一种led照明的智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种照明系统，尤其是一种LED照明的智能控制系统。
【背景技术】
[0002]LED被认为是21世纪的照明光源。LED发光器件是冷光源，光效高，工作电压低，而且能耗低，同样亮度下，LED能耗为白炽灯的10%，荧光灯的50%。LED寿命可达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。用LED替代白炽灯或荧光灯，环保无污染。使用安全可靠，便于维护。但是，LED照明系统具有诸多优点的同时，也面临着一些困难，如散热方面、效率方面、驱动系统的寿命等方面的问题，而且为了实现LED照明系统的可控性，例如对于自动调节发光强度，对于基于声音、光照等外界因素进行自动开启和关闭，实现LED照明系统的智能控制，当前已经取得了一些成果，如专利号为201220205530.6名为“一种LED照明智能控制系统”的中国专利申请公开了一种该LED照明智能控制系统包括计算机、主控模块、针对不同LED显示设备的扩展模块及传输发送模块；所述主控模块包括开关控制单元、故障报警单元、分级控制单元及能量审计单元；传输发送模块连接到计算机的USB接口，所述主控模块与传输发送模块保持无线连接，主控模块与扩展模块通过线缆连接，该扩展模块接入LED电源以及LED设备，所述扩展模块包括扩展控制模块及传输扩展控制模块，且一个扩展控制模块或传输扩展控制模块可同时连接多个LED显示设备，一个扩展控制模块或传输控制模块所连接所有LED显示设备的显示方式相同。主要是正对多组LED设备实现分级控制的问题提出的技术方案。又如专利号为201420814043.9名为“一种公共教室LED照明智能控制系统”的中国专利申请主要解决了现有的照明系统照明灯具电能浪费的问题。所属的主机分别与电源、LED日光灯具、显示模块、热释红外传感器、光照检测电路、按键模块连接，具有自动化水平高，节约能源的特点。
[0003]现有技术方案都是针对单一的LED照明系统的技术问题，如降低LED照明系统温度提尚LED寿命，实现LED照明系统的自动开启关闭节约电源等，缺之系统地综合的提尚LED照明系统的照明质量的技术方案。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是，克服现有技术方法的不足，提供一种工作稳定、结构相对简单可靠，采用模块化设计，能够自动检测空间人员和检测环境的光照强度，并且能够根据需要自动调节LED灯亮度的LED照明智能控制系统。
[0005]为实现上述实用新型目的，提出了如下技术方案:
[0006]一种LED照明的智能控制系统，包括智能控制模块、红外检测模块、环境亮度检测模块、温度检测模块、LED驱动模块、LED调光模块、显示模块以及数据存储模块；所述红外检测模块检测人体红外射线并统计空间人数，并将获得的空间人数信号传输到智能控制模块；所述环境亮度检测模块对环境的光照亮度进行检测，检测到的光照亮度信号经过A/D转换后传输到智能控制模块；温度检测模块安装在LED灯具内部，用于检测LED温度，所检测到的LED温度信号经过A/D转换后传输到智能控制模块；所述智能控制模块对空间人数信号、光照亮度信号以及LED温度信号进行处理，之后发出一个控制信号，所述控制信号经过LED调光模块调整后传输到LED驱动模块。
[0007]所述红外检测模块包括两组分别安装在门内外两侧的红外接收和发射装置，当有人经过门口外侧的红外接收和发射装置时，接收管接收不到发射信号，返回一个低电平，RC。端口传输给智能控制模块；当有人进入室内时，放置在门口内侧的红外接收和发射装置也会返回一个低电平，并由RQ端口传送给智能控制模块，此时计数器加1，表示有人进入室内。同样地，当有人先经过门内侧的红外发射和接收装置时，由口将信号传送给智能控制模块；当他再经过门口外侧的红外发射和接收装置时，由RC。端口把信号传送给智能控制模块，计数器就会减1，表示有人离开室内。这样就能够实时统计出室内的人数情况。
[0008]所述环境亮度检测模块主要由检测光线强度的光敏检测电路组成，利用光敏电阻的感光特性进行工作，当光线照射到光敏电阻时，光敏电阻的电阻值降低，反向输入端的电压随之降低；当光照微弱或者无光照时，由于光敏电阻的暗电阻值很大，反向输入端电压较高，使得反相器输出的为低电平。
[0009]光敏检测电路中，DiS光敏二极管，当光敏电阻获得一个环境光照强度信号时候，光敏电阻检测到的信号开始是电流信号，经过r4将电流信号转换为电压信号，然后将光照强度电压信号传输到高速电流反馈运算放大器，所述光照强度电压信号经过放大器放大以后，还是属于模拟信号，不能满足智能控制模块中需要数字信号的要求，因此，将光照强度电压信号传输到一个A/D转换器，之后再传输到智能控制模块。
[0010]高亮度的LED工作电流大，光电转换效率不能到达100%，有一部分的电能是无法转换成光能而转换成了热能，这样，LED温度就会上升。但LED灯不能像白炽灯那样辐射散热，需要通过热传导的方式散热。因此，LED的稳定性容易受自身散热和环境温度的影响。如果LED的工作温度超过它的承载温度，将会使LED发光效率降低，继而产生明显光衰，甚至对LED造成永久性的破坏。单个LED的功率通常只有1?5W，对应的电流约为350mA到1.5A。在很多照明环境中，都必须要使用很多LED串联共同工作才能到达照明的要求。目前，LED约有30%的功率转化成了热量，这些热量如果不能及时散发出去，PN结温度就会升高。LED的PN结外部通常有铝基板，它可以用来散发一部分热量。因此，在智能控制系统中要采用温度检测模块实时监测LED的温度，以免由于LED温度过高而损坏LED灯。
[0011]所述温度检测模块可以采用热敏电阻作为温度传感器，获得温度信号之后，经过运算放大器对温度信号进行放大，然后再经过一个A/D转换器，将模拟信号转换为数字信号，之后再传送到智能控制模块。
[0012]所述温度检测模块还可以采用一个数字温度传感器，直接获得LED温度的数字信号，传送给智能控制模块。
[0013]所述LED驱动模块采用恒流驱动方式，包括电压转换电路、直流稳压电路和LED驱动电路，所述电压转换电路将普通交流电压电压转换成为交流电源低压输出，所述直流稳压电路主要采用全波整流二极管将上述低压交流电压转换为低压直流电源，并且经过全波整流、滤波、稳压后获得波动小的直流电；LED驱动电路主要由一个PWM LED驱动芯片构成，能够通过控制M0S控制LED的电流大小。
[0014]所述智能控制模块是单片机或者计算机，单片机或者计算机控制整个LED照明系统，将各种信号数据存储到数据存储模块中；所述显示模块是内置汉字字库和ASCII字符的液晶模块。
[0015]当LED温度超过自身的结温时，它的发光效率会降低，继而产生明显光衰，甚至对LED造成永久性的破坏。因此，在LED温度过高时报警，这样可以便于维护；高温警示电路图主要由一个蜂鸣器构成，智能控制模块根据温度检测信号控制蜂鸣器工作。
[0016]所述LED调光模块是内置在智能控制模块中的PWM模块，PWM调光是使得智能控制模块输出的信号是具有一定占空比的数字脉冲信号，从而利用脉冲信号来控制LED的驱动器，使驱动器按照PWM设置的频率工作。使用PWM调光方式，在一个周期内LED在部分时间内是停止工作的。假设PWM的占空比为10%，那么在90%的工作周期LED是停止工作的。所以，这种调光方式可以大大减少LED的热量，LED的光衰量也大大减少，LED的使用寿命也会相应的延长。PWM调光方式在设定工作频率时不能低于100Hz，因为它是利用人的视觉暂留原理来实现的，若低于100Hz在视觉上就会有光线闪烁的感觉。但PWM调光模式会给驱动电路带来噪声，因为PWM传统算法中，随着显示时间段的增长，PWM在这个时间段一直处于高电平或者低电平，从而使得整体的灰度就不均匀，从而使得LED产生闪烁感。为了消除这种灰度不均匀的影响，本智能控制系统中采用了平均分割脉冲的PWM算法，它是由16位计数器、16位移寄存器、16位锁存器和PWM产生器组成的。在串移时钟的CKI的作用下，从DAI端口输入的数据进入移位寄存器。一帧数据传输完毕后，在ST