一种智能照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开的智能照明系统，包括控制器，控制器上分别连接有红外对管检测模块、LED矩形阵列照明模块和热释电红外线传感器。本实用新型AT89S52单片机作为主控芯片，操作简单而且功能强大；对于不同的灯具阵列有不同的照明效果，本实用新型采用平面矩形排列的灯具阵列，它具有亮度集中，照明度高的特点。识别人员位置的定位模块红外对管检测模块和热释红外线传感器，通过多个热释红外线传感器以及多对红外接收对管组成的网络来配合，对每个区域进行检测，收集数据来进行对人员定位并进行人员移动趋势预测。
【专利说明】一种智能照明系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于照明【技术领域】，具体涉及一种智能照明系统。
【背景技术】
[0002]传统的智能照明系统，一般是采用本地一开一关的控制方式，综合布线。在某些特定区域，例如文化走廊、过道等场所，常用声控或人体感应的方法来进行延时控制，这种方法尽管节能，但不适宜长期停留，还是缺乏人性化。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种智能照明系统，有效地解决了现有技术中声控或人体感应装置缺乏人性化的问题。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是，一种智能照明系统，包括控制器，控制器上分别连接有红外对管检测模块、LED矩形阵列照明模块和热释电红外线传感器。
[0005]本实用新型的特点还在于，
[0006]控制器为AT89S52单片机。
[0007]红外对管检测模块包括74LS04P反相器芯片，74LS04P反相器芯片上至少连接有2组红外对管。
[0008]74LS04P反相器芯片与控制器相连接。
[0009]热释电红外线传感器为HC-SR501，热释电红外线传感器至少设置有2个。
[0010]LED矩形阵列照明模块采用4 X 4的LED矩形阵列排列。
[0011]本实用新型的有益效果是:可以根据人员情况有无情况自动一直开启灯光或者熄灭，并能以人员为中心对灯光的调节和构建灯光整列。另外，相对传统智能照明都没有预测人员移动趋势实现预先照明，缺乏人性化。
[0012]AT89S52单片机作为主控芯片，操作简单而且功能强大；对于不同的灯具阵列有不同的照明效果，本实用新型采用平面矩形排列的灯具阵列，它具有亮度集中，照明度高的特点。识别人员位置的定位模块红外对管检测模块和热释红外线传感器，通过多个传感器以及多对红外接收对管组成的网络来配合，对每个区域进行检测，收集数据来进行对人员定位并进行人员移动趋势预测。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型智能照明系统的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型智能照明系统的热释电红外传感器的定位原理图；
[0015]图3是本实用新型智能照明系统的红外对管检测模块的布局图；
[0016]图4是本实用新型智能照明系统的LED矩形阵列照明模块布局图；
[0017]图5是本实用新型智能照明系统的红外对管的工作原理图。
[0018]图中，1.控制器，2.红外对管检测模块，3.LED矩形阵列照明模块，4.热释电红外线传感器，5.红外对管。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0020]本实用新型提供一种智能照明系统，如图1所示，包括控制器1，控制器I上分别连接有红外对管检测模块2、LED矩形阵列照明模块3和热释电红外人体检测模块4。
[0021]其中，控制器I为AT89S52单片机。
[0022]红外对管检测模块2由74LS04P反相器芯片和至少2组并联的红外对管5构成，用于对人员定位和预测，如图3所示，本实用新型采用六组红外对管以并联方式连接，通过74LS04P方向器芯片接到控制器I的的六个1 口中，其中，51、52、53、54、55和56为发送红外管；51’、52’、53’、54’、55’和56’分别为51、52、53、54、55和56对应的接收红外管。
[0023]热释红外线传感器4为HC-SR501，如图3所示，热释红外线传感器4设置有4个，对4个区域进行人员检测，其之间也是并联方式连接，每个热释红外线传感器直接与控制器I的1 口相连接。
[0024]LED矩形阵列照明模块3采用4 X 4的LED矩形阵列排列。
[0025]本实用新型红外对管检测模块2和热释红外线传感器4配合检测LED矩形阵列照明模块3下的人员的情况，并将LED矩形阵列照明模块3下的人员的情况反馈给控制器1，控制器I根据LED矩形阵列照明模块3下的人员的情况对LED矩形阵列照明模块3进行控制，调节LED矩形阵列照明模块3中的灯光进行调节。
[0026]其中，AT89S52单片机是其中一种低功耗、高性能CM0S8位的单片机，使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
[0027]热释电红外传感器4为了确定人员在指定区域的位置，如图2所示，本实用新型使用一组热释电红外传感器4，每个传感器的感应面呈圆形感应范围。因此，当人员进入某一感应区域后，系统根据从区域内的所有传感器收集到的感应信息判断该人员是否属于这一感应区。例如，当一位人员进入B感应区，a，b传感器输出信号，而其他传感器则无输出信号。收集输出信号后，该算法可以推断出人员属于B感应区。这个系统的定位精度定义为假设点和人员之间的最大距离。例如当人员进入A感应区，人员被假设在点I处。在此假设中，人员可以代表一个点，热释电红外传感器的感应半径为I米，故定位精确度是I米。但是当人员移动出A区域，而有没有到B区域是，就存在盲区，那么必须靠其他传感器来感应来实现灯的开启，因此传感器的数量和它们感应区域的面积决定了定位精度，必须合理安排传感器，以保证系统的精确度。为了准确判断人员位置，提高系统的精确度，这就需要给定数量的传感器有更大的感应范围。
[0028]但是热释电红外传感器对人员检测会有一个缺点，就是当人员在传感器感应范围内不动作时，热释电红外传感器将会感应不到人员或者信号将会由有变成无信号，此时等将会熄灭，这也是传统照明系统所存在的一大缺点。因此为了一直能够对人员进行定位，需要另外采用传感器或者其他设备来检测人员仍在该区域。
[0029]本实用新型的红外对管检测模块2为采用了多组红外对管组成网络，以对人员精确定位，并且能够预测人员移动趋势，红外对管检测模块2中的红外对管的工作原理如图5所示，红外发射管与红外接收管是相向正对的，红外发射管发射红外线，红外接收管接收到该红外线，此时红外接收管的内阻较小，与1k的电阻分压得到的电压也很小，因此送到74LS04P芯片I脚是个低电平，经过芯片反相后，从2脚输出到单片机引脚是高电平；当有障碍物挡住红外线时，红外接受管的内阻就急剧变大，经反向后，从2脚输出到单片机的引脚是低电平。
[0030]红外对管检测模块的布局图如图3所示，A、B、C、D为主要检测区域，E、F、G、H为各个区域的交界处，四个圆代表热释电红外传感器4的感应区，当人员在A区域时，I号和4号的红外接收对管的光束将会被阻挡，那么控制器I即可判断人员在A区域，但是由于红外对管只要有物体挡住其光路时便会产生电平变化，也就是信号变化，因此还需与热释电红外传感器4相配合来确定是否为人员还是物体在该区域。另外，当人员从A区域移动时，需要检测人员移动趋势，如果人员移动去B区域，将会通过I和5号红外对管的光路，即E区域，此时可预先亮起两个区域之间的灯，如果人员从A区域移动到D区域，则人员也将会通过2和4号红外对管的光路，即H区域，此时可预先亮起A和D区域之间的灯。
[0031]因此通过红外对管检测模块与热释电红外传感器的配合可以很好准确定位人员位置，以及人员移动趋势，这样可以解决传统的智能照明系统在人员在感应区域不动作，灯就媳灭这一问题。
[0032]如图4所示，LED矩形阵列照明模块3采用4X4的LED灯管作为矩形灯具阵列，这种排列方式具有光照均匀，亮度集中，光照度高特点，而且比较容易布局，其中D1-D16为LED灯管，R1-R16为电阻。
[0033]LED又称为发光—极管，具有效率尚、寿命长、不易破损、开关速度尚、尚可靠性等传统光源不及的优点。其工作时只能往一个方向导通(通电)，叫作正向偏置(正向偏压)，当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关。而白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升，同时，在每千流明的购入价格上，也因为投入市场的厂商相互竞争的影响，而明显下降。虽然越来越多人使用LED照明作办公室、家具、装饰、招牌甚至路灯用途，但在技术上，LED在光电转换效率(有效照度对用电量的比值)上仍然低于新型的荧光灯。
[0034]发光二极管的工作原理是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
[0035]发光二极管与小白炽灯泡和氖灯相比，其特点有工作电压很低(有的仅一点几伏)；工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光)。其抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长。另外还可通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示O?9十个数目字等。
[0036]本实用新型AT89S52单片机作为主控芯片，操作简单而且功能强大；对于不同的灯具阵列有不同的照明效果，本实用新型采用平面矩形排列的灯具阵列，它具有亮度集中，照明度高的特点。识别人员位置的定位模块红外对管检测模块2和热释红外线传感器4，通过多个传感器以及多对红外接收对管组成的网络来配合，对每个区域进行检测，收集数据来进行对人员定位并进行人员移动趋势预测。
【权利要求】
1.一种智能照明系统，其特征在于，包括控制器(I)，所述控制器(I)上分别连接有红外对管检测模块(2)、LED矩形阵列照明模块(3)和热释电红外线传感器⑷；所述红外对管检测模块(2)包括74LS04P反相器芯片，所述74LS04P反相器芯片上至少连接有2组红外对管(5);所述74LS04P反相器芯片与控制器(I)相连接；热释电红外线传感器(4)为HC-SR501，所述热释电红外线传感器(4)至少设置有2个；所述LED矩形阵列照明模块(3)采用4X4的LED矩形阵列排列。
2.根据权利要求1所述的智能照明系统，其特征在于，所述控制器(I)为AT89S52单片机。
【文档编号】H05B37/02GK204217162SQ201420430972
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】左敬龙, 彭志平, 崔得龙, 余桂兰, 吴庆雄 申请人:广东石油化工学院