一种家庭智能照明系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种家庭智能照明系统及控制方法，包括监控器、照明控制器，监控器包括传感器模块、传感器信号处理模块、第一无线通信模块、人机界面模块、时钟模块、第一照明驱动电路和第一控制单元，照明控制器包括第二无线通信模块、红外接收模块、第二控制单元和第二照明驱动电路。本系统可工作在自动、遥控和手动控制三种模式下，当其工作在自动模式下，监控器根据传感器模块感测到的室内光线强弱、人员的位置和移动、用户设定的运行参数信息，对照明元件实施控制，根据人员的位置和移动来决定照明元件是否点亮，并可根据光线强弱来决点亮多少个照明元件，以实现节能目的。此外，本系统可实现对照明元件的自检，在离家模式和免打扰模式下工作。
【专利说明】
一种家庭智能照明系统及控制方法
技术领域
[0001]本发明属于智能家居领域，具体涉及一种家庭智能照明系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]伴随着我国经济的快速发展，城镇居民的居住条件得到普遍改善，相应的照明用电量也大幅攀升。但是，传统的家庭及办公照明系统缺少智能化的用电管理手段，造成电能的大量浪费。因此，如何在能源紧缺的环境下，有效缓解照明舒适度与节能降耗之间的矛盾，在当前是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]为有效解决上述问题，本发明的目的在于提出一种家庭智能照明系统，在兼容传统的照明管理方式的同时，引入了智能化的照明控制装置，通过相应的控制装置及控制方法来实现智能、安全、节电的家庭照明管理。本发明是通过以下技术方案来实现的。
[0004]一种家庭智能照明系统，包括监控器、照明控制器，监控器由传感器模块、传感器信号处理模块、第一无线通信模块、人机界面模块、时钟模块、第一照明驱动电路和第一控制单元构成，传感器信号处理模块的输入端与传感器模块的输出端相连，其输出端与第一控制单元相连、第一控制单元与第一无线通信模块的总线接口相连，第一控制单元与人机界面模块的输出端、时钟模块的输出端以及第一照明驱动电路的输入端相连，第一照明驱动电路的输出端与卧室或客厅的副灯相连；照明控制器由第二无线通信模块、红外接收模块、第二控制单元和第二照明驱动电路构成，第二控制单元与第二无线通信模块的总线接口相连，第二控制单元与红外接收模块的输出端、第二照明驱动电路的输入端相连，第二照明驱动电路的输出端与照明元件相连。
[0005]所述的传感器模块包括红外传感器和光敏传感器，红外传感器用于感测人员的位置和移动，光敏传感器用于感测光线的强弱。
[0006]所述的照明元件包括日光灯、白炽灯、节能灯、LED灯。
[0007]所述的监控器和照明控制器可安装在卧室与客厅内，也可以安装在走廊与楼梯处。
[0008]—种家庭智能照明系统控制方法，包括自动、遥控和手动控制三种模式，当家庭智能照明系统工作在自动模式下时，监控器根据传感器模块感测到的室内光线强弱、及人员的位置和移动、以及由用户设定的运行参数信息，自动生成控制指令并传输给照明控制器，照明控制器根据相应的控制指令对照明元件实施控制；当家庭智能照明系统工作在遥控模式下时，用户通过遥控器来向红外接收模块发送控制指令，照明控制器的第二控制单元根据用户的指令，通过第二照明驱动电路来控制照明元件的点亮或熄灭；当家庭智能照明系统工作在手动控制模式下时，室内的照明由用户通过开关来控制。
[0009]当家庭智能照明系统安装在卧室与客厅内时，所述的自动模式下的控制方法为:光敏传感器检测到光线强弱的信息，经传感器信号处理模块进行信号调理后传输给第一控制单元，第一控制单元根据光线强弱来决定点亮的照明元件数量，以实现节能的目的；红外传感器测量到关于人员的位置和移动，经传感器信号处理模块进行信号调理后传输给第一控制单元，第一控制单元根据人员的位置和移动来决定照明元件是否点亮，有人在就开灯，没人就关灯，以实现节能的目的；第一控制单元将上述照明控制指令通过第一无线通信模块发送给照明控制器，照明控制器根据控制指令对照明元件实施控制。
[0010]当家庭智能照明系统安装在走廊与楼梯处时，所述的自动模式下的控制方法为:光敏传感器检测到光线强弱的信息，经传感器信号处理模块进行信号调理后传输给第一控制单元，第一控制单元根据光线强弱来决照明元件是否点亮，暨只有在晚间才亮灯，以实现节能的目的；红外传感器测量到关于人员的位置和移动，经传感器信号处理模块进行信号调理后传输给对第一控制单元，第一控制单元根据人员的位置和移动来决定照明元件是否点亮，人来灯亮，人走后延时灭灯，以实现节能的目的；第一控制单元将上述照明控制指令通过第一无线通信模块发送给照明控制器，照明控制器根据控制指令对照明元件实施控制。
[0011]所述的照明控制器每天对照明元件进行自检，出现故障则通过监控器的人机界面模块向主人报警，具体的检测方式为:在晚间某时刻逐一点亮各个照明元件，根据光敏传感器的输出判断该照明元件是否工作正常。
[0012]所述的家庭智能照明系统控制方法还包括离家模式，监控器根据时钟模块提供的时间信息对照明需求做出判断，如一天之内没有触发灯亮的事件，则判断主人不在家，就进入离家模式，在夜晚不同时间点亮不同居室的照明元件，给外界传达一种室内有人的信息，起警示作用，离家模式以及离家模式下照明方式的设定可通过人机界面模块来实现。
[0013]所述的家庭智能照明系统控制方法还包括免打扰模式，即在卧室内配备副灯，在夜间休息时间内主灯(通常安装在房顶)不工作，如果有人走动，监控器只通过第一照明驱动电路控制副灯的点亮或熄灭，以免影响别人休息，免打扰模式的设定可通过人机界面模块来实现。
[0014]本发明具有以下有益效果:本系统可工作在自动、遥控和手动控制三种模式下，在兼容传统的照明管理方式的同时，引入了智能化的照明控制装置和控制方法，从而实现智能、安全、节电的家庭照明管理。当其工作在自动模式下时，可根据室内人员的位置和移动来决定照明元件是否点亮，并可根据光线强弱来决点亮多少个照明元件，从而有效降低系统能耗，实现节能的目的。此外，本系统还可实现每天对照明元件进行自检，而且可以工作在离家模式和免打扰模式下，从而使得本发明具有优良的使用性能。
【附图说明】
[0015]图1是监控器构成图。
[0016]图2是照明控制器的构成图。
[0017]图3是监控器与照明控制器在卧室及客厅的典型应用示意图。
[0018]图4是监控器与照明控制器在走廊及楼梯的典型应用示意图。
[0019]附图标号说明:
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的工作原理做详细说明。
[0021]参见图1，监控器I由传感器模块11、传感器信号处理模块12、第一无线通信模块
13、人机界面模块14、时钟模块15、第一照明驱动电路16和第一控制单元17构成。
[0022]传感器模块11包括红外传感器和光敏传感器，红外传感器用于感测人员的位置和移动，光敏传感器用于感测光线的强弱。传感器模块11的输出端与传感器信号处理模块12的输入端相连，后者对传感器输出的模拟信号进行滤波、放大处理，使之符合控制单元对于模拟量输入电压的要求。传感器信号处理模块12的输出端与第一控制单元17相连，将处理后的传感器信号传输给第一控制单元17内部的A/D转换器输入端。第一控制单元17通过A/D转换来将传感器信号转换成数字量，以获取室内光线强弱、以及室内是否有人等?目息O
[0023]第一控制单元17还分别与第一无线通信模块13的总线接口、人机界面模块14的输出端、时钟模块15的输出端以及第一照明驱动电路16的输入端相连。第一无线通信模块13用于与照明控制器2中的第二无线通信模块21进行通信，可以把照明控制指令传输给照明控制器2，也可以从照明控制器2接收关于照明元件3自检的信息。人机界面模块14用于设定智能照明系统的工作模式和控制参数，也可以将检测到的信息显示输出。时钟模块15用于向第一控制单元17提供包含年、月、日、时、分和秒的时间信息，用户可以根据时间信息来设定免打扰模式下的照明控制、以及照明元件3的自检时间。第一照明驱动电路16的输出端与副灯4相连，用于在夜间控制副灯4的点亮和熄灭。
[0024]参见图2，照明控制器2由第二无线通信模块21、红外接收模块22、第二控制单元23和第二照明驱动电路24构成，第二控制单元23与第二无线通信模块21的总线接口、红外接收模块22的输出端和第二照明驱动电路24的输入端相连，第二照明驱动电路24的输出端与照明元件3相连。
[0025]在自动模式下，监控器I根据传感器模块11感测到的室内光线强弱、及人员的位置和移动、以及由用户设定的运行参数等信息，自动生成控制指令，并通过第一无线传输模块13传输给照明控制器2。照明控制器2的第二控制单元23通过第二无线通信模块21收到相应的控制指令，并通过第二照明驱动电路24对照明元件3实施控制。当家庭智能照明系统工作在遥控控制模式下时，用户通过遥控器来向红外接收模块22发送控制指令，照明控制器2的第二控制单元23根据用户的指令，通过第二照明驱动电路24来控制照明元件3的点亮或熄灭。在手动控制模式下，室内的照明由用户通过开关来控制。控制模式的切换可通过监控器I的人机界面模块14完成。
[0026]参见图3，自动模式下的卧室与客厅的照明控制方式为:光敏传感器检测到光线强弱的信息，经传感器信号处理模块12进行信号调理后传输给第一控制单元17，第一控制单元17根据光线强弱来决定点亮的照明元件3数量，以实现节能的目的；红外传感器测量到关于人员的位置和移动，经传感器信号处理模块12进行信号调理后传输给第一控制单元17，第一控制单元17根据人员的位置和移动来决定照明元件3是否点亮，有人在就开灯，没人就关灯，以实现节能的目的；第一控制单元17将上述照明控制指令通过第一无线通信模块13发送给照明控制器2，照明控制器2根据控制指令对照明元件3实施控制。
[0027]参见图4，自动模式下的走廊与楼梯的照明控制方式为:光敏传感器检测到光线强弱的信息，经传感器信号处理模块12进行信号调理后传输给第一控制单元17，第一控制单元17根据光线强弱来决照明元件3是否点亮，暨只有在晚间才亮灯，以实现节能的目的；红外传感器测量到关于人员的位置和移动，经传感器信号处理模块12进行信号调理后传输给第一控制单元17，第一控制单元17根据人员的位置和移动来决定照明元件3是否点亮，人来灯亮，人走后延时灭灯，以实现节能的目的；第一控制单元17将上述照明控制指令通过第一无线通信模块13发送给照明控制器2，照明控制器2根据控制指令对照明元件3实施控制。
[0028]除了上述工作方式以外，本发明提出的家庭智能照明系统还具备以下辅助功能: I)能够定时对照明元件3进行自检，出现故障则通过监控器I的人机界面模块14向主人报警，具体的检测方式为:照明控制器2在晚间某时刻逐一点亮各个照明元件3，监控器I根据光敏传感器的输出判断该照明元件3是否工作正常。
[0029]2)可工作在离家模式下，监控器I根据时钟模块15提供的时间信息对照明需求做出判断，如一天之内没有触发灯亮的事件，则判断主人不在家，就进入离家模式，在夜晚不同时间点亮不同居室的照明元件3，给外界传达一种室内有人的信息，起警示作用，离家模式以及离家模式下照明方式的设定可通过人机界面模块14来实现。
[0030]3)可工作在免打扰模式下，即在卧室内配备副灯4，在夜间休息时间内主灯(通常安装在房顶)不工作，如果有人走动，监控器I只通过第一照明驱动电路16控制副灯4的点亮或熄灭，以免影响别人休息，免打扰模式的设定可通过人机界面模块14来实现。
【主权项】
1.一种家庭智能照明系统，其特征在于包括监控器(I)、照明控制器(2 )，监控器(I)由传感器模块(11)、传感器信号处理模块(12)、第一无线通信模块(13)、人机界面模块(14)、时钟模块(15)、第一照明驱动电路(16)和第一控制单元(17)构成，传感器信号处理模块(12)的输入端与传感器模块(11)的输出端相连，传感器信号处理模块(12)输出端与第一控制单元(17)相连，第一控制单元(17)与第一无线通信模块(13)的总线接口相连，第一控制单元(17)与人机界面模块(14)的输出端、时钟模块(15)的输出端以及第一照明驱动电路(16)的输入端相连，第一照明驱动电路(16)的输出端与卧室或客厅的副灯(4)相连；照明控制器(2)由第二无线通信模块(21)、红外接收模块(22)、第二控制单元(23)和第二照明驱动电路(24)构成，第二控制单元(23)与第二无线通信模块(21)的总线接口相连，第二控制单元(23)与红外接收模块(22)的输出端、第二照明驱动电路(24)的输入端相连，第二照明驱动电路(24 )的输出端与照明元件(3 )相连。2.根据权利要求1所述的家庭智能照明系统，其特征在于:所述的传感器模块(11)包括红外传感器和光敏传感器，红外传感器用于感测人员的位置和移动，光敏传感器用于感测光线的强弱。3.根据权利要求1所述的家庭智能照明系统，其特征在于:所述的照明元件(3)包括日光灯、白炽灯、节能灯、LED灯。4.根据权利要求1所述的家庭智能照明系统，其特征在于:所述的监控器(I)和照明控制器(2)可安装在卧室与客厅内，也可以安装在走廊与楼梯处。5.一种家庭智能照明系统控制方法，包括自动、遥控和手动控制三种模式，当家庭智能照明系统工作在自动模式下时，监控器(I)根据传感器模块(11)感测到的室内光线强弱、及人员的位置和移动、以及由用户设定的运行参数信息，自动生成控制指令并传输给照明控制器(2)，照明控制器(2)根据相应的控制指令对照明元件(3)实施控制；当家庭智能照明系统工作在遥控模式下时，用户通过遥控器来向红外接收模块(22)发送控制指令，照明控制器(2)的第二控制单元(23)根据用户的指令，通过第二照明驱动电路(24)来控制照明元件(3)的点亮或熄灭；当家庭智能照明系统工作在手动控制模式下时，室内的照明由用户通过开关来控制。6.根据权利要求5所述的家庭智能照明系统控制方法，当家庭智能照明系统安装在卧室与客厅内时，所述的自动模式下的控制方法为:光敏传感器检测到光线强弱的信息，经传感器信号处理模块(12)进行信号调理后传输给第一控制单元(17)，第一控制单元(17)根据光线强弱来决定点亮的照明元件(3)数量；红外传感器测量到关于人员的位置和移动，经传感器信号处理模块(12)进行信号调理后传输给第一控制单元(17)，第一控制单元(17)根据人员的位置和移动来决定照明元件(3)是否点亮，有人在就开灯，没人就关灯；第一控制单元(17)将上述照明控制指令通过第一无线通信模块(13)发送给照明控制器(2)，照明控制器(2)根据控制指令对照明元件(3)实施控制。7.根据权利要求5所述的家庭智能照明系统控制方法，当家庭智能照明系统安装在走廊与楼梯处时，所述的自动模式下的控制方法为:光敏传感器检测到光线强弱的信息，经传感器信号处理模块(12)进行信号调理后传输给第一控制单元(17)，第一控制单元(17)根据光线强弱来决照明元件(3)是否点亮，暨只有在晚间才亮灯；红外传感器测量到关于人员的位置和移动，经传感器信号处理模块(12)进行信号调理后传输给第一控制单元(17)，第一控制单元(17)根据人员的位置和移动来决定照明元件(3)是否点亮，人来灯亮，人走后延时灭灯；第一控制单元(17)将上述照明控制指令通过第一无线通信模块(13)发送给照明控制器(2)，照明控制器(2)根据控制指令对照明元件(3)实施控制。8.根据权利要求5所述的家庭智能照明系统控制方法，所述的照明控制器(2)每天对照明元件(3)进行自检，出现故障则通过监控器(I)的人机界面模块(14)向主人报警，具体的检测方式为:在晚间某时刻逐一点亮各个照明元件(3)，根据光敏传感器的输出判断该照明元件(3)是否工作正常。9.根据权利要求5所述的家庭智能照明系统控制方法，还包括离家模式，监控器(I)根据时钟模块(15)提供的时间信息对照明需求做出判断，如一天之内没有触发灯亮的事件，则判断主人不在家，就进入离家模式，在夜晚不同时间点亮不同居室的照明元件(3)，离家模式以及离家模式下照明方式的设定可通过人机界面模块(14)来实现。10.根据权利要求5所述的家庭智能照明系统控制方法，还包括免打扰模式，即在卧室内配备副灯(4)，在夜间休息时间内主灯(通常安装在房顶)不工作，如果有人走动，监控器(O只通过第一照明驱动电路(16)控制副灯(4)的点亮或熄灭，免打扰模式的设定可通过人机界面模块(14)来实现。
【文档编号】H05B37/02GK105828494SQ201510004415
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月7日
【发明人】张春祥, 王廷立, 李杰欣
【申请人】振而达（天津）科技发展有限公司