基于红外传感器的照明控制系统和控制方法与流程

本发明涉及照明控制
技术领域：
，具体涉及基于红外传感器的照明控制系统和控制方法。
背景技术：
：在照明领域，照明控制起到了重要的作用，传统的照明控制是在靠近回路处加上开关，由开关来控制照明，属于手动控制；更进一步地，采用红外传感器来进行照明控制，即在照明处增设红外传感器，以进行人体探测，当探侧到有人体存在时即打卡照明装置，当未探侧到人体存在时即关闭照明装置。但是在目前基于红外传感器的照明控制系统存在单独给红外传感器提供电能的供电装置和驱动装置等，导致增加了照明控制系统的功耗和成本，不能满足用户的需求。技术实现要素：针对现有技术中所存在的不足，本发明提供的基于红外传感器的照明控制系统和控制方法，其解决了现有技术中的照明控制系统功耗高和成本高的问题，满足了用户的需求。第一方面，本发明提供一种基于红外传感器的照明控制系统，所述照明控制系统包括：红外传感器、控制芯片、第一电阻、发光二极管和电源模块；所述红外传感器的输出端与所述控制芯片的数据通信端相连，用于采集当前红外数据，并将所述当前红外数据生成当前报文数据发送到所述控制芯片；所述控制芯片的电源端与所述电源模块相连，所述控制芯片的ldo输出端与所述红外传感器的电源端相连，所述控制芯片的输出端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述发光二极管的阴极相连，所述发光二极管的阳极与所述控制芯片的电源端相连；当所述控制芯片处于工作状态时，所述控制芯片用于为所述红外传感器提供工作电压，还用于根据所述当前报文数据进行数据处理得到目标红外数据，还用于根据所述目标红外数据生成相应的目标控制信号，使所述目标控制信号驱动所述发光二极管点亮或熄灭。可选地，所述照明控制系统还包括：分压电阻和光敏电阻；所述分压电阻的第一端与所述控制芯片的电源端相连，所述分压电阻的第二端与所述光敏电阻的第一端相连，所述光敏电阻的第二端接地，所述光敏电阻的第一端还与所述控制芯片的光敏控制端相连，当所述控制芯片的光敏控制端接收到高电平时，触发所述控制芯片处于所述工作状态。可选地，所述控制芯片包括：数据通信模块，与所述红外传感器相连，用于接收所述红外传感器发送的当前报文数据；数字信号处理模块，与所述数据通信模块相连，用于对所述当前报文数据进行数据分离，获取到当前红外数据；所述数字信号处理模块还用于对所述当前红外数据进行滤波，得到目标红外数据；动态阈值判断模块，与所述数字信号处理模块相连，用于将所述目标红外数据与当前触发阈值进行比较，根据比较结果发送相应的目标控制信号。可选地，所述数字信号处理模块包括：数据分离模块，与所述数据通信模块相连，用于对所述当前报文数据进行数据分离，获取到所述当前报文数据中的特定头码、源红外数据和特定尾码；特定码校验模块，与所述数据分离模块相连，用于根据预设的校验规则对所述特定头码和所述特定尾码进行校验；限幅滤波模块，与所述特定码校验模块相连，用于对所述当前红外数据进行限幅滤波。可选地，所述数字信号处理模块还包括：滑动平均值滤波模块，与所述限幅滤波模块相连，用于根据滑动平均值对所述当前红外数据进行滤波，得到所述目标红外数据。第二方面，本发明提供一种基于基于红外传感器的控制方法，应用于所述照明控制系统的控制芯片，所述方法包括：当所述控制芯片处于工作状态时，接收红外传感器发送的当前报文数据；对所述当前报文数据进行数据分离，获取到当前红外数据；对所述当前红外数据进行滤波，得到目标红外数据；将所述目标红外数据与当前触发阈值进行比较，根据比较结果发送相应的目标控制信号到发光二极管，使所述目标控制信号驱动所述发光二极管点亮或熄灭。可选地，对所述当前报文数据进行数据分离，获取到当前红外数据，包括：对所述当前报文数据进行数据分离，获取到所述当前报文数据中的特定头码、源红外数据和特定尾码；根据预设的校验规则对所述特定头码和所述特定尾码进行校验；当对所述特定头码和所述特定尾码校验成功时，将所述源红外数据作为所述当前红外数据。可选地，对所述当前红外数据进行滤波，得到目标红外数据，包括：获取上一个红外数据与当前红外数据的差值；判断所述差值是否小于或等于预设最大偏差值；当所述差值小于或等于所述预设最大偏差值时，将所述当前红外数据作为所述目标红外数据。可选地，当所述差值小于或等于所述预设最大偏差值时，所述方法还包括：根据滑动平均值对所述当前红外数据进行滤波，得到所述目标红外数据。可选地，将所述目标红外数据与当前触发阈值进行比较之前，所述方法还包括：获取所述照明控制系统的当前控制状态；根据所述当前控制状态，动态调节所述当前触发阈值。相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明控制芯片的内部可集成线性稳压模块，通过ldo输出端与红外传感器的电源正端相连，为红外传感器提供稳定的工作电压，保证其正常工作，与现有技术中通过使用外置电源模块为红外传感器提供电能相比，可实现应用电路外围组件数量的减少，降低了成本，有利于整体设备的小型化；本发明的控制芯片内部可集成功率mosfet驱动模块，满足对照明设备的驱动，与在控制芯片的输出端外接独立的驱动装置的结构相比，同样能够实现应用电路外围组件数量的减少，有利于整体设备的小型化；因此本发明大幅减少应用电路的外围组件数量，不仅降低整体电路功耗，同时实现了更高的集成度，降低电路成本。附图说明图1所示为本发明实施例提供的一种基于红外传感器的照明控制系统的电路示意图；图2所示为本发明实施例提供的一种控制芯片的结构示意图；图3所示为本发明实施例提供的一种数字信号处理模块的结构示意图；图4所示为本发明实施例提供的一种基于红外传感器的控制方法的流程示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。实施例一图1所示为本发明实施例提供的一种基于红外传感器的照明控制系统的电路示意图，如图1所示，本实施例提供的基于红外传感器的照明控制系统具体包括：红外传感器t、控制芯片u、第一电阻r1和发光二极管led；所述红外传感器t的输出端与所述控制芯片u的数据通信端相连，用于采集当前红外数据，并将所述当前红外数据生成当前报文数据发送到所述控制芯片u；所述控制芯片u的电源端与电源模块相连，所述控制芯片u的ldo输出端与所述红外传感器t的电源端相连，所述控制芯片u的输出端与所述第一电阻r1的第一端相连，所述第一电阻r1的第二端与所述发光二极管led的阴极相连，所述发光二极管led的阳极与所述控制芯片u的电源端相连；当所述控制芯片u处于工作状态时，所述控制芯片u用于为所述红外传感器t提供工作电压，还用于根据所述当前报文数据进行数据处理得到目标红外数据，还用于根据所述目标红外数据生成相应的目标控制信号，使所述目标控制信号驱动所述发光二极管led点亮或熄灭。在本实施例提供的基于红外传感器的照明控制系统的技术原理为：当所述控制芯片处于工作状态时，所述控制芯片将所述电源模块的电能转换成与所述红外传感器相匹配的工作电压，为所述红外传感器提供电能；所述红外传感器将当前采集到的红外数据生成当前报文数据发送到所述控制芯片中，所述控制芯片对所述当前报文数据进行数据处理并生成相应的目标控制信号，驱动所述发光二极管点亮或熄灭。需要说明的是，所述目标红外数据包括有人存在的第一目标红外数据和没人存在的第二目标数据，所述目标控制信号包括与所述第一目标红外数据相匹配的第一目标控制信号和与所述第二目标数据相匹配的第二目标控制信号，当所述控制芯片解析出当前红外数据为第一目标红外数据时，输出第一目标控制信号也就是低电平到所述发光二极管的阴极，从而点亮所述发光二极管；当所述控制芯片解析出当前红外数据为第二目标红外数据时，输出第二目标控制信号也就是高电平到所述发光二极管的阴极，从而熄灭所述发光二极管。相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明控制芯片的内部可集成线性稳压模块，通过ldo输出端与红外传感器的电源正端相连，为红外传感器提供稳定的工作电压，保证其正常工作，与现有技术中通过使用外置电源模块为红外传感器提供电能相比，可实现应用电路外围组件数量的减少，降低了成本，有利于整体设备的小型化；本发明的控制芯片内部可集成功率mosfet驱动模块，满足对照明设备的驱动，与在控制芯片的输出端外接独立的驱动装置的结构相比，同样能够实现应用电路外围组件数量的减少，有利于整体设备的小型化；因此本发明大幅减少应用电路的外围组件数量，不仅降低整体电路功耗，同时实现了更高的集成度，降低电路成本。实施例二如图1所示，本发明实施例提供的所述照明控制系统还包括：分压电阻r2和光敏电阻r3；所述分压电阻r2的第一端与所述控制芯片u的电源端相连，所述分压电阻r2的第二端与所述光敏电阻r3的第一端相连，所述光敏电阻r3的第二端接地，所述光敏电阻r3的第一端还与所述控制芯片u的光敏控制端相连，当所述控制芯片的光敏控制端接收到高电平时，触发所述控制芯片u处于所述工作状态。在实际应用中，为了实现照明控制系统的节能目的，通过对外界自然光的光照强度进行检测和判断，控制当前照明控制系统的工作状态；在本实施例中的光敏电阻r3将自然光的强度转换成相应的电阻，通过分压电阻r2的分压，控制芯片的光敏控制端接收到相应的电压信号，如果所述电压信号为高电平时，触发所述控制芯片处于工作状态，如果所述电压信号为低电平时，触发所述控制芯片处于休眠状态，进而实现整个照明控制系统处于休眠或者工作状态。在本发明的实施例中，所述照明控制系统还包括：第一电容c1，所述第一电容c1的第一端与所述发光二极管led的阳极相连，所述第一电容c1的第二端接地；第二电容c2，所述第二电容c2的第一端与所述第一电容c1的第一端相连，所述第二电容c2的第二端接地；第三电容c3，所述第三电容c3的第一端与所述控制芯片u的ldo输出端相连，所述第三电容c3的第二端接地。实施例三图2所示为本发明实施例提供的一种控制芯片的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的控制芯片包括：数据通信模块，与所述红外传感器相连，用于接收所述红外传感器发送的当前报文数据；数字信号处理模块，与所述数据通信模块相连，用于对所述当前报文数据进行数据分离，获取到当前红外数据；所述数字信号处理模块还用于对所述当前红外数据进行滤波，得到目标红外数据；动态阈值判断模块，与所述数字信号处理模块相连，用于将所述目标红外数据与当前触发阈值进行比较，根据比较结果发送相应的目标控制信号。图3所示为本发明实施例提供的一种数字信号处理模块的结构示意图；本实施例提供的所述数字信号处理模块具体包括：数据分离模块，与所述数据通信模块相连，用于对所述当前报文数据进行数据分离，获取到所述当前报文数据中的特定头码、源红外数据和特定尾码；特定码校验模块，与所述数据分离模块相连，用于根据预设的校验规则对所述特定头码和所述特定尾码进行校验；在本发明的实施例中，所述数字信号处理模块还包括：滤波模块，与所述特定码校验模块相连，用于对所述当前红外数据进行滤波。在本发明的实施例中，所述滤波模块包括：限幅滤波模块，与所述特定码校验模块相连，用于对所述当前红外数据进行限幅滤波；滑动平均值滤波模块，与所述限幅滤波模块相连，用于根据滑动平均值对所述当前红外数据进行滤波，得到所述目标红外数据。在本发明的实施例中，所述控制芯片还包括：线性稳压器模块，与所述红外传感器的电源端相连，用于将所述电源模块的输出电压转换成与所述红外传感器相匹配的工作电压，为所述红外传感器提供电能。振荡器，用于为所述数据通信模块、所述数字信号处理模块和所述动态阈值判断模块提供时钟信号。输出驱动模块，所述输出驱动模块为功率mos管，所述功率mos管的栅极与所述动态阈值判断模块的输出端相连，所述功率mos管的源极接地，所述功率mos管的漏极为所述控制芯片的输出端。需要说明的是，本实施例提供的控制芯片内部集成电路模块如图2和图3所示，具体包括数据通信模块、数字信号处理模块、动态阈值判断模块、线性稳压器模块、振荡器模块、带隙基准模块、光敏信号检测模块、输出驱动模块，且芯片管脚说明如下表所示：引脚编号引脚标识引脚名称输入/输出描述1ldo_outldo输出端outputldo输出。2gnd接地端inout芯片地。3pir数据通信端inout数据通信接口。4led输出端output芯片触发信号，nmos开漏输出。5cds光敏控制端input外接光敏元件。6vdd电源端inout芯片电源。在本实施例中，线性稳压器模块的输出连接芯片引脚ldo_out，对外输出电压不低于热释电红外传感器的最低正常工作电压；振荡器模块用于为集成电路内部各模块提供时钟信号；带隙基准模块用于给内部各模块提供参考电流和参考电压；光敏信号检测模块用于检测光敏控制引脚cds的电压，此模块的输出结果会同时决定振荡器和数字电路部分的工作状态；所述芯片数字电路部分包括数据通信、数字信号处理、动态阈值判断三个模块；输出驱动模块接收动态阈值判断模块的结果，连接功率驱动mosfet栅极，通过mosfet漏极连接到芯片外部引脚led，可用于直接驱动照明设备，保证提供足够大的输出电流；所述芯片的数据通信端直接与热释电红外传感器的数据通信端相连，能以特定时序和格式读取到后者内部模数转换器输出的数据；所述芯片内部的动态阈值判断模块可实现的相应控制功能包括：单次触发保持时间一定、封锁时间的设置、重复触发方式的设置、动态阈值的自动调节。在本发明的实施例中，控制芯片内部集成的线性稳压模块、输出驱动模块、数字信号处理模块，在确保向热释电红外传感器提供稳定电源，以较大电流驱动照明设备，实现动态阈值调节的同时，还可大幅减少应用电路的外围组件数量，降低成本。实施例四图4所示为本发明实施例提供的一种基于红外传感器的控制方法的流程示意图，如图1所示，应用于所述照明控制系统的控制芯片时，本实施例提供的所述基于红外传感器的控制方法具体包括以下步骤：步骤s101，当所述控制芯片处于工作状态时，接收红外传感器发送的当前报文数据。步骤s102，对所述当前报文数据进行数据分离，获取到当前红外数据。具体地，对所述当前报文数据进行数据分离，获取到当前红外数据，包括：对所述当前报文数据进行数据分离，获取到所述当前报文数据中的特定头码、源红外数据和特定尾码；根据预设的校验规则对所述特定头码和所述特定尾码进行校验；当对所述特定头码和所述特定尾码校验成功时，将所述源红外数据作为所述当前红外数据。步骤s103，对所述当前红外数据进行滤波，得到目标红外数据。具体地，对所述当前红外数据进行滤波，得到目标红外数据，包括：获取上一个红外数据与当前红外数据的差值；判断所述差值是否小于或等于预设最大偏差值；当所述差值小于或等于所述预设最大偏差值时，将所述当前红外数据作为所述目标红外数据。进一步地，当所述差值小于或等于所述预设最大偏差值时，所述方法还包括：根据滑动平均值对所述当前红外数据进行滤波，得到所述目标红外数据。步骤s104，将所述目标红外数据与当前触发阈值进行比较，根据比较结果发送相应的目标控制信号到发光二极管，使所述目标控制信号驱动所述发光二极管点亮或熄灭。需要说明的是，数据通信模块对热释电红外传感器的数据通信端按所需时序发射信号，传感器内部滤波器对红外数据进行首次处理后输出，输出数据根据前述时序以串行码形式输出，从而实现发射时序信号与接收数据信号在单条通信线上完成的目的。数字信号处理模块与数据通信模块相连，数据处理流程具体包括：第一步，对数据通信模块采集到的串行数据进行时序分析，分离出特定头码+红外数据+特定尾码；第二步，校验头码和尾码，一旦验证通过，则进行第三步，否则舍弃该数据；第三步，每得到一个新的已通过校验的数据，则与前一次已通过校验的数据进行最大偏差值判断，若在最大偏差值范围内，则将新值保留，否则，将当前值断定为异常值，直接舍弃，即采用限幅滤波方法二次处理红外数据，并对保留下来的数据移交第四步处理；第四步，在芯片内部建立数据缓冲区，依顺序存放n个限幅滤波后的数据，求出包括新数据在内的n个数据的算术平均值，即以滑动平均值滤波的方法三次处理红外数据，得到的新的平均值传播到动态阈值判断模块。动态阈值判断模块与数字信号处理模块相连，根据数字信号处理模块的第四步操作后输出的算术平均值数值大小，并结合当前电路状态，来动态调节触发阈值，以保证芯片在绝对的灵敏度优势下，提高触发可靠性。在本发明的实施例中，将所述目标红外数据与当前触发阈值进行比较之前，所述方法还包括：获取所述照明控制系统的当前控制状态；根据所述当前控制状态，动态调节所述当前触发阈值。需要说明的是，所述控制芯片的动态阈值判断模块根据当前电路状态设置不同的阈值，以避免因为触发状态带来的电信号波动引起传感器输出数据波动过大导致的误触发。阈值的动态设置具体如下：①当芯片正常上电后，阈值设置为单倍基础阈值dth；②当数字信号处理模块检测到异常数据：在异常数据出现后的两秒内，动态阈值判断模块进入封锁状态，不进行阈值判断；异常数据出现后的第三秒初到第四秒末，阈值设置为三倍基础阈值(3*dth)；异常数据出现后的第五秒初到第六秒末，阈值设置为两倍基础阈值(2*dth)；异常数据出现六秒后，阈值恢复为单倍基础阈值dth；③当触发有效，灯亮起后：四秒内，动态阈值判断模块进入封锁状态，不进行阈值判断；灯亮起四秒后，阈值设置为两倍基础阈值(2*dth)，若在芯片内部设置的时间(tdelay-4秒)内，数据信号处理模块发送来的数据始终未达到两倍基础阈值(2*dth)，则本次触发在(tdelay-4秒)后结束，否则继续重复触发。④当触发结束，灯灭后：两秒内，动态阈值判断模块进入封锁状态，不进行阈值判断；灯灭后第三秒初到第四秒末，阈值设置为三倍基础阈值(3*dth)；灯灭后第五秒初到第六秒末，阈值设置为两倍基础阈值(2*dth)；灯灭六秒以后，阈值恢复为单倍基础阈值dth。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。当前第1页12