專(zhuān)利名稱(chēng)：一種led節(jié)能燈智能控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能照明技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED節(jié)能燈智能控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，城市化進(jìn)程的加快，住宅小區(qū)如雨后春筍般拔地而起，小區(qū)照明已經(jīng)成為小區(qū)規(guī)劃與管理中的一項(xiàng)重要工作?，F(xiàn)有的小區(qū)照明的規(guī)劃設(shè)計(jì)存在如下問(wèn)題一、地下車(chē)庫(kù)照明燈常亮現(xiàn)象普遍存在，無(wú)論白天夜晚、有無(wú)人、車(chē)通過(guò)，均將照明燈開(kāi)啟到最大亮度且不間斷使用，致使能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重；二、樓道照明大多使用聲控?zé)?，信?hào)采集手段單一，且聲音捕獲裝置極易出現(xiàn)故障，存在安全隱患；三、人為管理時(shí)效性差，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)照明設(shè)施的異常，導(dǎo)致維修延誤，影響居民正常生活。另一方面，現(xiàn)有小區(qū)照明多采用白熾燈，其效率低、耗電量大、壽命短，既不環(huán)保節(jié)能，又滿(mǎn)足不了百姓的日常需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種LED節(jié)能燈智能控制裝置及方法，以達(dá)到節(jié)約能源，使照明更加安全、智能的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種LED節(jié)能燈智能控制裝置，包括LED模組、LED驅(qū)動(dòng)電路、感應(yīng)器、定時(shí)器、單片機(jī)、Zigbee網(wǎng)絡(luò)和終端計(jì)算機(jī)；
所述的LED模組，是用于區(qū)域照明的裝置；
所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，是用于對(duì)接收到的LED模組控制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置；
所述的感應(yīng)器與單片機(jī)連接，是用于檢測(cè)被照明區(qū)域的移動(dòng)物體、聲音、照度、煙霧，并將檢測(cè)到的信息輸出給單片機(jī)的裝置；
所述的定時(shí)器與單片機(jī)連接，是用于輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)給單片機(jī)，對(duì)照明區(qū)域的LED模組進(jìn)行定時(shí)的裝置；
所述的終端計(jì)算機(jī)通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)連接，是用于對(duì)感應(yīng)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)裝置運(yùn)行的裝置；
所述的感應(yīng)器包括紅外感應(yīng)器、聲音感應(yīng)器、光照感應(yīng)器和煙霧感應(yīng)器；
采用LED節(jié)能燈智能控制裝置控制LED節(jié)能燈的方法，包括以下步驟
步驟I、在定時(shí)器中設(shè)置LED模組的工作時(shí)段；
步驟2、采集信號(hào)，通過(guò)紅外線(xiàn)感應(yīng)器捕獲人體信號(hào)H，聲音感應(yīng)器捕獲噪音信號(hào)S，照度感應(yīng)器捕獲照度信號(hào)L，煙霧感應(yīng)器捕獲煙霧信號(hào)Y，將采集到的信號(hào)上傳至所述單片機(jī)進(jìn)行分析；
步驟3、單片機(jī)根據(jù)步驟2采集到的信號(hào)，控制LED模組進(jìn)行照明； I)在定時(shí)器時(shí)間內(nèi)夜間待命狀態(tài)下點(diǎn)亮的LED模組的燈珠數(shù)為Ii1，按如下公式進(jìn)行計(jì)算_ N
Πι= Ι ;
式中，Ii1表示被點(diǎn)亮的燈珠個(gè)數(shù)，N表示LED模組內(nèi)的燈珠總數(shù)，表示自然數(shù)，且有OcMl < N .
當(dāng)紅外感應(yīng)器捕獲到信號(hào)H，或者聲音感應(yīng)器捕獲到噪音信號(hào)S，且S - 20分貝時(shí)，信號(hào)H、S被發(fā)送至單片機(jī)，同吋，單片機(jī)將照度感應(yīng)器捕獲的亮度與夜間待命狀態(tài)下的LED模組亮度做比較
若照度感應(yīng)器捕獲的亮度小于或等于夜間待命狀態(tài)下的LED模組亮度，則單片機(jī)向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送指令，點(diǎn)亮LED模組；
若照度感應(yīng)器捕獲的亮度大于夜間有人通過(guò)狀態(tài)下LED模組亮度，LED模組保持當(dāng)前狀態(tài)不變；
在定時(shí)器設(shè)定時(shí)間以外
LED模組處于關(guān)閉狀態(tài)，各感應(yīng)器仍處于工作狀態(tài)當(dāng)紅外感應(yīng)器捕獲到信號(hào)H，或者聲音感應(yīng)器捕獲到噪音信號(hào)S，且S k 30分貝時(shí)，信號(hào)H、S被發(fā)送至單片機(jī)若照度感應(yīng)器捕獲的亮度小于或等于日間照明區(qū)域下LED模組的最低亮度，則單片機(jī)向LED模組發(fā)送指令，點(diǎn)亮LED模組的燈珠，所述的燈珠個(gè)數(shù)為n2，按如下公式進(jìn)行計(jì)算
N n = —_
Aia
式中，n2表示被點(diǎn)亮的燈珠個(gè)數(shù)，M2表示自然數(shù)，且有O <M2 < F , M1 * M2 ；
若照度感應(yīng)器捕獲的亮度大于日間照明區(qū)域下LED模組的最低亮度，則LED模組繼續(xù)保持關(guān)閉狀態(tài)；
2)當(dāng)煙霧感應(yīng)器捕獲到煙霧信號(hào)Y時(shí)，將該信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)啟動(dòng)應(yīng)急狀態(tài)，點(diǎn)亮所有LED模組；
3)當(dāng)照明區(qū)域的聲音感應(yīng)器未捕獲到大于20分貝的噪音，或者紅外感應(yīng)器未捕獲到信號(hào)，需等待一段時(shí)間后，再將LED模組恢復(fù)至待命狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)，在上述等待時(shí)間內(nèi)，照明區(qū)域內(nèi)LED模組均保持開(kāi)啟狀態(tài)不變；
步驟4、終端計(jì)算機(jī)通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，若裝置出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，不能正常工作，管理人員以手動(dòng)方式發(fā)送控制命令，通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED模組的控制。本發(fā)明的有益效果利用本發(fā)明的LED節(jié)能燈智能控制裝置，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)通過(guò)照明區(qū)域的人員及車(chē)輛信息，真正做到有人或有車(chē)“亮燈”，無(wú)人或無(wú)車(chē)“關(guān)燈”，實(shí)現(xiàn)按需照明，區(qū)域內(nèi)亮度足夠的情況下不啟動(dòng)照明裝置，最大程度達(dá)到照明節(jié)能的目的；多重信號(hào)捕獲手段使信號(hào)檢測(cè)更為精準(zhǔn)，大幅度提高了小區(qū)照明的安全性；實(shí)時(shí)監(jiān)控照明裝置的運(yùn)行情況，提高了小區(qū)管理部門(mén)的服務(wù)質(zhì)量，使小區(qū)百姓的生活質(zhì)量邁進(jìn)了ー個(gè)新的臺(tái)階。


圖I為本發(fā)明一種實(shí)施方式給出LED節(jié)能燈智能控制裝置的結(jié)構(gòu)框 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式采用LED節(jié)能燈智能控制裝置對(duì)LED節(jié)能燈進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法流程 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式煙霧感應(yīng)器感應(yīng)到煙霧時(shí)應(yīng)急狀態(tài)流程圖。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)ー步說(shuō)明。本實(shí)施方式，給出LED節(jié)能燈智能控制裝置的結(jié)構(gòu)，如圖I所示。該裝置包括由LED模組、LED驅(qū)動(dòng)電路、感應(yīng)器、定時(shí)器、單片機(jī)、Zigbee網(wǎng)絡(luò)和終端計(jì)算機(jī)。LED模組安裝在照明區(qū)域的上方，它的輸入端用于接收LED驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的控制信號(hào)，用于區(qū)域照明。LED驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)連接，其輸入端接收由單片機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)，用于對(duì)LED模組的亮度、開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。感應(yīng)器安裝在LED模組電路板的后方，包括紅外感應(yīng)器、聲音感應(yīng)器、照度感應(yīng)器和煙霧感應(yīng)器(本實(shí)施方式中，紅外感應(yīng)器的型號(hào)為RE200，煙霧傳感器的型號(hào)為MQ-8，照度感應(yīng)器的型號(hào)為IL/50-1，聲音感應(yīng)器的型號(hào)為UZAM30)，感應(yīng)器與單片機(jī)連接，用于將采集到的移動(dòng)物體(如人流或車(chē)流信號(hào))、聲音(如噪音)、照度及煙霧信號(hào)(不包括吸煙所產(chǎn)生的煙霧信號(hào)，這里所說(shuō)的煙霧信號(hào)應(yīng)該具有一定的濃度，如發(fā)生火災(zāi)所產(chǎn)生的大量濃煙，此時(shí)，煙霧感應(yīng)器才開(kāi)始工作)傳遞給單片機(jī)的輸入端，便單片機(jī)對(duì)突發(fā)狀態(tài)進(jìn)行判斷，比如發(fā)生火災(zāi)。定時(shí)器(本實(shí)施方式中的定時(shí)器型號(hào)為NA555),連接到單片機(jī)的輸入端,用于設(shè)定LED模組的工作時(shí)段，例如，定時(shí)器應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)、當(dāng)年毎月的日出日落的平均時(shí)間設(shè)置待命狀態(tài)下的LED燈的點(diǎn)亮?xí)r間，以遼寧沈陽(yáng)地區(qū)的5月為例，平均日出日落時(shí)間為早4:30、晚19:00，那么，定時(shí)器可設(shè)定LED模組的工作時(shí)段為晚18:00至早5:00。單片機(jī)用于接收紅外感應(yīng)器、聲音感應(yīng)器、光照感應(yīng)器及定時(shí)器傳來(lái)的信號(hào)并對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出控制指令。單片機(jī)通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)與終端計(jì)算機(jī)相連接，終端計(jì)算機(jī)對(duì)各感應(yīng)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)裝置的運(yùn)行。如LED節(jié)能燈智能控制裝置發(fā)生故障，操作人員還可通過(guò)手動(dòng)的方式，對(duì)LED模組進(jìn)行控制，保證裝置運(yùn)行的可靠性。采用LED節(jié)能燈智能控制裝置控制LED節(jié)能燈的方法，如圖2所示。該流程開(kāi)始于步驟201。在步驟202，先在定時(shí)器中設(shè)置LED模組的工作時(shí)段，如上面提到的晚18:00至早5:00，在這個(gè)時(shí)段內(nèi)，可控制LED模組的開(kāi)關(guān)。而在這個(gè)時(shí)段之外，LED模組則處于關(guān)閉狀態(tài)。在步驟203，利用采集器來(lái)采集信號(hào)。本實(shí)施方式中，紅外線(xiàn)感應(yīng)器捕獲的為人體信號(hào)H (或者是車(chē)流信號(hào))，聲音感應(yīng)器捕獲的為噪音信號(hào)S，照度感應(yīng)器捕獲的為照度信號(hào)L,煙霧感應(yīng)器捕獲到的為煙霧信號(hào)Y。采集器將采集到的上述信號(hào)上傳至所述單片機(jī)進(jìn)行分析。在步驟204，單片機(jī)根據(jù)步驟203采集到的信號(hào)，控制LED模組進(jìn)行照明，包括以下3種情況
11I在定時(shí)器設(shè)定時(shí)間內(nèi)夜間待命狀態(tài)下點(diǎn)亮的LED模組的燈珠數(shù)為Ii1，按如下公式進(jìn)行計(jì)算式中，Ii1表示被點(diǎn)亮的燈珠個(gè)數(shù)，N表示LED模組內(nèi)的燈珠總數(shù)，表示自然數(shù)，且有OcMl < N ；
當(dāng)紅外感應(yīng)器捕獲到信號(hào)H，或者聲音感應(yīng)器捕獲到噪音信號(hào)S，且S - 20分貝時(shí)，信號(hào)H、S被發(fā)送至單片機(jī)，同時(shí)，單片機(jī)將照度感應(yīng)器捕獲的亮度L與夜間待命狀態(tài)下的LED模組亮度L_min做比較
若照度感應(yīng)器捕獲的亮度L小于或等于夜間待命狀態(tài)下的LED模組亮度L_min，即L -Lfflin,則單片機(jī)向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送指令，點(diǎn)亮LED模組；
若照度感應(yīng)器捕獲的亮度L大于或等于夜間有人通過(guò)狀態(tài)下LED模組亮度L_max，即L -L_max, LED模組保持當(dāng)前狀態(tài)不變；
在定時(shí)器設(shè)定時(shí)間以外
LED模組處于關(guān)閉狀態(tài)，各感應(yīng)器仍處于工作狀態(tài)當(dāng)紅外感應(yīng)器捕獲到信號(hào)H，或者聲音感應(yīng)器捕獲到噪音信號(hào)S，且S 2 30分貝時(shí)，信號(hào)H、S被發(fā)送至單片機(jī)若照度感應(yīng)器捕獲的亮度L小于或等于日間照明區(qū)域下LED模組的最低亮度L_1ot，即L s L 1ow,則單片機(jī)向LED模組發(fā)送指令，點(diǎn)亮LED模組的燈珠，所述的燈珠個(gè)數(shù)為n2，按如下公式進(jìn)行計(jì)算N
n =——
Λ Mi
式中，n2表示被點(diǎn)亮的燈珠個(gè)數(shù)，M2表示自然數(shù)，且有O CM2 < iV , Jf1本M2 ；
若照度感應(yīng)器捕獲的亮度大于日間照明區(qū)域下LED模組的最低亮度，則LED模組繼續(xù)保持關(guān)閉狀態(tài)；
12丨當(dāng)煙霧感應(yīng)器捕獲到煙霧信號(hào)Y時(shí)，將該信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)啟動(dòng)應(yīng)急狀態(tài)，點(diǎn)亮所有LED模組；
13)當(dāng)照明區(qū)域的聲音感應(yīng)器未捕獲到大于20分貝的噪音，或者紅外感應(yīng)器未捕獲到信號(hào)，需等待一段時(shí)間后(雖然聲音感應(yīng)器或紅外感應(yīng)器未能捕獲信號(hào)，但是也不能馬上關(guān)閉LED模組，這里需要等待一段時(shí)間，一般稱(chēng)為等待時(shí)間Tw，如5s 10s，如果是在走廊的話(huà)，5s左右，如是在地下停車(chē)場(chǎng)，等待時(shí)間可能為10s)，再將LED模組恢復(fù)至待命狀態(tài)(指在LED工作時(shí)段以?xún)?nèi)，LED模組燈珠部分點(diǎn)亮?xí)r所處的狀態(tài)，本實(shí)施方式中，是指LED模組中Ii1個(gè)燈珠亮起時(shí)的狀態(tài)，即為待命狀態(tài))或關(guān)閉狀態(tài)(是指在LED模組的工作時(shí)段以外，LED模組所處的狀態(tài))，在上述等待時(shí)間內(nèi)，照明區(qū)域內(nèi)LED模組均保持開(kāi)啟狀態(tài)不變；步驟4、終端計(jì)算機(jī)通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，若裝置出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，不能正常工作，管理人員以手動(dòng)方式發(fā)送控制命令，通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED模組的控制。煙霧感應(yīng)器感應(yīng)到了煙霧信號(hào)，流程如圖3所示。該流程開(kāi)始于步驟301。在步驟302，在定時(shí)器中設(shè)置LED模組的工作時(shí)段。在步驟303，煙霧感應(yīng)器未捕獲到煙霧信號(hào)，如火災(zāi)信號(hào)。在步驟304，單片機(jī)啟動(dòng)應(yīng)急狀態(tài)，點(diǎn)亮所有LED模組；
在步驟305，但當(dāng)危險(xiǎn)過(guò)去后，需要手動(dòng)停止應(yīng)急狀態(tài)，LED模組回到應(yīng)急狀態(tài)之前的狀態(tài)。若應(yīng)急狀態(tài)結(jié)束吋，LED模組在定時(shí)器設(shè)定的工作時(shí)段內(nèi)，就啟動(dòng)待命狀態(tài)，如果不在該時(shí)段，就關(guān)閉所有LED模組。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理
解，這些僅是舉例說(shuō)明，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變形或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種LED節(jié)能燈智能控制裝置，其特征在于包括LED模組、LED驅(qū)動(dòng)電路、感應(yīng)器、定時(shí)器、單片機(jī)、Zigbee網(wǎng)絡(luò)和終端計(jì)算機(jī)； 所述的LED模組，是用于區(qū)域照明的裝置； 所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，是用于對(duì)接收到的LED模組控制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置； 所述的感應(yīng)器與單片機(jī)連接，是用于檢測(cè)被照明區(qū)域的移動(dòng)物體、聲音、照度、煙霧，并將檢測(cè)到的信息輸出給單片機(jī)的裝置； 所述的定時(shí)器與單片機(jī)連接，是用于輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)給單片機(jī)，對(duì)照明區(qū)域的LED模組進(jìn)行定時(shí)的裝置； 所述的終端計(jì)算機(jī)通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)連接，是用于對(duì)感應(yīng)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)裝置運(yùn)行的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的LED節(jié)能燈智能控制裝置，其特征在于所述的感應(yīng)器包括紅外感應(yīng)器、聲音感應(yīng)器、光照感應(yīng)器和煙霧感應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED節(jié)能燈智能控制裝置，其特征在于檢測(cè)器檢測(cè)到的被照明區(qū)域的移動(dòng)物體，包括車(chē)流和人流。
4.采用權(quán)利要求所述的LED節(jié)能燈智能控制裝置對(duì)LED節(jié)能燈進(jìn)行控制的方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I、在定時(shí)器中設(shè)置LED模組的工作時(shí)段； 步驟2、采集信號(hào)，通過(guò)紅外線(xiàn)感應(yīng)器捕獲移動(dòng)物體信號(hào)H，聲音感應(yīng)器捕獲聲音信號(hào)S，照度感應(yīng)器捕獲照度信號(hào)L，煙霧感應(yīng)器捕獲煙霧信號(hào)Y，將采集到的信號(hào)上傳至所述單片機(jī)進(jìn)行分析； 步驟3、單片機(jī)根據(jù)步驟2采集到的信號(hào)，控制LED模組進(jìn)行照明； 在定時(shí)器時(shí)間內(nèi)夜間待命狀態(tài)下點(diǎn)亮的的LED模組的燈珠數(shù)為Ii1，按如下公式進(jìn)行計(jì)算
全文摘要
一種LED節(jié)能燈智能控制裝置及控制方法，裝置包括LED模組、LED驅(qū)動(dòng)電路、感應(yīng)器、定時(shí)器、單片機(jī)、Zigbee網(wǎng)絡(luò)和終端計(jì)算機(jī)。首先在定時(shí)器中設(shè)置LED模組的工作時(shí)段，通過(guò)感應(yīng)器采集信號(hào)，單片機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析，控制LED模組進(jìn)行照明。利用本發(fā)明的LED節(jié)能燈智能控制裝置，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)通過(guò)照明區(qū)域的人員及車(chē)輛信息，做到有人或有車(chē)“亮燈”，無(wú)人或無(wú)車(chē)“關(guān)燈”，實(shí)現(xiàn)按需照明，區(qū)域內(nèi)亮度足夠的情況下不啟動(dòng)照明裝置，最大程度達(dá)到照明節(jié)能的目的；實(shí)時(shí)監(jiān)控照明裝置的運(yùn)行情況，提高了小區(qū)管理部門(mén)的服務(wù)質(zhì)量，使小區(qū)百姓的生活質(zhì)量邁進(jìn)了一個(gè)新的臺(tái)階。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102711335SQ201210196590
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者丁宇, 代吉祥, 劉大可, 劉晶, 史大為, 周巍, 周鈺涵, 孫閱兵, 宋平玉, 岳占輝, 康家宇, 李印保, 李長(zhǎng)新, 楊磊, 林曉明, 梁亞松, 王文利, 王繼偉, 王瑩, 石慶生, 莫賀軍, 趙立松, 高昆 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新一代信息技術(shù)有限公司