一种基于物联网的智能照明控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种智能照明技术领域，尤其是一种基于物联网的智能照明控制系统及其控制方法。

背景技术：

随着计算机及软件、信息技术的迅猛发展，智能技术逐渐渗透到各个领域，作为智能建筑的重要组成部分智能照明也迅速发展，但它仅仅只是从电气层面来考虑问题，显然有许多需要从建筑层面修正的问题。

现代高层办公大楼中，人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重，无论房间有人还是无人，经常是“长明灯”现象。

而传统照明系统中，配有传统镇流器的日光灯100hz的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳，降低了工作效率；照明双控电路，实现双控时用两个单刀双制开关，开关之间连接照明电缆，进行多点控制时开关之间的电缆连线增多，使线路安装变得非常复杂，工程施工难度增大，存在安全隐患；初始照度均设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计造成不必要的浪费。

技术实现要素：

发明目的：提供一种基于物联网的智能照明控制系统，以解决上述问题。

技术方案：一种基于物联网的智能照明控制系统，包括：

一种基于物联网的智能照明控制系统，其特征在于，包括以下模块：

用于通过红外感应器h1的辐射热效应来感知检测范围内的温度变换，进而控制电路通断的红外感应模块；

用于将收集的光信号转换为电信号，根据自然光的亮度，控制调节热敏电阻rs的阻值，进而改变输出电压的光敏感应模块；

用于对灯具的亮度进行自主调节，进而满足所需照明的亮度的pwn光亮调节模块；

用于接收红外感应模块和光敏感应模块的感应导通电压，从而根据导通电压延时控制照明时间的延时触发模块；

用于对导通的电压进行限流调节，稳定输出电压，降低频闪的镇流模块。

根据本发明的一个方面，所述红外感应模块包括电容c1、电阻r1、二极管d1、二极管d2、电容c2、电容c4、二极管d3、电阻r2、可变电阻rv1、红外感应器h1、红外接收器u6、三极管q1、二极管d4、三极管q2、可控二极管u1、二极管d23，其中所述电容c1一端分别与电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述电容c1另一端分别与二极管d1正极端、电阻r1另一端、二极管d2负极端连接；所述二极管d2正极端分别与交流电ac220v零线、电容c2一端、电容c4负极端、二极管d3正极端、红外接收器u6引脚4、二极管d4负极端、三极管q2基极端、可控硅u1负极端连接；所述二极管d1负极端分别与电容c2另一端、电阻r2一端、三极管q1发射极端、三极管q2集电极端连接；所述电阻r2另一端分别与电容c4正极端、二极管d3负极端、红外接收器u6引脚5连接；所述红外接收器u6引脚1分别与红外感应器h1一端、可变电阻rv1引脚2连接；所述红外接收器u6引脚2分别与红外感应器h1另一端、可变电阻rv1引脚1和引脚3连接；所述红外接收器u6引脚3与三极管q1基极端连接；所述三极管q1集电极端与二极管d4正极端连接；所述三极管q2发射极端与可控硅u1引脚1连接；所述可控硅u1引脚正极端与二极管d23正极端连接。

根据本发明的一个方面，所述光敏感应模块包括光敏电阻rs、二极管d9、可变电阻rv2、电容c3、电阻r3、可控硅u2、二极管d5、二极管d6、二极管d8、二极管d7、二极管d21、二极管d22，其中所述光敏电阻rs一端分别与可变电阻rv2引脚1和引脚3、电阻r3一端、二极管d9正极端连接；所述光敏电阻rs另一端分别与电容c3一端、二极管d7正极端、二极管d8正极端、可控硅u2负极端连接；所述二极管d9负极端分别与电容c3另一端、可控硅u2引脚1、可变电阻rv2引脚2连接；所述电阻r3另一端与二极管d5负极端连接；所述二极管d5正极端分别与二极管d8负极端、二极管d21正极端、电容c1一端、电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述可控硅u2正极端与二极管d6负极端连接；所述二极管d6正极端分别与二极管d7负极端、二极管d22正极端、二极管d2正极端、交流电ac220v零线、电容c2一端、电容c4负极端、二极管d3正极端、红外接收器u6引脚4、二极管d4负极端、三极管q2基极端、可控硅u1负极端连接。

根据本发明的一个方面，所述pwn光亮调节模块包括二极管d10、电阻r4、可变电阻rv3、电容c5、二极管d11、定时器u3、电阻r5、三极管q3、可变电阻rv5、电容c10、二极管d19，其中所述二极管d10正极端分别与电阻r4一端、二极管d11负极端、定时器u3引脚4连接；所述二极管d10负极端与可变电阻rv3引脚2连接；所述可变电阻rv3引脚1分别与电容c5正极端、定时器u3引脚2和5连接；所述电阻r4另一端分别与定时器u3引脚8、二极管d19正极端、电容c10一端、二极管d5正极端、二极管d8负极端、二极管d21正极端、电容c1一端、电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述电容c5负极端分别与定时器u3、三极管q3发射极端、电容c10另一端、地线gnd、二极管d6正极端、二极管d7负极端、二极管d22正极端、二极管d2正极端、交流电ac220v零线、电容c2一端、电容c4负极端、二极管d3正极端、红外接收器u6引脚4、二极管d4负极端、三极管q2基极端、可控硅u1负极端连接；所述三极管q3基极端与电阻r5一端连接；所述电阻r5另一端与定时器u3引脚6连接；所述三极管q3集电极端与可变电阻rv5引脚2连接。

根据本发明的一个方面，所述延时触发模块包括熔断器r11、二极管d24、电容c9、电阻r10、电容c8、开关sb、定时器u4、可变电阻rv4、电阻r9、继电器s1、触发开关sb1，其中所述熔断器r11一端分别与二极管d24正极端、电阻r4另一端定时器u3引脚8、二极管d19正极端、电容c10一端、二极管d5正极端、二极管d8负极端、二极管d21正极端、电容c1一端、电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述熔断器r11另一端与电阻r10一端连接；电阻r10另一端分别与电阻r9一端、定时器u4引脚8连接；所述二极管d24负极端定时器u4引脚5、引脚2和引脚4、可变电阻rv4引脚1和引脚2、开关sb一端、电容c8正极端连接；所述电容c8负极端分别与开关sb另一端、电容c9一端、地线gnd、二极管d23负极端、二极管d22负极端、继电器s1一端连接；所述电容c9另一端与定时器u4引脚1连接；所述可变电阻rv4引脚3与电阻r9另一端连接；所述定时器u4引脚6与二极管d21负极端连接；所述定时器u4引脚3另一端分别与继电器s1另一端、触发开关sb1另一端连接。

根据本发明的一个方面，所述镇流模块包括二极管d15、二极管d13、二极管d12、二极管d14、电容c6、稳压器u5、电容c7、电感l1、二极管d16、二极管d17、二极管d18、电阻r6、电阻r7、电阻r8，其中所述二极管d15负极端分别与二极管d13正极端、二极管d19负极端、触发开关sb1一端连接；所述二极管d13负极端分别与二极管d14负极端、电容c6正极端、稳压器u5引脚1连接；所述二极管d14正极端分别与二极管d12负极端、二极管d20负极端、电容c8负极端、开关sb另一端、电容c9一端、地线gnd、二极管d23负极端、二极管d22负极端、继电器s1一端连接；所述二极管d12正极端分别与二极管d15正极端、电容c6负极端、稳压器u5引脚2、地线gnd、电容c7负极端、二极管d16负极端、二极管d17负极端、二极管d18负极端连接；所述稳压器u5引脚3分别与电容c7正极端、电感l1一端连接；所述电感l1另一端分别与电阻r7一端、电阻r6一端、电阻r8一端连接；所述电阻r6另一端与二极管d16正极端连接；所述电阻r7另一端与二极管d17正极端连接；所述电阻r8另一端与二极管d18负极端连接。

根据本发明的一个方面，所述电容c4、所述电容c6、所述电容c7型号为电解电容；所述二极管d2、所述二极管d10、所述二极管d11、所述二极管d12、所述二极管d13、所述二极管d14型号均为稳压二极管；所述三极管q2、所述三极管q3型号均为npn；所述三极管q1型号为pnp；所述红外感应器h1型号为irtp300l所述红外接收器u6型号为hn911l；所述光敏电阻rs型号为gl5516；所述定时器u3、所述定时器u4型号均为555。

根据本发明的一个方面，一种基于物联网的智能照明控制系统的控制方法，其特征在于以下步骤：

步骤1、通过红外感应器h1的辐射热效应，来感知检测范围内的热辐射使红外接收器u6接收到温度的变化，进而根据温度的变化向三极管q1发送电压导通指令，进而将导通电压传递给三极管q2，而可变电阻rv1根据阻值的变化控制感应范围，进而对检测的范围进行调节，可控硅u1引脚1接收导通电压，从而使可控硅u1导通，进而将导通电压传递给延时触发模块；

步骤2、通过光敏电阻rs将光信号转换为输出电信号，进而根据自然光的亮度，自动调节输出电压，从而将变化的电压值传递给延时触发模块，进而控制镇流模块灯具的亮度，而二极管d9、二极管d5、二极管d6、二极管d8和二极管d7用于限制电压的单向传输，减少复杂路径的电能消耗，而可变电阻rv2根据阻值的变化调节光敏亮度范围；

步骤3、通过可变电阻rv5串接在电路中进而通过阻值的可调节性，调节输出电压值，而可变电阻rv3根据阻值的变化，控制电压的传输方向，从而使定时器u3得电，进而控制电压的输出响应，而pwn光亮调节模块采用直控式的调节方式，进而能够快速调节灯具的亮度；

步骤4、再通过触发器u4接收红外感应模块和光敏感应模块的感应导通电压，根据延时智能控制照明时间；而开关sb能够实现简单开关的照明控制，从而控制照明电路的通断，而电容c8为交流电路中并联开关sb提供低阻抗通路，减小阻值损耗；

步骤5、通过二极管d15、二极管d13、二极管d12和二极管d14组成整流电路，从而调整传输电流，电容c6和电容c7组成滤波电路，过滤传输电压中干扰频段，进而用于启动和限流，使灯具工作在稳定的环境中，根据自然光以及感应电路控制照明亮度和照明时间，进而降低照明消耗，实现智能控制。

有益效果：本发明设计一种基于物联网的智能照明控制系统及其控制方法，智能照明系统中光敏感应模块通过测定工作面的亮度，与设定值比较来控制照明开关，这样可以利用自然光亮度降低照明消耗，进而达到节能的目的，智能照明系统既能分散控制又能集中管理，在大楼的中央控制室，管理人员通过延时触发模块中的开关sb操作按钮即可关闭无人房间的照明灯具，进而实现远距离控制，减小长明灯现象；光敏感应模块在靠近窗户感应自然采光较好的场所时，会利用自然光照明，调节到最合适的照明，当天气发生变化时，仍能自动将照度调节到最合适的亮度，进而减少电能的损耗；延时触发模块中开关sb之间仅用一条总线连接，控制电压的通断，进而简化线路的安装；采用pwn光亮调节模块后，虽然照度还是偏高设计，但由于可以智能调光，将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度，而不受灯具效率降低和延时触发模块的影响，进而达到节约能源效果；而红外感应模块，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度，只有当所有的办公区域内的人走完后才将灯调到安全状态或关闭，此外，还可以通过手动控制开关sb的通断，pwn光亮调节模块通过阻值的变换改变输出电压，进而改变各区域的光照度，进而适应各种场合的不同亮度要求。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的智能照明控制系统分布图。

图3是本发明的红外感应模块电路图。

图4是本发明的光敏感应模块电路图。

图5是本发明的pwn光亮调节模块电路图。

图6是本发明的延时触发模块电路图。

图7是本发明的镇流模块电路图。

具体实施方式

如图1所示，在该实施例中，一种基于物联网的智能照明控制系统，包括：

一种基于物联网的智能照明控制系统，其特征在于，包括以下模块：

用于通过红外感应器h1的辐射热效应来感知检测范围内的温度变换，进而控制电路通断的红外感应模块；

用于将收集的光信号转换为电信号，根据自然光的亮度，控制调节热敏电阻rs的阻值，进而改变输出电压的光敏感应模块；

用于对灯具的亮度进行自主调节，进而满足所需照明的亮度的pwn光亮调节模块；

用于接收红外感应模块和光敏感应模块的感应导通电压，从而根据导通电压延时控制照明时间的延时触发模块；

用于对导通的电压进行限流调节，稳定输出电压，降低频闪的镇流模块。

在进一步的实施例中，如图3所示，所述红外感应模块包括电容c1、电阻r1、二极管d1、二极管d2、电容c2、电容c4、二极管d3、电阻r2、可变电阻rv1、红外感应器h1、红外接收器u6、三极管q1、二极管d4、三极管q2、可控二极管u1、二极管d23。

在更进一步的实施例中，所述红外感应模块中所述电容c1一端分别与电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述电容c1另一端分别与二极管d1正极端、电阻r1另一端、二极管d2负极端连接；所述二极管d2正极端分别与交流电ac220v零线、电容c2一端、电容c4负极端、二极管d3正极端、红外接收器u6引脚4、二极管d4负极端、三极管q2基极端、可控硅u1负极端连接；所述二极管d1负极端分别与电容c2另一端、电阻r2一端、三极管q1发射极端、三极管q2集电极端连接；所述电阻r2另一端分别与电容c4正极端、二极管d3负极端、红外接收器u6引脚5连接；所述红外接收器u6引脚1分别与红外感应器h1一端、可变电阻rv1引脚2连接；所述红外接收器u6引脚2分别与红外感应器h1另一端、可变电阻rv1引脚1和引脚3连接；所述红外接收器u6引脚3与三极管q1基极端连接；所述三极管q1集电极端与二极管d4正极端连接；所述三极管q2发射极端与可控硅u1引脚1连接；所述可控硅u1引脚正极端与二极管d23正极端连接。

在进一步的实施例中，如图4所示，所述光敏感应模块包括光敏电阻rs、二极管d9、可变电阻rv2、电容c3、电阻r3、可控硅u2、二极管d5、二极管d6、二极管d8、二极管d7、二极管d21、二极管d22。

在更进一步的实施例中，所述光敏感应模块中所述光敏电阻rs一端分别与可变电阻rv2引脚1和引脚3、电阻r3一端、二极管d9正极端连接；所述光敏电阻rs另一端分别与电容c3一端、二极管d7正极端、二极管d8正极端、可控硅u2负极端连接；所述二极管d9负极端分别与电容c3另一端、可控硅u2引脚1、可变电阻rv2引脚2连接；所述电阻r3另一端与二极管d5负极端连接；所述二极管d5正极端分别与二极管d8负极端、二极管d21正极端、电容c1一端、电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述可控硅u2正极端与二极管d6负极端连接；所述二极管d6正极端分别与二极管d7负极端、二极管d22正极端、二极管d2正极端、交流电ac220v零线、电容c2一端、电容c4负极端、二极管d3正极端、红外接收器u6引脚4、二极管d4负极端、三极管q2基极端、可控硅u1负极端连接。

在进一步的实施例中，如图5所示，所述pwn光亮调节模块包括二极管d10、电阻r4、可变电阻rv3、电容c5、二极管d11、定时器u3、电阻r5、三极管q3、可变电阻rv5、电容c10、二极管d19。

在更进一步的实施例中，所述pwn光亮调节模块中所述二极管d10正极端分别与电阻r4一端、二极管d11负极端、定时器u3引脚4连接；所述二极管d10负极端与可变电阻rv3引脚2连接；所述可变电阻rv3引脚1分别与电容c5正极端、定时器u3引脚2和5连接；所述电阻r4另一端分别与定时器u3引脚8、二极管d19正极端、电容c10一端、二极管d5正极端、二极管d8负极端、二极管d21正极端、电容c1一端、电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述电容c5负极端分别与定时器u3、三极管q3发射极端、电容c10另一端、地线gnd、二极管d6正极端、二极管d7负极端、二极管d22正极端、二极管d2正极端、交流电ac220v零线、电容c2一端、电容c4负极端、二极管d3正极端、红外接收器u6引脚4、二极管d4负极端、三极管q2基极端、可控硅u1负极端连接；所述三极管q3基极端与电阻r5一端连接；所述电阻r5另一端与定时器u3引脚6连接；所述三极管q3集电极端与可变电阻rv5引脚2连接。

在进一步的实施例中，如图6所示，所述延时触发模块包括熔断器r11、二极管d24、电容c9、电阻r10、电容c8、开关sb、定时器u4、可变电阻rv4、电阻r9、继电器s1、触发开关sb1。

在更进一步的实施例中，所述延时触发模块中所述熔断器r11一端分别与二极管d24正极端、电阻r4另一端定时器u3引脚8、二极管d19正极端、电容c10一端、二极管d5正极端、二极管d8负极端、二极管d21正极端、电容c1一端、电阻r1、交流电ac220v火线端连接；所述熔断器r11另一端与电阻r10一端连接；电阻r10另一端分别与电阻r9一端、定时器u4引脚8连接；所述二极管d24负极端定时器u4引脚5、引脚2和引脚4、可变电阻rv4引脚1和引脚2、开关sb一端、电容c8正极端连接；所述电容c8负极端分别与开关sb另一端、电容c9一端、地线gnd、二极管d23负极端、二极管d22负极端、继电器s1一端连接；所述电容c9另一端与定时器u4引脚1连接；所述可变电阻rv4引脚3与电阻r9另一端连接；所述定时器u4引脚6与二极管d21负极端连接；所述定时器u4引脚3另一端分别与继电器s1另一端、触发开关sb1另一端连接。

在进一步的实施例中，如图7所示，所述镇流模块包括二极管d15、二极管d13、二极管d12、二极管d14、电容c6、稳压器u5、电容c7、电感l1、二极管d16、二极管d17、二极管d18、电阻r6、电阻r7、电阻r8。

在更进一步的实施例中，所述镇流模块中所述二极管d15负极端分别与二极管d13正极端、二极管d19负极端、触发开关sb1一端连接；所述二极管d13负极端分别与二极管d14负极端、电容c6正极端、稳压器u5引脚1连接；所述二极管d14正极端分别与二极管d12负极端、二极管d20负极端、电容c8负极端、开关sb另一端、电容c9一端、地线gnd、二极管d23负极端、二极管d22负极端、继电器s1一端连接；所述二极管d12正极端分别与二极管d15正极端、电容c6负极端、稳压器u5引脚2、地线gnd、电容c7负极端、二极管d16负极端、二极管d17负极端、二极管d18负极端连接；所述稳压器u5引脚3分别与电容c7正极端、电感l1一端连接；所述电感l1另一端分别与电阻r7一端、电阻r6一端、电阻r8一端连接；所述电阻r6另一端与二极管d16正极端连接；所述电阻r7另一端与二极管d17正极端连接；所述电阻r8另一端与二极管d18负极端连接。

在进一步的实施例中，所述电容c4、所述电容c6、所述电容c7型号为电解电容；所述二极管d2、所述二极管d10、所述二极管d11、所述二极管d12、所述二极管d13、所述二极管d14型号均为稳压二极管；所述三极管q2、所述三极管q3型号均为npn；所述三极管q1型号为pnp；所述红外感应器h1型号为irtp300l所述红外接收器u6型号为hn911l；所述光敏电阻rs型号为gl5516；所述定时器u3、所述定时器u4型号均为555。

在进一步的实施例中，一种基于物联网的智能照明控制系统的控制方法，其特征在于以下步骤：

步骤1、通过红外感应器h1的辐射热效应，来感知检测范围内的热辐射使红外接收器u6接收到温度的变化，进而根据温度的变化向三极管q1发送电压导通指令，进而将导通电压传递给三极管q2，而可变电阻rv1根据阻值的变化控制感应范围，进而对检测的范围进行调节，可控硅u1引脚1接收导通电压，从而使可控硅u1导通，进而将导通电压传递给延时触发模块；

步骤2、通过光敏电阻rs将光信号转换为输出电信号，进而根据自然光的亮度，自动调节输出电压，从而将变化的电压值传递给延时触发模块，进而控制镇流模块灯具的亮度，而二极管d9、二极管d5、二极管d6、二极管d8和二极管d7用于限制电压的单向传输，减少复杂路径的电能消耗，而可变电阻rv2根据阻值的变化调节光敏亮度范围；

步骤3、通过可变电阻rv5串接在电路中进而通过阻值的可调节性，调节输出电压值，而可变电阻rv3根据阻值的变化，控制电压的传输方向，从而使定时器u3得电，进而控制电压的输出响应，而pwn光亮调节模块采用直控式的调节方式，进而能够快速调节灯具的亮度；

步骤4、再通过触发器u4接收红外感应模块和光敏感应模块的感应导通电压，根据延时智能控制照明时间；而开关sb能够实现简单开关的照明控制，从而控制照明电路的通断，而电容c8为交流电路中并联开关sb提供低阻抗通路，减小阻值损耗；

步骤5、通过二极管d15、二极管d13、二极管d12和二极管d14组成整流电路，从而调整传输电流，电容c6和电容c7组成滤波电路，过滤传输电压中干扰频段，进而用于启动和限流，使灯具工作在稳定的环境中，根据自然光以及感应电路控制照明亮度和照明时间，进而降低照明消耗，实现智能控制。

总之，本发明具有以下优点：红外感应模块通过红外感应器h1的辐射热效应，从而感知检测范围内的热辐射使红外接收器u6接收到温度的变化，进而向三极管q1发送导通电压，而可变电阻rv1根据阻值的变化控制感应范围，电容c1具有通交隔直特性，电阻r1降低输入电压，进而调节到元器件工作的安全电压，二极管d1和二极管d2限制电压的传输方向，具有单向导电性；而光敏感应模块是利用光敏电阻将光信号转换为输出电信号，进而根据自然光的亮度，自动调节室内照明，而二极管d9限制电压的单向传输，可控硅u2通过获取导通电压控制正极端电压的传输，电容c3获取储存电能，提高光敏电阻rs的转换响应速度；再通过pwn光亮调节模块中可变电阻rv5串接在电路中进而通过阻值的变化，调节输出电压值，而三极管q3基极端获取定时器u3电压的触发时间，进而控制集电极端的导通，将导通电压传递给镇流模块；而延时触发模块接收红外感应模块和光敏感应模块的感应导通电压，根据延时智能控制照明时间；而开关sb实现简单开关的照明操作，电容c9过滤定时器u4运行中产生的干扰频段；而镇流模块用于启动和限流，进而使灯具工作稳定；从而根据自然光以及感应电路控制照明亮度和照明时间，进而降低照明消耗。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。