一种基于环境反馈的照明控制系统及方法与流程

1.本发明涉及一种环境反馈控制技术领域，尤其是一种基于环境反馈的照明控制系统及方法。


背景技术：

2.环境反馈通过环境的改变反馈出改变后的环境状态，而反馈是将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程，例如，对于环境胁迫状况的响应；通过传感器接收环境的反馈来改变环境中的（温度、湿度、照明）状态，进而需要对环境反馈建立一个控制途径。
3.现有的基于环境反馈的控制方式还比较缺少，而对于单一控制方式来说，应用范围小，使用性低，缺少能够有效果的根据环境的反馈控制照明，对于照明控制而言，无法从输入电源到控制再到输出进行逐一处理，照明控制其中一个处理过程不完善，都会影响照明控制输出电源；传统的照明控制无法对光线瞬间变化的干扰进行调整（例如短时的走廊或路边灯光的亮光干扰），不仅会影响照明效果，还会出现频闪，进而使行人感觉不适。


技术实现要素：

4.发明目的：提供一种基于环境反馈的照明控制系统，并进一步提出一种基于上述控制系统的控制方法，以解决现有技术存在的上述问题。
5.技术方案：第一方面，提供了一种基于环境反馈的照明控制系统，该系统包括：调光控制模块，用于通过双向晶闸管u1和双向晶闸管u2的协作控制照明系统的开和关，以及亮度的调节；亮度传感模块，获取调光控制模块导通电压，并根据环境亮度的反馈控制电压的通断；声控感应模块，与亮度传感模块并联，获取调光控制模块导通电压，并通过环境声音的反馈控制电压的通断；延时触发模块，用于接收亮度传感模块和声控感应模块两路电信号，并通过延时触发，控制照明电压的输出。
6.在第一方面的一些可实现方式中，所述调光控制模块还包括过零检测单元和稳压单元，所述过零检测单元，用于对照明系统中传输的交流电源进行检测，诊断照明控制系统故障点，并作为开关电路进行控制；所述稳压单元，用于对过零检测单元中导通交流电源进行稳压，并输出稳压值至亮度传感模块和声控感应模块。
7.在第一方面的一些可实现方式中，所述调光控制模块中双向晶闸管u1和双向晶闸管u2的协作控制照明系统的开和关，以及亮度的调节；所述过零检测单元中耦合器u4和耦合器u5进行漏电光耦隔离，电阻r11分压后，再经过电感l2进行稳流；
所述稳压单元中电容c2对传输中获取的电荷进行存储；所述亮度传感模块中二极管d1的单向传输反馈亮度传感模块导通电压向延时触发模块；所述声控感应模块中电容c3和电容c4对声控感应电路进行补偿；所述延时触发模块中电容c5和电阻r10组成rc电路，所述rc电路作为延时电路，并根据定时器u3设定导通触发时间。
8.在第一方面的一些可实现方式中，所述调光控制模块包括电阻r1、电容c1、双向晶闸管u1、电阻r2和双向晶闸管u2，其中，所述电阻r1一端分别与双向晶闸管u1引脚3、双向晶闸管u2引脚3、交流电源ac正极输入端和过零检测单元b1端口连接；所述电阻r1另一端与电容c1正极端连接；所述电容c1负极端分别与双向晶闸管u1引脚2和电阻r2一端连接；所述电阻r2另一端分别与双向晶闸管u1引脚1、双向晶闸管u2引脚2和过零检测单元a1端口连接；双向晶闸管u2引脚1和过零检测单元a2端口连接。
9.在第一方面的一些可实现方式中，所述过零检测单元包括电感l1、耦合器u4、耦合器u5、电阻r11、电感l2、电感l3、非门f1和非门f2，其中，电感l1一端与a1端口连接；所述电感l1另一端分别与电阻r11一端、耦合器u4引脚1和耦合器u5引脚4连接；所述电阻r11另一端与电感l2一端连接；所述电感l2另一端分别与耦合器u4引脚2、电感l3一端和非门f1引脚1连接；所述非门f1引脚2与b1端口连接；所述耦合器u4引脚4与a2端口和耦合器u5引脚1连接；所述电感l3另一端分别与耦合器u5引脚2和非门f2引脚1连接；所述非门f2引脚2与b2端口连接；所述耦合器u4引脚3与地线gnd连接；所述耦合器u5引脚3与地线gnd连接。
10.在第一方面的一些可实现方式中，所述稳压单元包括电阻r3、三极管q1、灯led和电容c2，其中，所述电阻r3一端分别与三极管q1集电极端和双向晶闸管u2引脚3连接；所述电阻r3另一端分别与灯led正极端和三极管q1基极端连接；所述灯led负极端分别与过零检测单元b2端口和电容c2一端连接；所述电容c2另一端与三极管q1发射极端连接。
11.在第一方面的一些可实现方式中，所述亮度传感模块包括亮度传感器g、可变电阻rv1、电阻r5、三极管q2、电阻r4、二极管d1，其中，所述亮度传感器g负极端分别与电阻r5一端、可变电阻rv1引脚1和引脚2连接；所述电阻r5另一端与三极管q2基极端连接；所述三极管q2集电极端与电阻r4一端连接；所述电阻r4另一端与二极管d1正极端连接；所述三极管q2发射极端分别与亮度传感器g正极端和电容c2另一端连接；所述可变电阻rv1引脚3分别与电容c2一端和交流电源ac负极输出端连接。
12.在第一方面的一些可实现方式中，所述声控感应模块包括电阻r6、电容c3、电阻r7、电阻r8、电容c3、电容c4、电阻r9、三极管q4、三极管q3和声控传感器s，其中，所述电阻r6一端分别与电阻r7一端、电阻r8一端、二极管d2正极端和电容c2另一端连接；所述电阻r6另一端分别与电容c3一端和声控传感器s正极端连接；所述声控传感器s负极端分别与三极管q3发射极端、地线gnd和三极管q4发射极端连接；所述电容c3另一端分别与电阻r7另一端、电容c4一端和三极管q3基极端连接；所述三极管q3集电极端分别与电阻r8另一端和三极管q4基极端连接；所述电容c4另一端分别与电阻r9一端和三极管q4集电极端连接；所述电阻r9另一端分别与可变电阻rv1引脚3和电容c2一端连接。
13.在第一方面的一些可实现方式中，所述延时触发模块包括继电器t、触发开关s、二极管d3、定时器u3、接口j1、电容c5、电阻r10，其中，所述定时器u3引脚3分别与电容c5一端、
二极管d1负极端和二极管d2负极端连接；所述定时器u3引脚4分别与二极管d3负极端和继电器t一端连接；所述继电器t另一端分别与二极管d3正极端、定时器u3引脚1、电阻r10一端、电阻r9另一端和接口j1正极连接；所述电阻r10另一端分别与定时器u3引脚2和电容c5另一端连接；所述触发开关一端与电阻r1一端连接；所述触发开关s另一端与接口j1负极连接。
14.第二方面，提供一种基于环境反馈的照明控制方法，该方法包括，如下步骤：步骤一、调光控制模块中过零检测单元，当双向晶闸管u1引脚3检测到的电压，符合设定导通电压条件时，双向晶闸管u1导通，并触发双向晶闸管u2导通；当双向晶闸管u1引脚3检测到的电压，不符合设定导通电压条件时，双向晶闸管u1截止，并触发双向晶闸管u2截止；在通过双向晶闸管u1和双向晶闸管u2的协作控制照明系统的开和关，以及亮度的调节；步骤二、过零检测单元中电感l1取双向晶闸管u1导通和双向晶闸管u2导通电压，并经耦合器u4和耦合器u5进行漏电光耦隔离，电阻r11分压后，再经过电感l2进行稳流；当非门f1和非门f2输入端的电压符合设定的导通电压时，非门f1和非门f2导通，当非门f1和非门f2输入端的电压不符合设定的导通电压时，非门f1和非门f2截止，通过过零检测反复导通和截止，判断并检测电压的零点；步骤三、稳压单元中电阻r3和三极管q1公共端获取过零检测单元的导通电压，并经三极管q1基极端通过电阻r3获取导通电压，灯led亮表示稳压电路处于正常处理状态，在通过电容c2对传输中获取的电荷进行存储；步骤四、亮度传感模块中亮度传感器g正极端获取稳压单元输出电压，对环境中的亮度进行检测，通过可变电阻rv1调节控制亮度检测的范围，三极管q2作为开关控制，并根据亮度传感器g的检测范围控制电源的导通，通过二极管d1的单向传输反馈亮度传感模块导通电压向延时触发模块；步骤五、声控感应模块中声控传感器s正极端获取稳压单元输出电压，对环境中的声音信号进行接收并根据接收信号的通断控制三极管q3和三极管q4的通断；其中，电阻r6、电阻r7和电阻r8分别调整对应支路电压值，电容c3和电容c4对声控感应电路进行补偿；对补偿完成后的电路通过三极管q4进行导通，将导通电压反馈至延时触发模块；步骤六、延时触发模块中定时器u3接收亮度传感模块和声控感应模块导通电压，在通过二极管d1和二极管d2控制单向传输方向，电容c5和电阻r10组成rc电路，所述rc电路作为延时电路，并根据定时器u3设定导通触发时间，当达到导通触发时间时二极管d3反向连接，正负极端交流电源，进而对继电器t进行保护，继电器t获取导通电压时吸附触发开关s，并向接口j1传输导通电压，进而接口j1获取交流电源正负电压，并通过接口j1连接照明设备，并且根据环境的反馈控制照明系统的运行。
15.在第一方面的一些可实现方式中，所述耦合器u4和耦合器u5型号均为pc817；所述电容c1型号为电解电容；所述三极管q1、三极管q3和三极管q4型号均为npn；所述三极管q2型号均为pnp；所述定时器u3型号为555；所述非门f1和非门f2型号为cd4011。
16.有益效果：本发明设计一种基于环境反馈的照明控制系统及方法，通过环境的改变反馈出改变后的环境状态，进而利用接收改变后的环境状态来驱动照明设备的运行，针对单一控制，通过两组互不干扰并联控制环境感应路径，接收环境变化反馈信号，并根据环
境反馈控制照明设备的运行，其次，在对输入的交流电源进行检测诊断，确保符合照明控制系统所需电源，再通过过零检测反复导通和截止，判断并检测电压的零点；以及稳压和延时触发进行逐一处理，避免受影响的电源传输，另外，通过延时触发的控制避免照明光线瞬间变化产生视觉不适，再通过各个模块的单独控制，能够准确确保模块的运行安全。
附图说明
17.图1是本发明的结构框图。
18.图2是本发明的照明控制系统分布图。
19.图3是本发明的过零检测单元示意图。
具体实施方式
20.如图1所示，在该实施例中，一种基于环境反馈的照明控制系统，包括：调光控制模块包括电阻r1、电容c1、双向晶闸管u1、电阻r2和双向晶闸管u2。
21.过零检测单元包括电感l1、耦合器u4、耦合器u5、电阻r11、电感l2、电感l3、非门f1和非门f2。、稳压单元包括电阻r3、三极管q1、灯led和电容c2。
22.亮度传感模块包括亮度传感器g、可变电阻rv1、电阻r5、三极管q2、电阻r4、二极管d1。
23.声控感应模块包括电阻r6、电容c3、电阻r7、电阻r8、电容c3、电容c4、电阻r9、三极管q4、三极管q3和声控传感器s。
24.延时触发模块包括继电器t、触发开关s、二极管d3、定时器u3、接口j1、电容c5、电阻r10。
25.为了能够对输入的交流电源进行检测控制，进而通过调光控制模块中所述电阻r1一端分别与双向晶闸管u1引脚3、双向晶闸管u2引脚3、交流电源ac正极输入端和过零检测单元b1端口连接；所述电阻r1另一端与电容c1正极端连接；所述电容c1负极端分别与双向晶闸管u1引脚2和电阻r2一端连接；所述电阻r2另一端分别与双向晶闸管u1引脚1、双向晶闸管u2引脚2和过零检测单元a1端口连接；双向晶闸管u2引脚1和过零检测单元a2端口连接；当双向晶闸管u1引脚3检测到的电压，符合设定导通电压条件时，双向晶闸管u1导通，并触发双向晶闸管u2导通；当双向晶闸管u1引脚3检测到的电压，不符合设定导通电压条件时，双向晶闸管u1截止，并触发双向晶闸管u2截止；在通过双向晶闸管u1和双向晶闸管u2的协作控制照明系统的开和关，以及对照明亮度的调节，阻止不稳定电源的输入。
26.为了能够通过反复导通和截止，判断并检测电压，进而通过过零检测单元中电感l1一端与a1端口连接；所述电感l1另一端分别与电阻r11一端、耦合器u4引脚1和耦合器u5引脚4连接；所述电阻r11另一端与电感l2一端连接；所述电感l2另一端分别与耦合器u4引脚2、电感l3一端和非门f1引脚1连接；所述非门f1引脚2与b1端口连接；所述耦合器u4引脚4与a2端口和耦合器u5引脚1连接；所述电感l3另一端分别与耦合器u5引脚2和非门f2引脚1连接；所述非门f2引脚2与b2端口连接；所述耦合器u4引脚3与地线gnd连接；所述耦合器u5引脚3与地线gnd连接；进一步通过电感l1取双向晶闸管u1导通和双向晶闸管u2导通电压，并经耦合器u4和耦合器u5进行漏电光耦隔离，电阻r11分压后，再经过电感l2进行稳流；当
非门f1和非门f2输入端的电压符合设定的导通电压时，非门f1和非门f2导通，当非门f1和非门f2输入端的电压不符合设定的导通电压时，非门f1和非门f2截止，通过过零检测反复导通和截止，判断并检测电压的零点；作开关电路或频率检测电路。
27.为了对输入的电源进行进一步的调节，进而通过稳压单元中所述电阻r3一端分别与三极管q1集电极端和双向晶闸管u2引脚3连接；所述电阻r3另一端分别与灯led正极端和三极管q1基极端连接；所述灯led负极端分别与过零检测单元b2端口和电容c2一端连接；所述电容c2另一端与三极管q1发射极端连接；进一步通过电阻r3和三极管q1公共端获取过零检测单元的导通电压，并经三极管q1基极端通过电阻r3获取导通电压，灯led亮表示稳压电路处于正常处理状态，在通过电容c2对传输中获取的电荷进行存储；稳定检测后的输出电源。
28.为了能够获取环境反馈的亮度信息信号，进而通过亮度传感模块中所述亮度传感器g负极端分别与电阻r5一端、可变电阻rv1引脚1和引脚2连接；所述电阻r5另一端与三极管q2基极端连接；所述三极管q2集电极端与电阻r4一端连接；所述电阻r4另一端与二极管d1正极端连接；所述三极管q2发射极端分别与亮度传感器g正极端和电容c2另一端连接；所述可变电阻rv1引脚3分别与电容c2一端和交流电源ac负极输出端连接；进一步通过亮度传感器g正极端获取稳压单元输出电压，对环境中的亮度进行检测，通过可变电阻rv1调节控制亮度检测的范围，三极管q2作为开关控制并根据亮度传感器g的检测范围控制电源的导通，通过二极管d1的单向传输反馈亮度传感模块导通电压向延时触发模块；避免传感器的单一控制影响电源的处理。
29.为了避免环境反馈的声音信号，无法进行电源的转换控制，进而通过声控感应模块中所述电阻r6一端分别与电阻r7一端、电阻r8一端、二极管d2正极端和电容c2另一端连接；所述电阻r6另一端分别与电容c3一端和声控传感器s正极端连接；所述声控传感器s负极端分别与三极管q3发射极端、地线gnd和三极管q4发射极端连接；所述电容c3另一端分别与电阻r7另一端、电容c4一端和三极管q3基极端连接；所述三极管q3集电极端分别与电阻r8另一端和三极管q4基极端连接；所述电容c4另一端分别与电阻r9一端和三极管q4集电极端连接；所述电阻r9另一端分别与可变电阻rv1引脚3和电容c2一端连接；进一步通过声控传感器s正极端获取稳压单元输出电压，对环境中的声音信号进行接收并根据接收信号的通断控制三极管q3和三极管q4的通断；电阻r6、电阻r7和电阻r8分别调整对应支路电压值，电容c3和电容c4对声控感应电路进行补偿；对补偿完成后的电路通过三极管q4进行导通，将导通电压反馈至延时触发模块；进而通过协同控制，管理又声音信号检测输出交流电源。
30.为了防止照明供电电源瞬间出现不稳定现象，影响输出电源稳定，进而通过延时触发模块中所述定时器u3引脚3分别与电容c5一端、二极管d1负极端和二极管d2负极端连接；所述定时器u3引脚4分别与二极管d3负极端和继电器t一端连接；所述继电器t另一端分别与二极管d3正极端、定时器u3引脚1、电阻r10一端、电阻r9另一端和接口j1正极连接；所述电阻r10另一端分别与定时器u3引脚2和电容c5另一端连接；所述触发开关一端与电阻r1一端连接；所述触发开关s另一端与接口j1负极连接；进一步通过定时器u3接收亮度传感模块和声控感应模块导通电压，在通过二极管d1和二极管d2控制单向传输方向，电容c5和电阻r10组成rc电路，所述rc电路作为延时电路，并根据定时器u3设定导通触发时间，当达到导通触发时间时二极管d3反向连接，正负极端交流电源，进而对继电器t进行保护，继电器t
获取导通电压时吸附触发开关s，并向接口j1传输导通电压，进而接口j1获取交流电源正负电压，并通过接口j1连接照明设备，并且根据环境的反馈控制照明系统的运行。
31.总之，本发明具有以下优点：双向晶闸管u1和双向晶闸管u2的协作控制照明系统的开和关，以及亮度的调节；在通过过零检测反复导通和截止，判断并检测电压的零点；电阻r3和三极管q1公共端获取过零检测单元的导通电压，并经三极管q1基极端通过电阻r3获取导通电压，通过电容c2对传输中获取的电荷进行存储；通过可变电阻rv1调节控制亮度检测的范围，三极管q2作为开关控制，并根据亮度传感器g的检测范围控制电源的导通，电阻r6、电阻r7和电阻r8分别调整对应支路电压值，电容c3和电容c4对声控感应电路进行补偿；对补偿完成后的电路通过三极管q4进行导通， 电容c5和电阻r10组成rc电路，所述rc电路作为延时电路，并根据定时器u3设定导通触发时间，进而对继电器t进行保护，继电器t获取导通电压时吸附触发开关s，进而接口j1获取交流电源正负电压，并通过接口j1连接照明设备，并且根据环境的反馈控制照明系统的运行。
32.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。