一种室内led照明调光控制装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种室内LED照明调光控制装置及方法，属于智能家居技术领域。
【背景技术】
[0002] 由于能源的短缺和智能控制技术的发展，人们对照明系统的控制已不能再满足于 传统通断式的操作，而应融入智能控制的元素。完善的智能控制应该拥有手动控制、智能控 制、光控、时控等控制功能。在室内照明系统中，由于调光技术在节能方面的优势，所以它是 实现室内照明系统智能控制最好的切入点。鉴于白炽灯的高能耗和型荧光灯对电压要求性 强的问题，LED调光技术的发展将迎来前所未有的机遇，这也预示着，在未来的照明市场中， LED灯将会取代白炽灯和荧光灯，成为新的照明灯霸主。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种室内LED照明调光控制装置及方法，用以 解决室内照明系统不够人性化、智能化和节能的问题，对室内照明系统进行控制和技术的 优化设计。
[0004] 本发明技术方案是：一种室内LED照明调光控制装置，包括光照强度采集模块1、 同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元效应模块4和遥控模块5,共五个模块； 所述光照强度采集模块1的输出端子与信号处理与操作模块3的输入端子相连，同步信号 采集模块2的输出端子与信号处理操作模块3的输入端子相连，信号处理与操作模块3的 输出端子与单元效应模块4的输入端子相连，遥控模块5的输出端子与信号处理与操作模 块3中单片机的端子相连。
[0005] 所述光照强度采集模块1用以检测自然光线的亮度，对所采集到的信息进行初步 的处理，并将其发送至信号处理与操作模块3,控制LED灯的亮度，其输出端与信号处理与 操作模块3中的单片机的输入端子相连。
[0006] 所述同步信号采集模块2输出端子与信号处理与操作模块3中的单片机的输入端 子相连，用以检测同步信号。
[0007] 所述信号处理与操作模块3包含STC89C52单片机及其外围电路，用于接收光照强 度采集模块1和同步信号采集模块2的信号，对信号处理后发送到单元效应模块4 ;信号处 理与操作模块3的输入端与光照强度采集模块1的输出端相连，信号处理与操作模块3的 输入端与同步信号采集模块2的输出端相连，信号处理与操作模块3的输出端与单元效应 模块4的输入端相连，遥控模块5的输出端与信号处理与操作模块3的输入端相连。
[0008] 所述单元效应模块4用于接收来自信号处理与操作模块3的指令并按指令对其所 控制的LED灯进行调光和开关功能的控制；选择LED灯的供电电源为经整流桥对12伏交流 电整流后的直流电；单元效应模块4的输入端与信号处理与操作模块3的输出端相连。
[0009] 所述遥控模块5的输出端与信号处理与操作模块3中单片机的端子相连，采用红 外遥控器对LED灯进行调光和开关功能的控制。
[0010] 一种室内LED照明调光控制方法，所述控制方法的具体步骤如下： A、 首先将LED照明调光控制装置接通电源； B、LED照明调光控制装置中的光照强度采集模块1对光照强度进行采集，并将信号送 入信号处理与操作模块3中的单片机；同步信号采集模块2对电压同步信号进行采集，并将 信号送入信号处理与操作模块3中的单片机； C、 使用遥控模块5进行相关设定； D、 信号处理与操作模块3根据光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、遥控模块5 提供的信息进行综合判别，将控制信息传递给单元效应模块4,从而得到希望的LED照明亮 度。
[0011] 所述步骤D中信号处理与操作模块3中的单片机的处理方法的步骤如下： 步骤S1、程序开始运行后，先进行系统各模块初始化和给各参数赋初值； 步骤S2、信号处理与操作模块3判断同步信号是否为高电平，当同步信号不为高电平 时，程序等待并重复同步信号状态，当同步信号状态为高电平时，进入同步信号的下一个判 断语句步骤S3 ; 步骤S3、当同步信号不为低电平时，程序等待并重复同步信号状态，当同步信号状态为 低电平时，转入步骤S4 ; 步骤S4、信号处理与操作模块3读入外界光照强度信号； 步骤S5、信号处理与操作模块3再对遥控模块送来的信号数据进行处理； 本发明使用的遥控器一共用了六个按键：红键、绿键、黄键、蓝键、Fl键和F2键，在遥 控信号接收时这几个按键所对应的参数分别为：CH=1，CH=2,CH=3,CH=4,m=l，m=2,CH是模 式转换的参数，m是亮度调节参数。赋初值CH=0，m=0。当红键、绿键、黄键、蓝键都没有按 下时，if(CH==0)成立，系统执行兼容调光模式，智能调光与遥控调光都起作用；当红键按 下时，if(CH==I)成立，系统智能调光一次，并给赋值CH=0,进入兼容调光模式；当绿键按下 时，if(CH==2)成立，系统废除智能调光，此时，只能使用遥控器来进行亮度的调节；当黄键 按下时，if(CH==3)成立，系统进入100%亮度模式，此时LED灯已调至最大亮度，且在该模式 中，不再支持亮度的调节；当蓝键按下时，if(CH==4)成立，此为开关模式，用来遥控LED灯 的亮灭，进入开关模式后，除非再按下蓝键一次，使CH=4,否则程序陷入死循环，其它控制指 令都无法执行，LED灯被熄灭；当Fl键按下时，if(m==l)成立，亮度减调节一次；当F2键按 下时，if(m==2)成立，亮度增调节一次。
[0012] 步骤S6、信号处理与操作模块3进入两个时间长度分别为tl和t2的延 时；全波整流电压的周期T=0. 01s，在同步信号采集的过程中，单片机会沿着每个 周期的波形，在下降沿相对应的的地方检测到低电平信号，来作为控制的基准，找 到基准后，先进行长度St1的延时，使控制移动到下一个周期，其中延时后所到位 置为可控硅最小导通角，为了对可控硅的导通角进行控制，还需要进行一个长度 为心的延时，可控硅导通角a的大小与时间I的取值有关，它们之间的换算关系 = ，对灯泡亮度的控制转化为对延时长度t2的控制（具体见图7)，两个时间长度分 别为tl和t2的延时时间到，则转入步骤S7 ; 步骤S7、信号处理与操作模块3单片机STC89C52的P2. 0 口发送一个时间长度为 IOOyS的低脉冲，从而控制单元效应模块4中的可控硅SCRl触发导通，从这时起LED灯 所在回路将一直处于导通状态，直到该周期结束，电压变为0为止，再进入下一个周期的控 制，可控硅的每个导通角都对应着相应的亮度值，导通角不变，灯泡的亮度也保持恒定，对 灯泡亮度的控制转化为对延时长度1 2的控制； 步骤S8,信号处理与操作模块3再进入同步信号的判断语句；当同步信号不为高电平 时，程序等待并重复同步信号状态，当同步信号状态为高电平时，程序返回第一个判断语 句，转入步骤S2。
[0013] 另外，程序中有中断，当满足中断条件时，就会产生中断断点，在断点处会产生中 断响应、中断服务和中断返回，返回断点后会进入主程序的运行。由于断点的产生是随机性 的且有一定的响应时间，会造成短时间的控制失灵，时间为中断时间加1~2个控制周期，造 成的影响是LED灯闪烁一次。
[0014] 具体的，光照强度采集模块1、同步信号采集模块2、信号处理与操作模块3、单元 效应模块4和遥控模块5,这5个模块的具体组成和结构如下所示： 所述光照强度采集模块1包含光敏电阻CRSl、可调电阻R14、定值电阻R7、Rll、R12、R13、R15,电容C4,模数转换芯片ADC0804 ;光敏电阻CRSl的一端与5V电源相连，另一端 分别接定值电阻R7和可调电阻R14的一端；电阻R7的另一端接模数转换器ADC0804的 Vin(+)引脚；电阻R14的另一端接电阻R13的一端；电阻R13的另一端分别接模数转换器 ADC0804的Vin(-)引脚和电容C4的一端；电容C4的另一端分别接ADC0804的CLKIN引脚 和电阻R15的一端；电阻R15的另一端接模数转换器ADC0804的CLKR引脚；电阻R12的一 端接5V电源，另一端分别接模数转换器ADC0804的Vref引脚和电阻Rll的一端；电阻Rll 的另一端接模数转换器ADC0804的DGND引脚；模数转换器ADC0804的DGND引脚、Vin(-) 引脚、AGND引脚连在一起接地；模数转换器ADC0804的引脚DBO、D