智能照明控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及照明控制设备领域，具体涉及一种用于室内的智能照明控制装置。该装置由微处理器模块、 JTAG 模块、时钟模块、显示模块、 EPPROM 模块、空气质量检测模块、环境光线检测模块、红外线阵列传感器、灯光驱动模块、风扇驱动模块、应急照明开关控制模块、电源模块、蓄电池、交流市电检测传感器组成，根据需求可以自由组合。用户可以根据自身需要调节控制的照明时间、亮度和区域，通过 JTAG 接口自由设置。具有后备电源可以在市电断电后自行启动应急照明，保障人员及财产的安全。本发明在硬件系统的基础上，依靠微处理器强大的数据处理分析能力及相应的软件，构成了一个完整的系统。
【专利说明】智能照明控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及照明控制设备领域，具体涉及一种用于室内的智能照明控制装置。
【背景技术】
[0002] 能源的开发和控制是一个世界性的课题，直接关系到人类的生存和发展。电能是 应用最广的一种能源方式，也是能源消耗中最主要的组成部分。目前我国电力工业发展速 度很快，但是电力供应不足和用电效率低下的状况依然比较严重。电力紧缺是我国目前面 临的一个很严峻的问题：一方面，为了保证供电，被迫对局部区域实行强制性拉闸限电或轮 流供电，给国民生产、生活带来了极大不便；另一方面，又经常出现无人上班或学习而灯光 长明的浪费现象，尤其是在学校教室、图书馆、会议室、公司企业办公室等公共场所，表现更 为突出。在大力倡导建设节约型社会的今天，节能途径和效率的研究，已经成为一个社会热 点和焦点。
[0003] 因此推行照明节电技术节约电能是改善电力负荷紧张状况的主要途径之一。我国 照明用电约占总发电量的25%左右，且以低效照明为主，因此成为终端节电的主要对象之 一。照明用电大都属于峰时用电，由此可见，照明节电具有节约电量和缓解高峰用电的双重 作用。随着现代办公大楼巨型化，工作时间弹性化、人类物质文化生活多样化和人口老龄 化，需要营造快适、便捷、安全、高效的照明环境和气氛，从而促进了照明控制系统向高效节 能和智能化的方向发展。
[0004] 智能照明控制系统与传统照明控制系统相比，在控制方式、照明方式、管理方式以 及节能方面等均有不少优点。
[0005] 首先，在控制方式和照明方式上，传统照明控制采用手动开关，只有开和关，而且 只能一路一路地开和关。而智能照明控制采用调光模块，通过灯光的调光在不同使用场合 产生不同的灯光效果，营造不同的舒适的视觉氛围。在控制上采用低压二次小信号控制，控 制方式多、功能强、范围广，自动化程度高。
[0006] 其次，智能照明控制系统由于使用了自动化照明控制，智能利用光照以及通过网 络，只需一台计算机就可对整个大楼的照明实现合理的能源管理自动化，不仅减少了不必 要的耗电开支，同时也降低了用户的运行维护费用，在节能方面可比传统照明控制节电 20%以上。
[0007] 另外，在智能照明控制系统中，由于可通过系统人为地设置电压限制，可以避免或 降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击，从而起到保护灯具，延长灯具使用寿命的作用。
【发明内容】
[0008] 发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的实施例提供了一种智能照明控 制装置，所述技术方案如下： 一种智能照明控制装置由微处理器模块、JTAG模块、时钟模块、显示模块、EPPR0M模 块、空气质量检测模块、环境光线检测模块、红外线阵列传感器、灯光驱动模块、风扇驱动模 块、应急照明开关控制模块、电源模块、蓄电池、交流市电检测传感器组成。
[0009] 作为优选，所述的微处理器模块1由微处理器MSP430组成的最小系统。
[0010] 作为优选，信号采集单元包括分别与微处理器模块1相连的空气质量检测模块6、 环境光线检测模块7、红外线阵列传感器8 ;空气质量检测模块6用于对室内空气进行检测， 环境光线检测模块7用于探测室内光线照度，红外线阵列传感器8用于测量静止人物空间 温度分布情况，它们分别将相关信息上传至微处理器模块1。
[0011] 作为优选，JTAG编程模块2、时钟模块3、显示模块4、EPPR0M模块5分别与微处理 器1的相关端口连接进行双向通信JTAG编程模块可对芯片内部的所有部件进行编程，从 而大大加快工作进度；时钟模块3以时间作为基准信号实现实时时钟、日历；显示模块4用 于实时显示相关参数；EEPR0M模块5来存储系统的设置参数、系统数据存储及故障保护。
[0012] 作为优选，灯光驱动模块9、风扇驱动模块10、应急照明开关控制模块11接受微处 理器1的指令完成灯光、风扇及应急灯照明的开启和关闭。
[0013] 作为优选，220V交流输入电源模块12,经整流滤波后的直流电源向各个模块提供 工作电源，同时向蓄电池模块13输入充电电源。
[0014] 作为优选，蓄电池模块13与电源模块12的输出连接，完成对蓄电池的充电管理工 作，在220V交流断电时，向各个模块提供后备工作电源，于此同时向应急照明灯提供电源。
[0015] 作为优选，交流市电检测传感器14检测交流市电是否断电，检测信号送往微处理 器单元1。
[0016] 本发明与现有技术相比具有以下优点：： 1、模块化设计结构简单：本发明包括微处理器模块、JTAG编程模块、时钟模块、显示模 块、EPPR0M模块、空气质量检测模块、环境光线检测模块、红外线阵列传感器、灯光驱动模 块、风扇驱动模块、应急照明开关控制模块、电源模块、蓄电池、交流市电检测传感器组成， 根据需求可以自由组合。
[0017] 2、用户可以根据自身需要调节控制的照明时间、亮度和区域，通过JTAG接口自由 设置。
[0018] 3、具有后备电源可以在市电断电后自行启动应急照明，保障人员及财产的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1 :系统框图 图2 :环境光检测电路原理图 图3 :空气质量检测电路原理图 图4 :红外线阵列传感器检测电路原理图 图5:I2C总线原理图 图6 :时钟电路原理图 图7 :EEPR0M电路原理图 图8 :灯光、换气扇及应急照明输出控制电路原理图 图9 :灯光控制软件程序流程图。
[0020]
【具体实施方式】 下面结合附图及案列做进一步阐明，同时对于其它的属于共有技术案列在此不做过多 阐述。
[0021] 图1是系统框图，在图中可以看到，信号采集单元包括分别与微处理器模块1相 连的空气质量检测模块6、环境光线检测模块7、红外线阵列传感器8 ;空气质量检测模块6 用于对室内空气进行检测，环境光线检测模块7用于探测室内光线照度，红外线阵列传感 器8用于测量静止人物空间温度分布情况，它们分别将相关信息上传至微处理器模块1的 P3. 1和P3. 3端口，与微处理器I2C总线进行通讯；JTAG编程模块2、时钟模块3、显示模块 4、EPPR0M模块5分别与微处理器1的相关端口连接进行双向通信。
[0022] 编程模块2用于在线编程和仿真，方便快捷。
[0023] 时钟模块3以时间作为基准信号实现实时时钟、日历；本发明采用美国DALLAS公 司推出的具有充电能力的低功耗的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。此芯片采用的是 串行通信方式，还可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。它 可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2. 5V-5. 5V， DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源、后背电源双电源引脚，同时 提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。而且本发明采用的DS1302只需三根线即可 与微处理器进行通信，体积小，使用简单，时钟精度较高，满足系统的要求。
[0024] 显示模块4用于实时显示相关参数； EEPR0M模块5来存储系统的设置参数、系统数据存储及故障保护。因为设备的设置参 数是根据实际需要进行更改的，又要求是断电能够保存下来，所以本设备用一片EEPR0M来 存储系统的设置参数。系统数据存储及故障保护部分由X5045组成，X5045是一种串行通 讯的512字节EEPR0M，同时兼有看门狗和电源监控功能，X5045有三种可编程看门狗周期， 上电和VCC低于检测门限时，输出复位信号，X5045输出复位高电平有效，为了复位更加可 靠，其复位输出端外接一个10K的上拉电阻，并与AT89C52的复位端相连。看门狗能在电源 上电、掉电期间产生一个复位信号。该芯片还带有一个1. 4秒的看门狗定时器可监控单片 机的工作。如果在1. 4秒内未检测到其工作，出现故障，内部定时器将使看门狗WD I处于 低电平状态，为系统提供保护，避免死机、程序跑飞或进入死循环等意外的发生。X5045代表 了新一代串行EEPR0M的发展趋势，它的运用极大的节省了系统空间和资源，同时简化了电 路设计，缩短产品开发周期。
[0025] 灯光驱动模块9、风扇驱动模块10、应急照明开关控制模块11接受微处理器1的 指令完成灯光、风扇及应急灯照明的开启和关闭。
[0026] 交流输入电源模块12,经整流滤波后的直流电源向各个模块提供工作电源，同时 向蓄电池模块13输入充电电源。
[0027] 蓄电池模块13与电源模块12的输出连接，完成对蓄电池的充电管理工作，在220V 交流断电时，向各个模块提供后备工作电源，于此同时向应急照明灯提供电源。
[0028] 交流市电检测传感器14检测交流市电是否断电，检测信号送往微处理器单元1。
[0029] 图2是环境光检测电路原理图，光照强度采集电路采用数字量输出的光照强度传 感器BH1750FVI完成。BH1750FVI是日本RH0M株式会社近些年推出的一种两线式串行总线 接口的集成电路，可以根据收集的光线强度数据来进行环境监测，其具有1?65 535 lx的 高分辨率，可支持较大范围的光照强度变化。其内部是利用一个光敏二极管作为一个感光 元件，光照强度不同，通过光敏二极管的光电流不同，再经过后面的集成运放，将变化的电 流转变为变化的电压，经过模数转换器后就可以将采集的光照强度的数字量的值输出给单 片机。
[0030] 光照强度传感器有五个管脚，其SCL管脚和SDA管脚分别和单片机的P3. 1和P3. 3 相连，SCL端和微处理器相连的线为时钟线，SDA端和微处理器相连的线为数据线，所采集 的光照强度数据就是通过SDA管脚传入微处理器中的。在时钟线和数据线上还要分别接 5. 1K上拉电阻与电源相连，VCC接电源，ADDR管脚和GND管脚同时接地，这样，光照强度采 集电路就完成了。
【权利要求】
1. 一种智能照明控制装置，其特征在于：装置由微处理器模块、JTAG模块、时钟模块、 显示模块、EPPROM模块、空气质量检测模块、环境光线检测模块、红外线阵列传感器、灯光驱 动模块、风扇驱动模块、应急照明开关控制模块、电源模块、蓄电池、交流市电检测传感器组 成；微处理器模块（1)是由微处理器MSP430组成的最小系统；信号采集单元包括分别 与微处理器模块（1)相连的空气质量检测模块￠)、环境光线检测模块（7)、红外线阵列传 感器（8);空气质量检测模块（6)用于对室内空气进行检测，环境光线检测模块（7)用于 探测室内光线照度，红外线阵列传感器（8)用于测量静止人物空间温度分布情况，它们分 别将相关信息上传至微处理器模块（1) ; JTAG编程模块（2)、时钟模块（3)、显示模块（4)、 EPPROM模块（5)分别与微处理器（1)的相关端口连接进行双向通信JTAG编程模块（2)可 对芯片内部的所有部件进行编程，从而大大加快工作进度；时钟模块（3)以时间作为基准 信号实现实时时钟、日历；显示模块（4)用于实时显示相关参数；EEPR0M模块（5)来存储系 统的设置参数、系统数据存储及故障保护；灯光驱动模块（9)、风扇驱动模块（10)、应急照 明开关控制模块（11)接受微处理器（1)的指令完成灯光、风扇及应急灯照明的开启和关 闭；220V交流输入电源模块（12)，经整流滤波后的直流电源向各个模块提供工作电源，同 时向蓄电池模块（13)输入充电电源；蓄电池模块（13)与电源模块（12)的输出连接，完成 对蓄电池的充电管理工作，在220V交流断电时，向各个模块提供后备工作电源，于此同时 向应急照明灯提供电源；交流市电检测传感器（14)检测交流市电是否断电，检测信号送往 微处理器单元（1)。
2. 根据权利要求1所述一种智能照明控制装置，其特征在于：信号采集单元包括分别 与微处理器模块（1)相连的空气质量检测模块（6)、环境光线检测模块（7)、红外线阵列传 感器（8);空气质量检测模块（6)用于对室内空气进行检测，环境光线检测模块（7)用于探 测室内光线照度，红外线阵列传感器（8)用于测量静止人物空间温度分布情况，它们分别 将相关信息上传至微处理器模块（1)的P3. 1和P3. 3端口，与微处理器的I2C总线进行通 讯。
3. 根据权利要求1所述一种智能照明控制装置，其特征在于：光照强度采集电路采用 数字量输出的光照强度传感器BH1750FVI，选用TGS2600空气质量检测传感器对室内空气 进行检测，采用AMG8831红外线阵列传感器测量静止人物空间温度分布情况。
4. 根据权利要求1所述一种智能照明控制装置，其特征在于：灯光、换气扇及应急照明 输出控制电路，是通过微处理器输出控制信号经驱动电路放大后送入BL8023双向继电器 驱动集成电路，用于控制磁保持继电器的动作来完成。
【文档编号】H05B37/02GK104270868SQ201410557354
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】许祝, 陈军 申请人:重庆瑞升康博电气有限公司