一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的制作方法

本实用新型主要涉及生活领域，更具体地说，涉及一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统。

背景技术：

目前在人们快节奏的生活中，很多的人必须面对晚睡早起的生活状态，但是人都有惰性，大部分人早上起床很困难，在远古时代，我们的祖先没有闹钟可用，清晨，阳光射入眼睛和颅骨的半透明部分刺激松果体和脑垂体，随后激发肾上腺素进入血流，随着肾上腺素的水平上升，我们自然地醒来，精神饱满，头脑清醒，如果我们在黑暗中被闹钟声音惊醒，便没有这样的生理反应，而且会感觉不舒服，因此，提供一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统，模拟阳光照射，使身体自然舒服的醒来，是很有意义的研究方向。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统，通过设定时间，控制灯光逐渐变亮，刺激身体内的松果体和脑垂体，使人们自然醒来，达到一定亮度时，闹钟发声辅助叫醒人们。

为解决上述技术问题，本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统包括主控制器、时钟模块、时间设定按键、蜂鸣器、GPRS模块、智能终端、显示模块、驱动电路、第一灯组继电器、第二灯组继电器、第三灯组继电器、电源模块、充电控制电路，通过设定时间，控制灯光逐渐变亮，刺激身体内的松果体和脑垂体，使人们自然醒来，达到一定亮度时，闹钟发声辅助叫醒人们。

其中，所述时钟模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述时间设定按键的输出端连接着主控制器的输入端；所述主控制器的输出端连接着蜂鸣器的输入端；所述智能终端通过GPRS模块连接着主控制器；所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着驱动电路的输入端；所述驱动电路的输出端连接着第一灯组继电器的输入端；所述驱动电路的输出端连接着第二灯组继电器的输入端；所述驱动电路的输出端连接着第三灯组继电器的输入端；所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述电源模块连接着充电控制电路；所述充电控制电路的输出端连接着主控制器的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统所述主控制器采用STC89C52单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统所述时钟模块采用DS1302时钟芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统所述时间设定按键采用4×4矩阵按键。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统所述充电控制电路采用MAX1898充电芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统所述驱动电路采用74LS07驱动芯片。

控制效果：本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统，通过设定时间，控制灯光逐渐变亮，刺激身体内的松果体和脑垂体，使人们自然醒来，达到一定亮度时，闹钟发声辅助叫醒人们。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的主控制器的电路图。

图3为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的时钟模块的电路图。

图4为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的时间设定按键的电路图。

图5为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的蜂鸣器的电路图。

图6为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的显示模块的电路图。

图7为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的驱动电路的电路图。

图8为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的第一灯组继电器的电路图。

图9为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的第二灯组继电器的电路图。

图10为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的第三灯组继电器的电路图。

图11为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的GPRS模块的电路图。

图12为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的电源模块的电路图。

图13为本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的充电控制电路的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，本实施方式所述一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统包括主控制器、时钟模块、时间设定按键、蜂鸣器、GPRS模块、智能终端、显示模块、驱动电路、第一灯组继电器、第二灯组继电器、第三灯组继电器、电源模块、充电控制电路，通过设定时间，控制灯光逐渐变亮，刺激身体内的松果体和脑垂体，使人们自然醒来，达到一定亮度时，闹钟发声辅助叫醒人们。

其中，所述时钟模块的输出端连接着主控制器的输入端，时钟模块用于产生时钟信号给系统提供实时时间，时钟模块的SCLK引脚与主控制器的P3.6引脚相连接；时钟模块的RST引脚与主控制器的P3.5引脚相连接，RST引脚为输入信号，在读、写数据期间，必须为高；时钟模块的I/O引脚与主控制器的P3.7引脚相连接。

所述时间设定按键的输出端连接着主控制器的输入端，时间设定按键采用4×4矩阵按键，用于设定时间，时间设定按键的SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8端与主控制器的P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0引脚相连接；P2.7、P2.6、P2.5、P2.4构成按键的行线，P2.3、P2.2、P2.1、P2.0构成按键的列线；行线作为按键的控制输出端，按键的列线作为按键的输入端；在没有按键按下的情况下，P2.3、P2.2、P2.1、P2.0四个管脚的电平为高电平，如果有按键按下时，则相应的列线管脚为低电平，这时通过设置P2.3、P2.2、P2.1、P2.0为低电平触发中断方式，低电平就触发中断而进入中断服务程序，从而获得输入数据。

所述主控制器的输出端连接着蜂鸣器的输入端，主控制器用于向蜂鸣器发送控制信号，蜂鸣器LS1端与主控制器的P1.7引脚相连接，当主控制器的P1.7引脚低电平，三极管Q6集电极正偏，发射极反偏，三极管导通，驱动蜂鸣器发声报警。

所述智能终端通过GPRS模块连接着主控制器，智能终端采用智能手机或平板电脑，GPRS模块采用MC55模块，MC55模块除了具有CSM模块原有的功能外还支持分组业务功能，内嵌了TCP/IP协议，可以直接与Internet互通；它的数据输入、输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，且有固定的参数，8位数据位和1位停止位，无校验位，它与主控制器协同工作，共同完成数据的远程传输；智能手机通过GPRS模块接收主控制器传送的数据信息，主控制器的P1.6引脚与GPRS模块的IGT端相连接，用于启动MC55模块；主控制器的P3.0、P3.1引脚分别与GPRS模块的RXD0、TXD0端相连接，进行数据的输入输出；主控制器的P1.1引脚与GPRS模块的RINGO端相连接，作为数据传输的中断信号。

所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端，显示模块采用LCD12864液晶显示屏，主控制器用于向显示模块发送需要显示的数据信息，显示模块的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端与主控制器的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引脚相连接，用来显示数据；显示模块的RS端与主控制器的P3.2引脚相连接，用来控制数据命令；显示模块的R/W端与主控制器的P3.3引脚相连接，用来控制读写操作；显示模块的使能端E与主控制器的P3.4引脚相连接；主控制器的P3.2、P3.3、P3.4引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态。

所述主控制器的输出端连接着驱动电路的输入端，驱动电路采用74LS07作为驱动芯片，额定电压为5V，为了降低电磁干扰，采用光电耦合器TLP521-4进行光电隔离，避免驱动电路发生故障导致功率放大器中的高电平信号进入主控制器从而烧坏器件，光电耦合器TLP521-4的IN1端与主控制器的P1.2引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN2端与主控制器的P1.3引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN3端与主控制器的P1.4引脚相连接。

所述驱动电路的输出端连接着第一灯组继电器的输入端，驱动电路中的驱动芯片74LS07的1Y端与第一灯组继电器的JR1端相连接，当主控制器的P1.2引脚输出低电平信号，使驱动电路导通，第一灯组继电器K1线圈通电，常开触点闭合，第一灯组通电，第一灯组发光；当主控制器的P1.2引脚输出高电平信号，使驱动电路截止，第一灯组继电器K1线圈断电，闭合的触点打开，第一灯组断电，第一灯组熄灭。

所述驱动电路的输出端连接着第二灯组继电器的输入端，驱动电路中的驱动芯片74LS07的2Y端与第二灯组继电器的JR2端相连接，当主控制器的P1.3引脚输出低电平信号，使驱动电路导通，第二灯组继电器K2线圈通电，常开触点闭合，第二灯组通电，第二灯组发光；当主控制器的P1.3引脚输出高电平信号，使驱动电路截止，第二灯组继电器K2线圈断电，闭合的触点打开，第二灯组断电，第二灯组熄灭。

所述驱动电路的输出端连接着第三灯组继电器的输入端，驱动电路中的驱动芯片74LS07的3Y端与第三灯组继电器的JR3端相连接，当主控制器的P1.4引脚输出低电平信号，使驱动电路导通，第三灯组继电器K3线圈通电，常开触点闭合，第三灯组通电，第三灯组发光；当主控制器的P1.4引脚输出高电平信号，使驱动电路截止，第三灯组继电器K3线圈断电，闭合的触点打开，第三灯组断电，第三灯组熄灭。

所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端，电源模块采用+5V锂离子电池，电源模块用于给系统供电，保证系统正常工作，电源模块的+5V电压通过LM1117-3.3V芯片转换为+3.3V电压，电源模块的+5V电压通过LM1117-2.5V芯片转换为+2.5V电压，因此电源模块提供+5V、+3.3V和+2.5V的电压，通过VCC端口给系统供电。

所述电源模块连接着充电控制电路，充电控制电路采用MAX1898充电芯片，当电池充满后，MAX1898充电芯片的2脚CHG发送的脉冲电平会由低变高，并将这个状态变化传递给主控制器，主控制器检测到电池充满状态后，向蜂鸣器发送驱动信号，蜂鸣器发声提醒用户电池充满，并自动断电，充电控制电路的BATT端与电源模块的锂离子电池的正极相连接。

所述充电控制电路的输出端连接着主控制器的输入端，充电控制电路采用MAX1898充电芯片，当电池充满后，MAX1898充电芯片的2脚CHG发送的脉冲电平会由低变高，并将这个状态变化传递给主控制器，主控制器检测到电池充满状态后，向蜂鸣器发送驱动信号，蜂鸣器发声提醒用户电池充满，并自动断电，充电控制电路的CHG端与主控制器的P1.5引脚相连接。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述主控制器采用STC89C52单片机。所述STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构)，全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述时钟模块采用DS1302时钟芯片。所述DS1302时钟芯片具有一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。主要特点是采用串行数据传输，可以为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768Hz晶振。DS1302还可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，用于记录用户使用系统的时间点。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述时间设定按键采用4×4矩阵按键。通过4×4矩阵按键向系统输入设定时间，时间设定按键的SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8端与主控制器的P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0引脚相连接；P2.7、P2.6、P2.5、P2.4构成按键的行线，P2.3、P2.2、P2.1、P2.0构成按键的列线；行线作为按键的控制输出端，按键的列线作为按键的输入端；在没有按键按下的情况下，P2.3、P2.2、P2.1、P2.0四个管脚的电平为高电平，如果有按键按下时，则相应的列线管脚为低电平，这时通过设置P2.3、P2.2、P2.1、P2.0为低电平触发中断方式，低电平就触发中断而进入中断服务程序，从而获得输入数据。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述充电控制电路采用MAX1898充电芯片。所述MAX1898充电芯片是Maxim公司生产的锂离子电池充电芯片，但MAX1898的外围电路简单，易于焊接。充电芯片MAX1898内部的电路包括输入电流调节器、充电电流检测器、电压检测器、温度检测器、定时器和主控器。输入电流调节器是用于限制电源的总输入电流，包括充电电流与系统负载电流。如果检测到输入电流超过了设定的门限电流时，通过降低充电电流来控制输入电流。因为系统工作是电流变化范围较大，所有需要对电流进行智能检测。MAX1898外接限流型充电电源和P沟道场效应管或PNP三极管，可以对锂电池进行安全有效的快充，最大的特点是在不使用电感的情况下仍能保持很低的功率耗散，可以实现预充电，具有过压保护和温度保护功能以及为锂电池提供二次保护。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述驱动电路采用74LS07驱动芯片。采用74LS07作为驱动芯片，额定电压为5V，为了降低电磁干扰，74LS07驱动芯片与主控制器通过TLP521-4光电耦合器进行连接，TLP521-4连接至74LS07的1A、2A、3A端，采用光电耦合器TLP521-4进行光电隔离，避免驱动电路发生故障导致功率放大器中的高电平信号进入主控制器从而烧坏器件，光电耦合器TLP521-4的IN1端与主控制器的P1.2引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN2端与主控制器的P1.3引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN3端与主控制器的P1.4引脚相连接。

本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统的工作原理为：本实用新型一种通过渐变光唤醒人的闹钟系统，电源模块用于给系统提供+5V、+3.3V和+2.5V电压，保证系统的正常工作，通过充电控制电路控制电池的充电情况，当电池充满后，将状态信号传送给主控制器，主控制器检测到电池充满状态后，向蜂鸣器发送驱动信号，蜂鸣器发声提醒用户电池充满，并自动断电；由时钟模块给系统提供实时时间，并通过显示模块进行显示，通过时间设定按键设定定时时间，或者通过智能终端设定定时时间，通过GPRS模块发送给主控制器；系统在设定时间的前9min达到时，主控制器向驱动电路的IN1端发送低电平信号，接通第一灯组继电器，使第一灯组发光；系统在设定时间的前6min达到时，主控制器向驱动电路的IN2端发送低电平信号，接通第二灯组继电器，使第二灯组发光，同时第一灯组也同时发光；系统在设定时间的前3min达到时，主控制器向驱动电路的IN3端发送低电平信号，接通第三灯组继电器，使第三灯组发光，同时第一灯组和第二灯组同时发光；逐渐接通第一灯组、第二灯组、第三灯组，使室内光线越来越亮，达到模拟自然光的目的，使用户从熟睡过渡到浅睡，当达到系统设定时间时，主控制器驱动蜂鸣器发声，通过声音叫醒用户。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。