一種結合自然光的室內智能LED照明系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種結合自然光的室內智能LED照明系統，系統采用模塊化設計，分為兩大部分：LED控制端和電動窗簾端，LED控制端主要包括控制模塊I、藍牙模塊、NRF24L01模塊I、紅外接收模塊、LED驅動模塊、光照檢測模塊I、紅外檢測模塊、電源模塊I、晶振模塊I、存儲模塊、LED燈；電動窗簾端主要包括控制模塊II、NRF24L01模塊II、光照檢測模塊II、電源模塊II、晶振模塊II、電動馬達、窗簾，本實用新型專利技術通過改變室內LED燈光照強度，以及輔助電動窗簾調節射入室內的自然光，實現對室內照明的相關模式及參數的控制，同時當系統檢測室內無人時，自動關閉正處于打開狀態的LED燈。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及室內智能LED照明系統，通過改變室內LED燈光照強度，以及輔助電動窗簾調節射入室內的自然光，實現對室內照明的相關模式及參數的控制，同時當系統檢測室內無人時，自動關閉正處于打開狀態的LED燈。
技術介紹
隨著科技進步和人們生活水平的提高，人們對家庭生活環境個性化、智能化、舒適性以及節能環保提出了更高的要求。室內智能照明作為家庭生活的一個重要部分，自然得到人們的重視并獲得迅速的進步，同時，隨著人們的節能環保意識的提高，LED作為一種新型的綠色光源，相比傳統的照明產品，它具有高效節能、環保、顯色性好、壽命長、體積小等特點，也是推進室內智能照明的又一重要因素。然傳統的室內LED照明系統存在諸多弊端，首先，主要采用有線通信的控制方式，靈活性差、布線煩瑣進而增加了安裝調試的難度;其次，控制方式單一，燈具往往只有兩狀態一一開啟或關閉，但是實際應用中，不同的場合對于燈具的亮度，應需要根據不同環境做出相應調整，這些缺點便限制傳統的室內照明行業的發展和應用。智能照明近些年得到快速的發展，目前對燈光的智能控制，已經發展得較為成熟，但是對室內燈光模式卻是比較缺乏和不完善的。在白天光線足夠強時也開燈，人離開后還亮著燈的現象普遍存在;調查研究自然光是對人體最有益的，但室內照明調節還很少結合自然光。當今還很多人有擁有智能手機，然而室內照明與手機的聯系卻沒有得到充分的利用。
技術實現思路
本技術提出一種結合自然光的室內智能LED照明系統，通過帶有藍牙功能的智能手機或紅外遙控器，可以啟動室內LED燈的相關模式:一般模式或恒光模式，一般模式就是對燈的開關以及亮度的調節;恒光模式是通過手機設定一個環境光照強度閾值，當外界光照強度大于此值時，LED燈關閉，相反外界光照強度小于此值時，LED燈就會自動開啟補光模式，使室內環境總體光照強度趨于設定閾值。當LED燈處于開啟狀態時，光照傳感器會實時檢測環境中是否有人存在，當檢測不到紅外光源時，就會通知控制模塊人已離開，此時控制模塊就會通過改變輸出HVM占空比(此時為零)，控制LED驅動模塊關閉LED燈。實現LED燈照射范圍內沒有人時，自動關閉LED燈，起到省電的目的。在開啟室內恒光模式時，系統調光需輔助電動窗簾，使得在系統開啟恒光模式后，在充分利用自然光的條件下，通過調節開啟窗口大小，同時借用室內LED燈調節，可使室內在全天范圍內都能進行調光。本技術所采用的技術方案是:一種結合自然光的室內智能LED照明系統，系統采用模塊化設計，分為兩大部分:LED控制端和電動窗簾端，LED控制端主要包括控制模塊1、藍牙模塊、NRF24L01模塊1、紅外接收模塊、LED驅動模塊、光照檢測模塊1、紅外檢測模塊、電源模塊1、晶振模塊1、LED燈，其特征在于:控制模塊I分別與藍牙模塊、NRF24L01模塊1、紅外接收模塊、LED驅動模塊、光照檢測模塊1、紅外檢測模塊、電源模塊1、晶振模塊I連接，所述LED驅動模塊還與LED燈連接;電動窗簾端端主要包括控制模塊I1、NRF24L01模塊I1、光照檢測模塊11、電源模塊11、晶振模塊I1、電動馬達、窗簾，其特征在于:控制模塊II分別與NRF24L01模塊I1、光照檢測模塊11、電動馬達、電源模塊11、晶振模塊II連接，所述電動馬達與窗簾連接。通過帶有藍牙功能的智能手機或紅外遙控器，發出相關燈光調節信號。LED控制端的藍牙模塊(或紅外接收模塊)收到此信號后，會將此信號傳輸到控制模塊I，微控制器會根據收到的數據類型，啟動相關調光模式:一般模式或恒光模式。在恒光模式調節過程中，借助光照傳感器模塊II檢測室外光照強度，當小于所設定的光照閾值時，電動窗簾不工作，相反，這進入窗口調節模式。當電動窗簾調節自然光不能滿足需求時，系統就會啟動室內LED燈恒光調節，CPU會每次增加一定值的輸出方波占空比，使得LED驅動模塊輸出電壓增加，LED亮度便增大，相反則減小。通過調節經過動態調節，使得室內光照強度最終靠近所要調節的亮度。在室內了LED開啟相關模式前，首先，讀取存儲模塊里所保存的上次關閉時的亮度級，這樣可以使系統即刻啟動上次關閉時的相關亮度。當LED燈處于開啟狀態時，紅外檢測模塊會實時檢測環境中是否有人存在，當檢測不到紅外光源時，就會通知控制模塊I人已離開，此時控制模塊I就會通過改變輸出PWM占空比(此時為零)，控制LED驅動模塊關閉LED燈。實現LED燈照射范圍內沒有人時，自動關閉LED燈，起到省電的目的。本技術通過手機或紅外遙控器實現對室內LED燈無線控制，而且本系統的恒光模式，實現環境光照強度趨于設定值。當檢測室內沒有人時，系統自動關閉處于打開狀態的LED燈。【附圖說明】圖1為系統原理圖。圖2為電動窗簾端程序流程圖圖3為LED控制端程序流程圖圖4為恒光程序流程圖【具體實施方式】下面結合附圖給出具體實施例，進一步說明本技術是如何實現的。如圖1所示一種結合自然光的室內智能LED照明系統，系統采用模塊化設計，分為兩大部分:LED控制端和電動窗簾端，LED控制端主要包括控制模塊1、藍牙模塊、NRF24L01模塊1、紅外接收模塊、LED驅動模塊、光照檢測模塊1、紅外檢測模塊、電源模塊1、晶振模塊1、存儲模塊、LED燈，控制模塊I分別與藍牙模塊、NRF24L01模塊1、紅外接收模塊、LED驅動模塊、光照檢測模塊1、紅外檢測模塊、電源模塊1、晶振模塊1、存儲模塊連接，所述LED驅動模塊還與LED燈連接;電動窗簾端主要包括控制模塊11、NRF24L01模塊I1、光照檢測模塊I1、電源模塊I1、晶振模塊I1、電動馬達、窗簾，控制模塊II分別與NRF24L01模塊I1、光照檢測模塊I1、電動馬達、電源模塊I1、晶振模塊II連接，所述電動馬達與窗簾連接。通過帶有藍牙功能的智能手機或紅外遙控器，發出相關燈光調節信號。LED控制端的藍牙模塊(或紅外接收模塊)收到此信號后，會將此信號傳輸到控制模塊I，微控制器會根據收到的數據類型，啟動相關調光模式:一般模式或恒光模式。在恒光模式調節過程中，借助光照傳感器模塊II檢測室外光照強度，當小于所設定的光照閾值時，電動馬達不工作，相反，這進入窗口調節模式，具體電動窗簾的調節流程如圖2所示在恒光模式調節過程中，當電動窗簾調節自然光不能滿足需求時，系統就會啟動室內LED燈恒光調節。CPU會每次增加一定值的輸出方波的占空比，使得LED驅動模塊輸出電壓增加，LED亮度增大，相反則減小。經過動態調節，使得室內光照強度最終靠近所要調節的亮度。具體LED控制端程序流程如圖3所示。恒光模式調節程序流程圖如圖4所示，調節方式如下:光照傳感器模塊檢測環境光照強度時，先與設定的光照閾值進行比較，得出需要調節的信號。即當數據大于(小于)設定值時，會減小(增加)PWM占空比，再次采集光照信息并判斷分析，若數據還是大于(小于)閾值，重復以上操作，直至光照強度值達(或靠近)到設定閾值，然后再檢測光照強度，當數據與設定的閾值范圍吻合時，系統進入底層循環操作狀態，否則就進入調光模式(這個過程比較重要，系統程序如果沒有這一部分，LED模組發光會不穩定)。當LED燈處于開啟狀態時，光照檢測模塊會實時檢測環境中是否有人存在，當檢測不到紅外光源時，就會通知控制模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種結合自然光的室內智能LED照明系統，其特征在于：系統采用模塊化設計，分為LED控制端和電動窗簾端，LED控制端主要包括控制模塊I、藍牙模塊、NRF24L01模塊I、紅外接收模塊、LED驅動模塊、光照檢測模塊I、紅外檢測模塊、電源模塊I、晶振模塊I、存儲模塊、LED燈，控制模塊I分別與藍牙模塊、NRF24L01模塊I、紅外接收模塊、LED驅動模塊、光照檢測模塊I、紅外檢測模塊、電源模塊I、晶振模塊I、存儲模塊連接，所述LED驅動模塊還與LED燈連接；電動窗簾端主要包括控制模塊II、NRF24L01模塊II、光照檢測模塊II、電源模塊II、晶振模塊II、電動馬達、窗簾，控制模塊II分別與NRF24L01模塊II、光照檢測模塊II、電動馬達、電源模塊II、晶振模塊II連接，所述電動馬達與窗簾連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：田會娟，柳建新，洪振，張嬌娜，趙一聰，張浩偉，劉歡，
申請(專利權)人：天津工業大學，
類型：新型
國別省市：天津;12