基于无线传感网络的室内灯光控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线传感网的室内灯光控制系统，属于自动控制领域。该系统包括百叶窗控制器、灯光控制器和主控制器，百叶窗控制器中单片机通过第一射频传输模块接收主控制器指令控制步进电机进而控制百叶窗的张角，增减室外光线对室内光线的补充；灯光控制器中单片机通过第二射频传输模块接收无线电信号形式的主控制器指令信号，调整灯光亮度；主控制器MCU通过第三射频模块接收灯光控制器采集到的信息。通过本实用新型，实现了室内灯光的自动控制且充分利用室外光线，与传统的灯光控制相比，它可以依据用户需求设置灯光强度、依据红外传感启闭灯光且能充分利用室外光线，具有智能、环保性能。
【专利说明】基于无线传感网络的室内灯光控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动化控制领域，尤其涉及一种基于无线传感网络的室内灯光控制系统。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展及生活条件的改善，人们对工作和生活环境的舒适度提出了更高的要求，室内环境与人们的生活、工作息息相关，而灯光是室内环境的重要组成部分。传统室内灯光控制为墙壁开关的简单控制模式，完全由人操控，不能满足人们对不同灯光亮度的需求且不能很好的利用室外光线，同时在室内人员较少情况下会造成电力资源的浪费。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于无线传感网络的室内灯光控制系统。
[0004]为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其关键在于，包括百叶窗控制器、灯光控制器和主控制器，
[0005]所述主控制器分别无线连接百叶窗控制器和灯光控制器，所述百叶窗控制器连接百叶窗，所述百叶窗控制器控制百叶窗开合的张角，从而调节室内光线的强弱，所述灯光控制器连接灯具，所述灯光控制器控制灯具的光线强弱。
[0006]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述百叶窗控制器包括第一电源模块、第一单片机、步进电机和第一射频传输模块，
[0007]所述第一电源模块的输出端分别连接第一单片机、步进电机和第一射频传输模块的电源输入端，用于分别向第一单片机、步进电机和第一射频传输模块提供电源；所述第一射频传输模块与主控制器无线连接，所述第一单片机通过步进电机控制百叶窗的张角，并通过该第一射频传输模块接受主控制器的指令，决定百叶窗的张角，进而增减室外光线对室内光线的补充。
[0008]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述灯光控制器包括第二电源模块、第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块，
[0009]所述第二电源模块的输出端分别连接第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块的电源输入端，用于分别向第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块提供电源；所述环境参数模块采集工作区域内的人体红外信息和灯具工作区域内的外部光线强度信息，所述第二射频传输模块与主控制器无线连接，所述灯光控制器将环境参数模块采集的信息经过所述第二单片机处理后通过第二射频传输模块以无线电信号的形式发送给主控制器；第二射频传输模块接受到主控制器的指令，通过所述第二单片机控制该灯光的亮度。
[0010]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器包括电源供电模块、MCU、第三射频传输模块，[0011]该电源供电模块的输出端连接MCU的电源输入端，用于向MC U提供电源；所述MCU连接第三射频传输模块，所述第三射频传输模块与第一射频传输模块和第二射频传输模块无线连接，所述MCU通过第三射频传输模块接受无线电信号形式的灯光控制器数据，并将灯光控制器数据处理后通过第三射频传输模块将叶窗控制器执行的相关指令发送给百叶窗控制器，调整百叶窗的张角，之后再次接受灯光控制器的数据，依据用户设置的灯光亮度级别将其处理后发送指令给灯光控制器，指示灯光控制器控制灯光亮度。
[0012]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述环境参数模块包括红外传感器和光照传感器，
[0013]所述红外传感器采集人体红外信息，依据此红外信息启闭灯光控制器进而启闭灯光；在灯光控制器开启情况下，光照传感器模块采集光照强度并将此信息通过第二射频传输模块发送至主控制器，且依据主控制器的光照强度级别指令调整此灯光的亮度。
[0014]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述灯光控制器还包括继电器、可变电阻和亮度调节单元，
[0015]所述第二单片机分别连接继电器和亮度调节单元，所述继电器连接灯具，所述亮度调节单元连接可变电阻，所述可变电阻连接灯具另一端。
[0016]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器还包括连接电源的控制开关，用于控制电源供电模块的启闭。
[0017]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器还包括显示驱动电路和显示装置，所述主控制器连接显示驱动电路，所述显示驱动电路连接显示装置，用于显示用户选定的灯光亮度级别以及主控制器的启闭状态。
[0018]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述百叶窗控制器还包括步进电机的驱动电路，其中单片机的输出端通过步进电机驱动电路连接步进电机，由步进电机改变百叶窗的张角。
[0019]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器还包括连接该MCU的Flash存储器，用于存储MCU所收到的灯光控制器数据。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0021]1、能够依据室内人员的活动范围自动启闭灯光；
[0022]2、室内灯光在充分利用室外光线情况下动态调整室内灯光的强弱；
[0023]3、室内灯光具有不同的亮度级别，人们可以根据自己的需要选择灯光亮度级别；
[0024]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0026]图1是本实用新型基于无线传感网络的室内灯光控制系统示意图；
[0027]图2是本实用新型基于无线传感网络的室内灯光控制系统的百叶窗控制器电路原理图；
[0028]图3是本实用新型基于无线传感网络的室内灯光控制系统的灯光控制器电路原理图；
[0029]图4是本实用新型基于无线传感网络的室内灯光控制系统的主控制器电路原理图。
【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0031]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0032]在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0033]如图1所示，一种基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其关键在于，包括百叶窗控制器、灯光控制器和主控制器，
[0034]所述主控制器分别无线连接百叶窗控制器和灯光控制器，所述百叶窗控制器连接百叶窗，所述百叶窗控制器控制百叶窗开合的张角，从而调节室内光线的强弱，所述灯光控制器连接灯具，所述灯光控制器控制灯具的光线强弱。
[0035]如图2所示，所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述百叶窗控制器包括第一电源模块、第一单片机、步进电机和第一射频传输模块，
[0036]所述第一电源模块的输出端分别连接第一单片机、步进电机和第一射频传输模块的电源输入端，用于分别向第一单片机、步进电机和第一射频传输模块提供电源；所述第一射频传输模块与主控制器无线连接，所述第一单片机通过步进电机控制百叶窗的张角，并通过该第一射频传输模块接受主控制器的指令，决定百叶窗的张角，进而增减室外光线对室内光线的补充。
[0037]如图3所示，所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述灯光控制器包括第二电源模块、第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块，
[0038]所述第二电源模块的输出端分别连接第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块的电源输入端，用于分别向第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块提供电源；所述环境参数模块采集工作区域内的人体红外信息和灯具工作区域内的外部光线强度信息，所述第二射频传输模块与主控制器无线连接，所述灯光控制器将环境参数模块采集的信息经过所述第二单片机处理后通过第二射频传输模块以无线电信号的形式发送给主控制器；第二射频传输模块接受到主控制器的指令，通过所述第二单片机控制该灯光的亮度。
[0039]如图4所示，所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器包括电源供电模块、MCU、第三射频传输模块，
[0040]该电源供电模块的输出端连接MCU的电源输入端，用于向MC U提供电源；所述MCU连接第三射频传输模块，所述第三射频传输模块与第一射频传输模块和第二射频传输模块无线连接，所述MCU通过第三射频传输模块接受无线电信号形式的灯光控制器数据，并将灯光控制器数据处理后通过第三射频传输模块将叶窗控制器执行的相关指令发送给百叶窗控制器，调整百叶窗的张角，之后再次接受灯光控制器的数据，依据用户设置的灯光亮度级别将其处理后发送指令给灯光控制器，指示灯光控制器控制灯光亮度。
[0041]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述环境参数模块包括红外传感器和光照传感器
[0042]所述红外传感器采集人体红外信息，依据此红外信息启闭灯光控制器进而启闭灯光；在灯光控制器开启情况下，光照传感器模块采集光照强度并将此信息通过第二射频传输模块发送至主控制器，且依据主控制器的光照强度级别指令调整此灯光的亮度。
[0043]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述灯光控制器还包括继电器、可变电阻和亮度调节单元，
[0044]所述第二单片机分别连接继电器和亮度调节单元，所述继电器连接灯具，所述亮度调节单元连接可变电阻，所述可变电阻连接灯具另一端。
[0045]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器还包括连接电源的控制开关，用于控制电源供电模块的启闭。
[0046]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器还包括显示驱动电路和显示装置，所述主控制器连接显示驱动电路，所述显示驱动电路连接显示装置，用于显示用户选定的灯光亮度级别以及主控制器的启闭状态。
[0047]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述百叶窗控制器还包括步进电机的驱动电路，其中单片机的输出端通过步进电机驱动电路连接步进电机，由步进电机改变百叶窗的张角。
[0048]所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，优选的，所述主控制器还包括连接该MCU的Flash存储器，用于存储MCU所收到的灯光控制器数据。
[0049]如图2?4所示，该基于无线传感网的室内灯光控制系统包括百叶窗控制器、灯光控制器和主控制器，百叶窗控制器安装在窗户上，由主控制器发送指令控制百叶窗控制器调整百叶窗的张角以增加/减弱室外光线对室内光线的补充；灯光控制器与灯安装在一起，依据红外检测判定是否启闭灯光和灯光控制器；主控制器安装在墙壁上，便于用户随手开启/关闭主控制器。百叶窗控制器包括电源模块、单片机、步进电机和第一射频传输模块，该电源的输出端分别连接单片机、步进电机和第一射频传输模块的电源输入端，用于分别向单片机、步进电机和第一射频传输模块提供电源；该单片机通过步进电机控制百叶窗的张角，并通过该第一射频传输模块接受主控制器的指令，决定百叶窗的张角。
[0050]该灯光控制器包括电源模块、单片机、环境参数模块和第二射频传输模块，该电源模块的输出端分别连接单片机、环境参数模块和第二射频传输模块的电源输入端，用于分别向单片机、环境参数模块和第二射频传输模块提供电源；环境参数模块包括红外传感器和光照传感器，红外传感器采集人体红外信息，依据此红外信息启闭灯光控制器进而启闭灯光；在灯光控制器开启情况下，光照传感器模块采集光照强度并将此信息通过第二射频传输模块发送至主控制器，且依据主控制器的光照强度级别指令调整此灯光的亮度。。
[0051]该主控制器包括电源供电模块、MCU、第三射频传输模块和连接电源的控制开关，该控制开关用于控制电源供电模式的启闭，从而在无需使用的情况下及时关闭电源，减少了能源浪费。该电源供电模块的输出端连接MCU的电源输入端，用于向MCU提供电源；该MCU通过第三射频传输模块接收灯光控制器采集到的光照强度信息以及发送百叶窗控制器控制的百叶窗张角、灯光控制器控制的灯光亮度级别的控制指令。
[0052]在本实用新型的实施例中所选用的主器件可以是如下型号:
[0053]单片机——可以使用TI (德州仪器)公司的MSP430F149 ；
[0054]第一二三射频传输模块——可以使用TI (德州仪器)公司CC2500RTKR ；
[0055]MCU-可以使用 SAMSUNG (三星)公司 ARM9 系列 S3C2440AL-40 ；
[0056]Flash存储器——可以使用SAMSUNG (三星)公司K9F1208;
[0057]红外传感器模块一可以使用BISS0001热释电红外传感器；
[0058]光照度传感器模块——可以使用ROHM光照度传感器BH1750FVI。
[0059]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0060]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于，包括百叶窗控制器、灯光控制器和主控制器， 所述主控制器分别无线连接百叶窗控制器和灯光控制器，所述百叶窗控制器连接百叶窗，所述百叶窗控制器控制百叶窗开合的张角，从而调节室内光线的强弱，所述灯光控制器连接灯具，所述灯光控制器控制灯具的光线强弱。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于，所述百叶窗控制器包括第一电源模块、第一单片机、步进电机和第一射频传输模块， 所述第一电源模块的输出端分别连接第一单片机、步进电机和第一射频传输模块的电源输入端，用于分别向第一单片机、步进电机和第一射频传输模块提供电源；所述第一射频传输模块与主控制器无线连接，所述第一单片机通过步进电机控制百叶窗的张角，并通过该第一射频传输模块接受主控制器的指令，决定百叶窗的张角，进而增减室外光线对室内光线的补充。
3.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于，所述灯光控制器包括第二电源模块、第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块， 所述第二电源模块的输出端分别连接第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块的电源输入端，用于分别向第二单片机、环境参数模块和第二射频传输模块提供电源；所述环境参数模块采集工作区域内的人体红外信息和灯具工作区域内的外部光线强度信息，所述第二射频传输模块与主控制器无线连接，所述灯光控制器将环境参数模块采集的信息经过所述第二单片机处理后通过第二射频传输模块以无线电信号的形式发送给主控制器；第二射频传输模块接受到主控制器的指令，通过所述第二单片机控制该灯光的亮度。
4.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于，所述主控制器包括电源供电模块、MCU、第三射频传输模块， 该电源供电模块 的输出端连接MCU的电源输入端，用于向MC U提供电源；所述MCU连接第三射频传输模块，所述第三射频传输模块与第一射频传输模块和第二射频传输模块无线连接，所述MCU通过第三射频传输模块接受无线电信号形式的灯光控制器数据，并将灯光控制器数据处理后通过第三射频传输模块将叶窗控制器执行的相关指令发送给百叶窗控制器，调整百叶窗的张角，之后再次接受灯光控制器的数据，依据用户设置的灯光亮度级别将其处理后发送指令给灯光控制器，指示灯光控制器控制灯光亮度。
5.根据权利要求3所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于:所述环境参数模块包括红外传感器和光照传感器， 所述红外传感器采集人体红外信息，依据此红外信息启闭灯光控制器进而启闭灯光；在灯光控制器开启情况下，光照传感器模块采集光照强度并将此信息通过第二射频传输模块发送至主控制器，且依据主控制器的光照强度级别指令调整此灯光的亮度。
6.根据权利要求5所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于，所述灯光控制器还包括继电器、可变电阻和亮度调节单元， 所述第二单片机分别连接继电器和亮度调节单元，所述继电器连接灯具，所述亮度调节单元连接可变电阻，所述可变电阻连接灯具另一端。
7.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于:所述主控制器还包括连接电源的控制开关，用于控制电源供电模块的启闭。
8.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于:所述主控制器还包括显示驱动电路和显示装置，所述主控制器连接显示驱动电路，所述显示驱动电路连接显示装置，用于显示用户选定的灯光亮度级别以及主控制器的启闭状态。
9.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于:所述百叶窗控制器还包括步进电机的驱动电路，其中单片机的输出端通过步进电机驱动电路连接步进电机，由步进电机改变百叶窗的张角。
10.根据权利要求4所述的基于无线传感网络的室内灯光控制系统，其特征在于:所述主控制器还包括连接该MCU的Flash存储器，用于存储MCU所收到的灯光控制器数据。
【文档编号】G05B19/042GK203643789SQ201420001843
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】吴江洲, 蔡冬玲, 冯刚, 兰伟, 李学国, 张文理, 石岭, 罗明伟 申请人:吴江洲