一种结合自然光的室内智能led照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及室内智能LED照明系统，通过改变室内LED灯光照强度，以及辅助电动窗帘调节射入室内的自然光，实现对室内照明的相关模式及参数的控制，同时当系统检测室内无人时，自动关闭正处于打开状态的LED灯。
【背景技术】
[0002]随着科技进步和人们生活水平的提高，人们对家庭生活环境个性化、智能化、舒适性以及节能环保提出了更高的要求。室内智能照明作为家庭生活的一个重要部分，自然得到人们的重视并获得迅速的进步，同时，随着人们的节能环保意识的提高，LED作为一种新型的绿色光源，相比传统的照明产品，它具有高效节能、环保、显色性好、寿命长、体积小等特点，也是推进室内智能照明的又一重要因素。然传统的室内LED照明系统存在诸多弊端，首先，主要采用有线通信的控制方式，灵活性差、布线烦琐进而增加了安装调试的难度;其次，控制方式单一，灯具往往只有两状态一一开启或关闭，但是实际应用中，不同的场合对于灯具的亮度，应需要根据不同环境做出相应调整，这些缺点便限制传统的室内照明行业的发展和应用。智能照明近些年得到快速的发展，目前对灯光的智能控制，已经发展得较为成熟，但是对室内灯光模式却是比较缺乏和不完善的。在白天光线足够强时也开灯，人离开后还亮着灯的现象普遍存在;调查研究自然光是对人体最有益的，但室内照明调节还很少结合自然光。当今还很多人有拥有智能手机，然而室内照明与手机的联系却没有得到充分的利用。
【发明内容】
[0003]本实用新型提出一种结合自然光的室内智能LED照明系统，通过带有蓝牙功能的智能手机或红外遥控器，可以启动室内LED灯的相关模式:一般模式或恒光模式，一般模式就是对灯的开关以及亮度的调节;恒光模式是通过手机设定一个环境光照强度阈值，当外界光照强度大于此值时，LED灯关闭，相反外界光照强度小于此值时，LED灯就会自动开启补光模式，使室内环境总体光照强度趋于设定阈值。当LED灯处于开启状态时，光照传感器会实时检测环境中是否有人存在，当检测不到红外光源时，就会通知控制模块人已离开，此时控制模块就会通过改变输出HVM占空比(此时为零)，控制LED驱动模块关闭LED灯。实现LED灯照射范围内没有人时，自动关闭LED灯，起到省电的目的。在开启室内恒光模式时，系统调光需辅助电动窗帘，使得在系统开启恒光模式后，在充分利用自然光的条件下，通过调节开启窗口大小，同时借用室内LED灯调节，可使室内在全天范围内都能进行调光。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:一种结合自然光的室内智能LED照明系统，系统采用模块化设计，分为两大部分:LED控制端和电动窗帘端，LED控制端主要包括控制模块1、蓝牙模块、NRF24L01模块1、红外接收模块、LED驱动模块、光照检测模块1、红外检测模块、电源模块1、晶振模块1、LED灯，其特征在于:控制模块I分别与蓝牙模块、NRF24L01模块1、红外接收模块、LED驱动模块、光照检测模块1、红外检测模块、电源模块1、晶振模块I连接，所述LED驱动模块还与LED灯连接;电动窗帘端端主要包括控制模块I1、NRF24L01模块I1、光照检测模块11、电源模块11、晶振模块I1、电动马达、窗帘，其特征在于:控制模块II分别与NRF24L01模块I1、光照检测模块11、电动马达、电源模块11、晶振模块II连接，所述电动马达与窗帘连接。
[0005]通过带有蓝牙功能的智能手机或红外遥控器，发出相关灯光调节信号。LED控制端的蓝牙模块(或红外接收模块)收到此信号后，会将此信号传输到控制模块I，微控制器会根据收到的数据类型，启动相关调光模式:一般模式或恒光模式。在恒光模式调节过程中，借助光照传感器模块II检测室外光照强度，当小于所设定的光照阈值时，电动窗帘不工作，相反，这进入窗口调节模式。当电动窗帘调节自然光不能满足需求时，系统就会启动室内LED灯恒光调节，CPU会每次增加一定值的输出方波占空比，使得LED驱动模块输出电压增加，LED亮度便增大，相反则减小。通过调节经过动态调节，使得室内光照强度最终靠近所要调节的亮度。
[0006]在室内了LED开启相关模式前，首先，读取存储模块里所保存的上次关闭时的亮度级，这样可以使系统即刻启动上次关闭时的相关亮度。
[0007]当LED灯处于开启状态时，红外检测模块会实时检测环境中是否有人存在，当检测不到红外光源时，就会通知控制模块I人已离开，此时控制模块I就会通过改变输出PWM占空比(此时为零)，控制LED驱动模块关闭LED灯。实现LED灯照射范围内没有人时，自动关闭LED灯，起到省电的目的。
[0008]本实用新型通过手机或红外遥控器实现对室内LED灯无线控制，而且本系统的恒光模式，实现环境光照强度趋于设定值。当检测室内没有人时，系统自动关闭处于打开状态的LED灯。
【附图说明】
[0009]图1为系统原理图。
[0010]图2为电动窗帘端程序流程图
[0011]图3为LED控制端程序流程图
[0012]图4为恒光程序流程图
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本实用新型是如何实现的。
[0014]如图1所示一种结合自然光的室内智能LED照明系统，系统采用模块化设计，分为两大部分:LED控制端和电动窗帘端，LED控制端主要包括控制模块1、蓝牙模块、NRF24L01模块1、红外接收模块、LED驱动模块、光照检测模块1、红外检测模块、电源模块1、晶振模块1、存储模块、LED灯，控制模块I分别与蓝牙模块、NRF24L01模块1、红外接收模块、LED驱动模块、光照检测模块1、红外检测模块、电源模块1、晶振模块1、存储模块连接，所述LED驱动模块还与LED灯连接;电动窗帘端主要包括控制模块11、NRF24L01模块I1、光照检测模块I1、电源模块I1、晶振模块I1、电动马达、窗帘，控制模块II分别与NRF24L01模块I1、光照检测模块
I1、电动马达、电源模块I1、晶振模块II连接，所述电动马达与窗帘连接。
[0015]通过带有蓝牙功能的智能手机或红外遥控器，发出相关灯光调节信号。LED控制端的蓝牙模块(或红外接收模块)收到此信号后，会将此信号传输到控制模块I，微控制器会根据收到的数据类型，启动相关调光模式:一般模式或恒光模式。
[0016]在恒光模式调节过程中，借助光照传感器模块II检测室外光照强度，当小于所设定的光照阈值时，电动马达不工作，相反，这进入窗口调节模式，具体电动窗帘的调节流程如图2所示
[0017]在恒光模式调节过程中，当电动窗帘调节自然光不能满足需求时，系统就会启动室内LED灯恒光调节。CPU会每次增加一定值的输出方波的占空比，使得LED驱动模块输出电压增加，LED亮度增大，相反则减小。经过动态调节，使得室内光照强度最终靠近所要调节的亮度。具体LED控制端程序流程如图3所示。
[0018]恒光模式调节程序流程图如图4所示，调节方式如下:光照传感器模块检测环境光照强度时，先与设定的光照阈值进行比较，得出需要调节的信号。即当数据大于(小于)设定值时，会减小(增加)PWM占空比，再次采集光照信息并判断分析，若数据还是大于(小于)阈值，重复以上操作，直至光照强度值达(或靠近)到设定阈值，然后再检测光照强度，当数据与设定的阈值范围吻合时，系统进入底层循环操作状态，否则就进入调光模式(这个过程比较重要，系统程序如果没有这一部分，LED模组发光会不稳定)。当LED灯处于开启状态时，光照检测模块会实时检测环境中是否有人存在，当检测不到红外光源时，就会通知控制模块I人已离开，此时控制模块I就会通过改变输出PWM占空比(此时为零)，控制LED驱动模块关闭LED灯。实现LED灯照射范围内没有人时，自动关闭LED灯。
【主权项】
1.一种结合自然光的室内智能LED照明系统，其特征在于:系统采用模块化设计，分为LED控制端和电动窗帘端，LED控制端主要包括控制模块1、蓝牙模块、NRF24L01模块1、红外接收模块、LED驱动模块、光照检测模块1、红外检测模块、电源模块1、晶振模块1、存储模块、LED灯，控制模块I分别与蓝牙模块、NRF24L01模块1、红外接收模块、LED驱动模块、光照检测模块1、红外检测模块、电源模块1、晶振模块1、存储模块连接，所述LED驱动模块还与LED灯连接;电动窗帘端主要包括控制模块I1、NRF24L01模块I1、光照检测模块I1、电源模块I1、晶振模块I1、电动马达、窗帘，控制模块II分别与NRF24L01模块I1、光照检测模块I1、电动马达、电源模块I1、晶振模块II连接，所述电动马达与窗帘连接。2.根据权利要求1所述的一种结合自然光的室内智能LED照明系统，其特征在于:通过带有蓝牙功能的智能手机或通过红外遥控器，在室内可以启动LED灯的相关模式:一般模式和恒光模式，一般模式就是对LED灯的开关及其亮度的调节;恒光模式是通过手机设定一个环境光照强度阈值，当外界光照强度大于此值时，LED灯不亮，当外界光照强度小于此值时，LED灯就会自动开启补光模式，使环境总体光照强度趋于设定阈值。3.根据权利要求1所述的一种结合自然光的室内智能LED照明系统，其特征在于:当LED灯照射范围内没有人时，就会自动关闭LED灯，起到省电的目的。4.根据权利要求1所述的一种结合自然光的室内智能LED照明系统，其特征在于:一般模式的调节，只是对室内LED灯亮度的调节，不牵扯辅助电动窗帘。5.根据权利要求1所述的一种结合自然光的室内智能LED照明系统，其特征在于:通过手机终端或者红外遥控器可以单独打开窗帘。6.根据权利要求1所述的一种结合自然光的室内智能LED照明系统，其特征在于:在开启恒光模式时，首先，启动的是电动窗帘的调节，当调节射入室内的自然光不能瞒住要求时，才启动室内LED灯调节。7.根据权利要求1所述的一种结合自然光的室内智能LED照明系统，其特征在于:在室内了LED开启相关模式前，首先，读取存储模块里所保存的上次关闭时的亮度级，这样可以使系统即刻启动上次关闭时的相关亮度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种结合自然光的室内智能LED照明系统，系统采用模块化设计，分为两大部分：LED控制端和电动窗帘端，LED控制端主要包括控制模块I、蓝牙模块、NRF24L01模块I、红外接收模块、LED驱动模块、光照检测模块I、红外检测模块、电源模块I、晶振模块I、存储模块、LED灯；电动窗帘端主要包括控制模块II、NRF24L01模块II、光照检测模块II、电源模块II、晶振模块II、电动马达、窗帘，本实用新型通过改变室内LED灯光照强度，以及辅助电动窗帘调节射入室内的自然光，实现对室内照明的相关模式及参数的控制，同时当系统检测室内无人时，自动关闭正处于打开状态的LED灯。
【IPC分类】H05B33/08
【公开号】CN205336574
【申请号】CN201521068648
【发明人】田会娟, 柳建新, 洪振, 张娇娜, 赵一聪, 张浩伟, 刘欢
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月18日