家庭智能照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种家庭智能照明系统，它包括：单片机、电机驱动模块、步进电机模块、LED照明模块、蓝牙模块、AD转换模块、光敏模块及热释电红外模块，所述蓝牙模块、光敏模块、热释电红外模块、电机驱动模块和LED照明模块与单片机相连；AD转换模块与光敏模块相连；步进电机与其驱动模块相连，而步进电机转头连接热释电红外模块；手机APP通过蓝牙模块与单片机通信。自动或手动控制，实现了根据环境亮度与人的距离自动开启LED灯，调节亮度。本实用新型不仅达到了使照明更加便捷和节能的效果，而且顺应时代潮流，具有较强的应用价值与和社会发展意义。
【专利说明】
家庭智能照明系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子技术与手机APP开发领域，具体地说是一种通过手机APP与传感器模块自动与手动控制照明LED的家庭智能照明系统。
【背景技术】
[0002]随着电子信息技术的发展，人们的生活水平有了大幅度的提高，对生活环境的要求也越来越高，实现家庭信息化、网络化是当今IT产业的重要研究对象。智能家居是人类住宅的又一场新的革命，能为人类提供更加轻松、有序、高效的现代生活方式，是未来居住模式的必然发展趋势。因此，智能家居系统也在逐渐成为一个新兴的研究领域。而目前，在大多数普通家庭中使用的仍然是传统的物理开关来控制照明灯的开关，忘记关闭容易造成用电浪费，也无法按需要调节灯光亮度;此外，国内外目前的智能家居照明系统中也存在布线难、造价高、结构复杂等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种家庭智能照明系统，该系统通过单片机，结合手机APP与传感器模块来控制照明LED的家庭智能灯光系统。按工作模式分，整个系统可分为自动模式与手动模式;在自动模式中，当外部光线很亮的时候，灯不会亮起；当外部光线暗的时候，如果有人靠近，灯自动亮起，人离开一段时间后灯会自动熄灭。在手动模式下，用户通过操控手机APP的用户界面，可以与蓝牙相连接，随意调节不同的灯不同的亮度，同时可以给指定的灯设定定时，当到达设定的时间后，那盏灯就会自动亮起。
[0004]实现本实用新型目的的具体技术方案是:
[0005]—种家庭智能照明系统，特点是该系统包括:单片机、电机驱动模块、步进电机模块、LED照明模块、蓝牙模块、AD转换模块、光敏模块及热释电红外模块，所述电机驱动模块通过连线与单片机的Pl.0?Pl.3引脚连接;步进电机模块通过连线与电机驱动模块连接；LED照明模块通过连线与单片机的P0.0?P0.3引脚连接;蓝牙模块通过串口通信与单片机的P3.0~P3.1引脚连接;AD转换模块通过I2C总线与单片机的P2.2~P2.3引脚进行数据传输;光敏模块通过连线与AD转换模块连接;热释电红外模块通过连线与单片机的P2.1引脚连接。
[0006]所述单片机为STC89C516型51单片机。
[0007]本实用新型实现了根据环境亮度与人的距离自动开启LED灯，调节亮度。用户通过操作手机APP实现对灯的手动控制，其以蓝牙技术作为其传输媒介，实现了控制LED开关，亮度调节，以及定时启动等功能。
[0008]本实用新型的有益效果是:手工控制和自动控制相结合，更好的调控灯光的亮度与开关，满足多方面的需求，并且有效地节约电能，符合可持续绿色发展的；自动控制分为根据光强度控调灯的亮度和人与灯的距离调节灯的开关，可以做到:人来灯开，人走灯关，光亮灯暗，光暗灯亮;省电节能，更好的做到可持续发展；自动模式下带着手机到处一走，灯自动为你打开和关闭，享受智能给生活带来的便捷;在自动模式下，针对热释电红外探测范围不够大的问题，使用步进电机大大增加了热释电红外探测的范围，做到房间内无死角地对人进行探测;此外，使用了步进电机后，也解决了当人长时间不动后热释电红外传感器无法感知人的存在的问题;在自动模式下，使用AD转换模块将亮度模拟量转换为数字量传给单片机，单片机经过处理可以根据环境的亮度来自动调节灯的亮度;通过手机APP手动调整灯光的亮度和切换人工模式与自动模式，让人们在使用时更为方便，人工模式下只需动一动手指，省去打开开关的麻烦，免了夜间找不到灯开关或开关较远的烦恼，而且灯光随意调节，适应不同人群在不同环境不同时间对灯光亮度的不同需求;在手动模式下可以通过手机APP对灯进行闹钟定时，这解决了早上闹钟响后赖床不起的问题，灯光的亮起使人可以快速苏醒，无疑是对在高速节奏下生活的都市青年的一大福音;对于上夜班的工作者或夜间看球的球迷来说，夜间起床是一大烦恼，而且夜间起床常常会在黑暗中找不到灯的开关，而用户可以通过手机APP对灯的亮起进行控制，便可以解决这一问题;本实用新型运用广泛，可以走进家家户户，站在用户的角度，为用户考虑到了各种关于照明灯光的不便，在高速的生活节奏下，本实用新型给予的不仅仅是省电、省时，更多能够给人一种精神上的享受和愉悦;在智能家居这场新革命的大背景下，本实用新型具有较强的应用价值与和社会发展意义。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型结构框图；
[0010]图2为本实用新型单片机最小系统的电路原理图；
[0011]图3为本实用新型各模块中的电源退耦电路原理图；
[0012]图4为本实用新型中的热释电红外模块电路图；
[0013]图5为本实用新型中的LED照明模块电路原理图；
[0014]图6为本实用新型中的步进电机模块及电机驱动模块电路图；
[0015]图7为本实用新型中的光敏模块及AD转换模块电路图；
[0016]图8为本实用新型中的蓝牙模块电路图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0018]参阅图1，本实用新型以STC89C516型51单片机I为控制核心；电机驱动模块2通过连线与单片机I的Pl.0?Pl.3引脚相连;步进电机模块3通过连线与电机驱动模块2相连;LED照明模块4通过连线与单片机I的P0.0?P0.3引脚相连;蓝牙模块5通过串口通信与单片机I的P3.0与P3.1引脚相连;AD转换模块6通过I2C总线与单片机I的P2.2与P2.3引脚进行数据传输;光敏模块7通过连线与AD转换模块6相连；热释电红外模块8通过连线与单片机I的P2.1引脚相连。
[0019]参阅图2，本实用新型的单片机I为STC89C516型51单片机，时钟电路为一个
11.0592MHz的晶振，为单片机I提供外部时钟，晶振的两个引脚与单片机IXTALl与XTAL2引脚相连，晶振为单片机I提供了工作频率;单片机I的P0.0?P0.7管脚连接上拉电阻;单片机I的31号管脚接Ik欧姆电阻后连接VCC;单片机I的40号管脚接VCC、20号管脚接GND;整个系统VCC为5V。
[0020]参阅图3，电源退耦电路中的退耦电容分布在各个模块中，分别连接在单片机1、电机驱动模块2、步进电机模块3、蓝牙模块5、AD转换模块6、光敏模块7和热释电红外模块8的VCC与GND之间，解决系统因同一电源为不同模块供电造成的供电电压不稳定的问题。
[0021]参阅图4，热释电红外模块8与51单片机I的P2.1管脚相连，用于检测人的存在，检测到人将输出高电平到51单片机I的P2.1管脚，并将高电平延时一段时间后再变为低电平。
[0022]参阅图5，LED照明模块4的四个LED灯一段分别接GND，另一端分别与470欧电阻相连，电阻分别通过连线与单片机I的P0.0?P0.3引脚相连，单片机I对其定时和调亮度。
[0023]参阅图6，步进电机3采用28BYJ-48型步进电机，其驱动模块2采用ULN2003芯片，驱动模块2的I?4号管脚与单片机I的Pl.0、P1.1、P1.2和Pl.3管脚相连，驱动模块2的8号管脚接GND、9号管脚接VCC，步进电机3的五个输入管脚与驱动模块2的12?16号管脚相连，步进电机3的转头与热释电红外模块8相连，为了扩大热释电红外的探测范围。
[0024]参阅图7，AD转换模块6采用PCF8591芯片，光敏模块7使用光敏电阻，光敏模块7的AO脚与AD转换模块6的3号管脚相连，光敏模块7的DO脚与单片机I的P2.0管脚相连，AD转换模块6的9号管脚与10号管脚分别与单片机I的P2.2与P2.3管脚相连，AD转换模块6的5~8号管脚连接GND、12?16管脚连接VCC，AD转换模块6将光敏模块7采集到的亮度模拟量转换为数字量传给单片机I。
[0025]参阅图8，蓝牙模块5选用HC-06型号，蓝牙模块5的RXD与TXD管脚分别与单片机I的P3.0与P3.1管脚相连，实现与手机的无线通信。
[0026]本实用新型是这样工作的:
[0027]I)上电后，随即工作在自动模式下，此时蓝牙模块5、光敏模块7、热释电红外模块8和电机驱动模块2开始工作;光敏模块7将采集到的环境亮度的模拟量通过AD转换模块6转换为数字量传给单片机I;热释电红外模块8探测附近是否有人的存在；电机驱动模块2带动步进电机3转动，而步进电机3转头的转动也带动热释电红外模块8来回转动，以扩大热释电红外模块8的探测范围；蓝牙模块5等待用户通过手机APP连接。
[0028]2)在自动模式下，若环境亮度比较大，单片机I通过光敏模块7传来的亮度数据控制灯光关闭；若环境亮度比较小且有人靠近，单片机I通过光敏模块7传来的亮度数据与热释电红外模块8传来的感应数据控制灯光亮起，人离开一段时间后热释电红外模块8将感应数据延时一段时间后通过单片机I控制灯光熄灭。
[0029]3)手动模式，用户通过手机APP与本实用新型的蓝牙模块5配对成功后，用户在手机APP上选择需要控制的灯，单片机I就会根据蓝牙模块5接收到灯的选择数据来选择需要控制的灯;用户在手机APP上拖动进度条，单片机I就会根据蓝牙模块5接收到的亮度控制数据来控制所选灯的亮度;用户在手机APP上设定相应灯的定时，单片机I就会根据蓝牙模块5接收到的定时控制数据来控制所选灯的定时时间，当到达定时时间后，单片机I就会控制相应的灯亮起。
【主权项】
1.一种家庭智能照明系统，其特征在于该系统包括:单片机(I)、电机驱动模块(2)、步进电机模块(3 )、LED照明模块(4 )、蓝牙模块(5 )、AD转换模块(6 )、光敏模块(7 )及热释电红外模块(8 )，所述电机驱动模块(2 )通过连线与单片机(I)的P1.0?P1.3引脚连接;步进电机模块(3)通过连线与电机驱动模块(2)连接;LED照明模块(4)通过连线与单片机(I)的P0.0?P0.3引脚连接;蓝牙模块(5)通过串口通信与单片机(I)的P3.0-P3.1引脚连接;AD转换模块(6)通过I2C总线与单片机(I)的P2.2?P2.3引脚进行数据传输;光敏模块(7)通过连线与AD转换模块(6)连接;热释电红外模块(8)通过连线与单片机(I)的P2.1引脚连接:其中:所述单片机(I)为STC89C516型51单片机。
【文档编号】H05B33/08GK205657877SQ201620337368
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年4月21日 公开号201620337368.1, CN 201620337368, CN 205657877 U, CN 205657877U, CN-U-205657877, CN201620337368, CN201620337368.1, CN205657877 U, CN205657877U
【发明人】周家辉, 吴惑, 诸俊辉, 李庆利
【申请人】华东师范大学