近红外激光对射智能照明开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明近红外激光对射智能照明开关涉及的是一种具有自动和手动双重控制功能的智能照明开关，自动控制时具有环境自然光照度低时开关自启动控制、智能识别人进或出电光源照明区的方向、自动统计进入照明区的人数并开关电光源等功能，适用于住宅楼、写字楼、宾馆酒店以及其它智能建筑的房间、办公室以及走廊、楼梯等公共区域的智能照明控制，也适用于便于安装的部分道路、生活区等公共区域的照明控制。
【背景技术】
[0002]目前，住宅楼、写字楼、宾馆酒店以及其它智能建筑的房间、办公室以及走廊、楼梯等公共区域的智能照明控制中，常常采用触摸式声控开关、热释电传感器开关、单红外对射传感器开关等实现对照明的智能控制。
[0003]触摸式声控开关在应用中主要存在这样一些不足:(1)需要手指触摸外露金属片，且在夜晚不容易找到开关位置；(2)在夜晚照明时需要发出较大声响，开关才能感应接通；(3)开关接通一定时间后自动关断，会影响人体继续在照明区域的活动。
[0004]热释电传感器开关在应用中主要存在这样一些不足:(1)热释电传感器容易受各种热源、光源干扰；(2)被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；
(3)环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，会造成短时失灵；(4)受人体与传感器之间运动距离和角度影响大，传感器感测距离受菲涅尔透镜材质影响，红外探测波长受滤光镜片影响，人体沿径向运动时传感器感应能力差而沿横切方向(与径向垂直方向)运动时感应能力强。故当人体在某处站立或静坐不动时，会造成开关失灵而灯灭。
[0005]单红外对射传感器开关在应用中存在的主要不足:不能判断人体是进入还是离开照明区域。
【发明内容】
[0006]本发明目的是针对上述触摸式声控开关、热释电传感器开关、单红外对射传感器开关等常用的智能照明开关不足之处，提供了一种近红外激光对射智能照明开关，它是一种手自一体的智能照明开关。该开关具有这些特征功能:在环境自然光照度低时能自动启动；能智能识别人进或出电光源照明区的方向；能自动统计进入照明区的人数并开关电光源；不需要触摸开关和发出较大声响；有人在照明区无论时间长短、运动与否都不会自动关断；不受其它热源、光源、外界环境温度和人体温度干扰；不受人体与传感器之间运动距离和角度影响；在其他必要情况或自动控制电路故障时，能手动开关电光源。
[0007]近红外激光对射智能照明开关是采取以下技术方案实现:
近红外激光对射智能照明开关包括开关面板、光电接受和转换器件；开关面板内侧(嵌墙安装侧)装有塑料罩。塑料罩内装有基座，基座上安装有控制线路板，控制线路板上装控制线路及其外接器件接插端子，与开关面板正对安装有光电接受和转换器件。所述的塑料罩开有进出线孔。
[0008]开关面板上方开有自然光照度感测元件(光敏电阻)孔，开关面板内侧安装固定感测元件，面板孔上密封覆盖透明感光材料，以利于感测元件感光、防潮和防污。开关面板中间分别按上下顺序开有手动和自动控制开关孔以及方向选择开关孔，面板内侧相应安装固定手动和自动控制开关以及方向选择开关。开关面板下方并列开有两个间距为L的近红外激光发射管孔，面板孔内侧安装固定两个发射管，面板孔上密封覆盖透明感光材料，以利于发射管防潮和防污。
[0009]光电接受和转换器件是由两个间距为L并列安装固定的光电池，外罩由透明感光材料制成的密封罩构成，以利于防潮和防污。
[0010]在开关面板内侧的塑料罩内基座上安装控制线路板，塑料罩开有进出线孔。控制线路板上控制线路由自然光照度检测电路、双近红外激光对射传感器信号检测和变换电路、电光源驱动控制电路、单片机(信号处理单片机)构成。
[0011]自然光照度检测电路由集成比较器A3(可采用LM393)、光敏电阻Rm、固定电阻R1、R2、R4、可调电位器R3、单片机Pl.0脚构成。光敏电阻Rm安装在开关面板内侧，通过控制线路板上的光敏电阻接插端子与电路连接。
[0012]双近红外激光对射传感器信号检测和变换电路由近红外激光发射管及其驱动电路、两个光电池、信号检测和变换电路构成。近红外激光发射管及其驱动电路由近红外激光发射管VD和VD'、三极管VT和VT'(可采用S9013)、电阻私和Rb'、电阻RjPRe'、电阻R11和R11'、单片机Pl.1脚、Pl.2脚构成，发射管VD和VN安装在开关面板内侧，通过控制线路板上的光发射管接插端子与电路连接；两个光电池与开关面板上发射管VD和VD'在人进入照明区时的传感器检测宽度范围内正对安装，两个光电池由导线通过控制线路板上的光电信号接收接插端子与信号检测和变换电路连接；信号检测和变换电路由两个集成运放Al (可采用I片集成双运放芯片LM358)、两个集成比较器A2 (可采用I片集成双比较器芯片LM393)、一个集成异或门A5 (可采用74LS86)、电阻R17和R17'、电阻R18和RlV、电阻R23和R23'、电阻R24和R2f、电阻R25和R25'、电位器RPl和RPl'、电位器RP2和RP2'、电容C4和C4'、方向选择开关Kl(微型双刀双掷拨动开关)、单片机P3.2脚、P3.3脚、P3.4脚、P3.5脚、P3.6脚、P3.7脚构成。
[0013]电光源驱动控制电路根据近红外激光对射智能照明开关所控制的电光源种类不同而不同。若控制的是交流电光源(含接市电自带驱动的LED电光源)，则电光源驱动控制电路由I片光耦合器A4 (可采用M0C3041)、1个缓冲器7407、1个双向晶闸管VT、1个3档船型开关K、4个电阻RM?RM、1个压敏电阻RT、1个电容Cm、单片机P2.0脚构成。3档船型开关K安装在开关面板内侧，通过控制线路板上的手自开关接插端子与本电路连接。交流220V电源的相线和零线，通过控制线路板上的电源接插端子与本电路连接。交流电光源通过控制线路板上的电光源接插端子与本电路连接。
[0014]信号处理单片机IC可采用AT89S51等51系列的单片机、PIC或其它型号的单片机。
[0015]所述的开关面板采用PC料或金属材料开模加工而成，金属材料采用不锈钢、铝合金等。
[0016]所述的自动和手动方式选择开关K采用3档船型开关，含手动、停止、自动三档选择。
[0017]所述的方向选择开关Kl采用2档微型双刀双掷拨动开关，用于进入方向选择，在开关安装后，当人体由开关哪一侧进入所控制的照明区，则拨动开关就拨向照明区侧。
[0018]所述的近红外激光对射智能照明开关工作方法:若自动和手动方式选择开关K打到自动档，当环境自然光照度低于照度要求时，近红外激光对射智能照明开关自启动，单片机IC通过程序控制Pl.1脚和Pl.2脚，使近红外激光发射管VD和W在开关面板下方发射两束近红外激光束，照射到正对面安装的光电接受和转换器件的两个光电池表面，光电池电压通过传感器信号检测和变换电路在单片机IC的P3.4和P3.5脚形成高电平I。此时，有人若经过智能照明开关进入本级照明区(方向选择拨动开关Kl在开关面板安装完已拨向本级照明区)，由于近红外激光束被隔断，而使得光电池的电压极低，通过传感器信号检测和变换电路在单片机IC的P3.4和P3.5脚形成低电平O。人在经过智能照明开关检测区域而进入本级照明区时，由发射管发射的两束近红外激光束被隔断的先后次序不同，该过程从而在单片机P3.4和P3.5脚形成特征电平的变化为:01 — 00 — 10 — 11，若人离开本级照明区所形成的特征电平变化为:10 — 00 — 01 — 11。当单片机P3.4和P3.5脚特征电平通过异或门A5，在单片机IC的P3.2脚形成电平变化为:1 — O — I — O。单片机程序通过检测P3.2脚电平变化，再结合P3.4和P3.5脚特征电平的变化，来识别人进出本级照明区的方向并对进入本级照明区的人数进行综合统计，并由程序判断P2.0是否输出低电平，来控制电光源驱动控制电路的电力电子开关(双向晶闸管VT)是否接通或断开，控制电光源开灯或关灯。
[0019]当人由下一级照明开关检测区域进出本级照明区，则在下一级照明开关所形成的特征电平变化通过接插端子引入到本级照明开关的邻区输入接插端子，在本级单片机IC的P3.6和P3.7脚形成特征电平的变化，同理单片机根据P3.3脚电平变化以及P3.6和P3.7脚特征电平的变化，来识别人进出本级照明区的方向