一种智能灯具的制作方法

1.本实用新型涉及家电领域，具体的说是涉及一种智能灯具。


背景技术：

2.一直以来，家电的智能化主要体现在大型家电上，特别是电视、电饭煲、空调等家电。对于家电来说，比较重要的智能化应用体现在定时开关和可根据需要随时设定使用时间，比如电饭煲的定点定时烹饪功能，操作简易又十分实用，对用户来说非常方便。随着对家电的进一步发展，目前包括窗帘在内都具备可控的开关能力，在这种环境下，作为家电十分重要甚至是最基本组成部分的灯具，也被赋予了智能化的使命，但是目前对于灯具的智能化，往往体现在为灯具增加一些并不属于照明范围内功能，比如《意外检测与报警灯具》，为灯具增设检测与报警的功能，这种脱离了灯具基本功能的其他功能，往往并不具备实用价值。首先灯具的安装范围通常在人可随手触及的范围之外，而且灯具的安装也并不像大型家电那样通过专用电源线去连接，往往是直接安装在灯座上，灯座是直接连接家用220v交流电的，其他非家用应用场所的电源可能会更高，用手去触摸控制等均可能导致不可预知的危险，对于这种灯具的维护十分不方便，而如果专门增设方便可控的灯具，又显得十分多余。因为灯具的本质是照明，而目前对于家用的灯具，照明功能其实并不智能，无论是按键开关还是触摸开关甚至遥控开关，都需要通过开关去控制，而在某些场景下，打开或者关闭开关并不是那么方便，比如深夜仅仅只需要短时间照明的时候。特别是一些房间较大、走廊较长的用户，可能在开关灯前面临一段时间的盲区，甚至需要借助其他的照明设备来辅助照明，这是非常不方便的。而应用在公共场所的声控开关对于家用灯具来说，会导致并不需要照明的白天也面临灯具不停开关的问题，从而并不适用，因此，目前还并没有一种能够在需要的时候智能触发开关的家用灯具。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的，就是针对上述问题，提出一种智能灯具，本实用新型从其他可定时控制的家电技术和传感器感应技术中获得启发，所提出的灯具具备双控开关，包括通常所使用的灯具开关，另外还增设在满足一定条件才可开关灯具的智能开关，即智能化的开关灯具是受控的，并非随时都能触发，需满足设定的条件才能触发，从而使得灯具的智能开关能够适用于普通家庭使用。
4.本实用新型采用的技术方案是：一种智能灯具，如图1所示，包括led灯，还包括充电电路、电池、控制开关、控制模块、看门狗电路和传感器，所述传感器为人体感应传感器；充电电路的一端与led灯接外部电源，充电电路的另一端接电池的一端，电池的另一端接控制模块和看门狗电路，电池的另一端还通过控制开关后接led灯；
5.所述控制模块包括相互连接的信号产生单元和微处理器，微处理分别连接控制开关、看门狗电路和人体感应传感器；所述信号产生单元自动产生电压信号发送到微处理器，微处理器通过内部比较器将接收到的电压信号与预设的基准电压进行比较，微处理器将比
较器的输出与接收到的人体感应传感器输入的电平信号通过与门进行与运算，微处理器根据与门输出结果生成对应电平的控制使能信号，控制使能信号用于打开或关闭微处理器与控制开关连接的端口(即与门输出高电平，则控制使能信号为高电平，控制开关开启，与门输出低电平，控制使能信号也为低电平，控制开关关闭)。
6.本实用新型的技术方案，在灯具中增设了充电电路和电池，因为灯具的用电是家用的220v交流电，直接用来对可充电电池充电显然是不行的，因此需要有充电电路对电压进行调节，使其满足对电池充电的需求，这部分的技术是十分成熟的，根据所采用电池的指标，选择适用的充电电路即可。
7.本实用新型解决问题所依靠的主要技术方案是控制模块的设定，控制模块由信号产生单元和微处理器构成，其中微处理器的功能就是对信号的简单判断与处理，基本的单片机即可实现该功能。而属于本实用新型方案中，使得灯具具备智能可控的关键部分是信号产生单元，即使得灯具能够自动判断当前是否满足智能开关的需求，这种根据实际的需求，可以有非常多种的设计与实现方法，比如说借鉴于电饭煲的定时开启功能，设定每天晚上12点到第二天早上6点之间，信号产生单元产生高电平信号输出到微处理器，其他时间则产生低电平信号输出到微处理器，微处理器预设有高电平的基准电压，通过与微处理器预定的基准电压比较后，信号产生单元输出高电平则比较器输出高电平，再与人体感应传感器的高电平信号与操作后，即可输出使控制开关打开的高电平信号使能信号，否则即是低电平信号，控制使能信号为低电平使能信号，控制开关关断。
8.由上述可知，本实用新型的方案中，核心在于依靠电压信号的变化来控制开关，首先人体感应传感器产生的信号是固定的，即有人输出高电平，无人输出低电平，比较器是微处理器内置的(通常微处理器都内置有比较器，包括最基本的单片机都有)，比较器的一个输入是固定的基准电压，因此根据另一个输入，即信号产生单元的电压，在信号产生单元产生的电压信号大于基准电压时，比较器输出高电平，小于基准电压则产生低电平，因此，本实用新型的控制信号最终是由信号产生单元输出的电压和人体感应传感器的信号共同决定，因为是“与”操作，只有在满足信号产生单元输出高电平和人体感应传感器也输出高电平的情况下，智能开关才能打开灯具，从而使得灯具的智能开关在可控的范围内，不会在不需要使用灯具的时候也会自动开关。
9.通过上述对本实用新型工作原理的描述可知，使得信号产生单元在需要的时候能够产生高电平信号将是本实用新型应用的关键，而这种方式根据实际需求有无限多种，简单的比如通过定时器计时，在计时到达设定的数值范围内即产生高电平信号，其他时候产生低电平信号；或者采用时钟单元，如图2所示，目前的时钟芯片比如ds1302等便宜且功能强大，能够输出24小时制的时间信号，通过设置合适的比较器，将时钟芯片的输出与设定的时间表进行比较，即可实现在设定的时间范围内，微处理发出控制信号控制其他模块进行工作，在非工作时段微处理器控制开关使能的引脚关断；比较复杂的就可以借助于软件程序功能，设定判断条件来判断是否产生高电平信号，这种应用的适应性极广，缺点是成本较高，对于灯具来说，通常采用简单的纯硬件结构即可，成本低廉又方便安装维护。
10.在本实用新型的方案中，所提出的看门狗电路，是为了应对灯具在安装应用方面的特殊性，灯具的安装位置和一般的家电不同，部分复杂的灯具安装也是非常的麻烦，如果灯具内的微处理器出现了故障，其维护将会带来巨大的不便，因此本实用新型的方案采用
传统的看门狗电路的应对方式，看门狗是十分常用的复位方式，微处理器在设定好以后，复位即可回到设定的初始工作方式中，实际通常看门狗是一个定时器，在设定时间内未正常收到微处理器的信号后，则发送复位信号使微处理器复位，通常有看门狗电路在，微处理器即使出问题也能自动复位，从而使得智能灯具的应用更为保险。
11.进一步的，所述信号产生单元为光感应传感器。
12.如图3所示，采用光感应传感器作为信号产生单元是最简易有效的方式，根据实际使用环境和需求，选择不同灵敏度的光感应传感器，当天黑以后(或者是房间内部其他灯具都关闭后)，光感应传感器感应不到光线(或者是非常微弱的光线)，此时产生高电平信号到微处理器(如果是产生低电平信号，通过反相器即可变为高电平)，此时微处理器控制其他模块开始工作，即灯具的智能开关电路开始工作，当人体感应传感器检测到人体信号后，即可通过控制开关打开灯具，该种方案结构十分简单。
13.本实用新型的有益效果是：相比于传统灯具，本实用新型的方案使得灯具具备智能的开关功能，使得灯具的应用更为方便，并且结构简单可靠，成本低廉。
附图说明
14.图1为本实用新型的逻辑结构示意图；
15.图2为信号产生单元为时钟单元的逻辑示意图；
16.图3为信号产生单元是光感应传感器的逻辑示意图。
具体实施方式
17.在实用新型内容中，已经对本实用新型的方案和原理做了详细的说明，下面对本实用新型在实施过程中的事项进行进一步的说明。
18.在实用新型内容对原理的描述中，为了方便描述，将使能信号设定为高电平有效，在实际应用中当然也可以采用低电平有效，关键的部分是“与门”的操作(当然如果采用多种信号集成也可使用其他门电路)，即信号产生单元与人体感应传感器产生的信号是进行“与”操作后产生控制信号，即需要使信号产生单元与人体感应传感器同时产生高电平，否则灯具只能通过外部电源开关控制，人体传感器生效的条件是感应到人体，信号产生单元生效则可根据实际应用情况设定，从而使得智能灯具的开关是受控的。即在实际应用中，通过反相器等电路的使用，信号产生单元究竟是采用高电平有效还是低电平有效，根据实际使用需求的不同可以灵活设置。
19.因为本实用新型的所有模块均集成在灯具的内部，灯具实际使用时优先受控还是外部的电源开关，在外部电源开关打开时，led灯在任何时候都要打开，而控制开关因为与led灯连接，在实际的电路结构中可能会与外部电路连接，为了防止大电流经过控制开关对后面的单元造成损害，在实际应用中应当做好防短路和防烧毁的措施。
20.本实用新型的方案实际上只是描述了一种基本结构，整个方案采用纯硬件实现，虽然提高了稳定性和降低了成本，但是在实际应用中，可根据需要扩展相应的更多功能，比如晚上需要灯光较暗时，可以在控制开关中设置能控制色温的调节开关，在打开led灯时可自动调节色温，其他调节与此同理，可以进一步的提升灯具的智能化程度。
21.综上所述，本实用新型的智能灯具，是结合了目前家电普遍使用的定时工作功能
与传感器技术，得到的相当于可定时工作的智能灯具，因为灯具的特殊性，需要在不使用灯具(白天或光线较强环境)时使其不能自动打开，同时因为灯具安装位置的特殊性，无法像其他家电一样可以随时设置，如果额外增设控制设备又违背了智能的初衷，综合以上各种原因，本实用新型提出的智能灯具，非常巧妙的采用了“与运算”的特性，使得智能开关实际上受双信号的控制，即条件信号与传感器信号。在本实用新型中将其简化为高低电平信号的操作，使得整个方案十分简单易于实现，当然，对于可输出高电平或低电平的信号产生单元，需要根据实际应用环境进行灵活设定，在本实用新型中以光感应传感器进行了示例描述，实际上能够根据一定条件生成高电平或低电平的信号产生单元是非常普遍的技术。而假如采用较为复杂的其他控制方式，则可以大大扩展本实用新型的应用范围。