應(yīng)的決策，并發(fā)送給控制節(jié)點(diǎn)； 所述控制節(jié)點(diǎn)上搭載有LED燈的驅(qū)動(dòng)電路，接收到來自網(wǎng)關(guān)的決策命令后，對(duì)LED亮度做相應(yīng)調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的智能LED燈控制裝置，其特征在于:所述多種傳感器包括溫濕度傳感器、光敏傳感器、紅外傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的智能LED燈控制裝置，其特征在于:所述控制節(jié)點(diǎn)通過PWM脈寬調(diào)制裝置調(diào)節(jié)LED燈光亮度。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于深度學(xué)習(xí)算法、高靈活性、具有自主適應(yīng)能力的LED燈控制裝置，分為網(wǎng)關(guān)、控制節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)三部分，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)連接三種設(shè)備；采用自動(dòng)編碼器結(jié)構(gòu)，定時(shí)的將傳感器數(shù)據(jù)與用戶決策輸入到深度學(xué)習(xí)算法中，從而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的目的。訓(xùn)練完畢后，通過傳感器數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定，生成相應(yīng)控制表，給出相應(yīng)的決策。使系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)人的行為習(xí)慣，結(jié)合用戶設(shè)定，做出準(zhǔn)確的決策，從而大大提高系統(tǒng)的靈活性，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)智能控制。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號(hào)】CN204733413
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520271519
【發(fā)明人】楊玲, 宋林, 程勇
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日