專利名稱：基于單片機的智能led燈照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種照明系統(tǒng)，特別是涉及一種應用于宿舍、工作室及大型停車場的LED智能照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
LED作為目前全球最受矚目的新一代光源，因本身高亮度、低熱量、長壽命、無毒、可回收再利用等優(yōu)點，被稱為是21世紀最有發(fā)展前景的綠色照明光源，目前在市場上的普及已越來越廣。面對這種新光源的發(fā)展，我們更應該引起足夠的重視，進一步開發(fā)這種新光源，讓LED燈能夠真正走進每個家庭，實現(xiàn)資源能耗的降低。雖然LED燈具有如此多的優(yōu)點，但是還是存在著資源利用的一些問題，對于某些場合，例如在人跡罕至的車庫，偏遠的道路等等，讓LED長期點亮不僅對LED燈的壽命有 影響，還存在著資源浪費的現(xiàn)象，本系統(tǒng)的研發(fā)，就是為了進一步的改善這些資源浪費的情況，達到效￡fL的提聞。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效節(jié)省能源，進一步實現(xiàn)綠色節(jié)能照明的LED智能照明系統(tǒng)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于單片機的LED照明系統(tǒng)，其包括單片機控制器；至少四個熱釋電傳感器，與單片機控制器連接；一光敏傳感器，與單片機控制器連接；一照明單元，由與單片機控制器連接的恒流驅(qū)動模塊及連接恒流驅(qū)動模塊的LED模塊組成；至少四個LED照明單元，與單片機控制器連接；一舵機，與單片機控制器連接，其具有受單片機控制器控制的轉(zhuǎn)向頭，該轉(zhuǎn)向頭至少具有兩個轉(zhuǎn)動自由度；其中所述照明單元安裝于所述舵機的轉(zhuǎn)向頭上；所述熱釋電傳感器及LED照明單元在物理位置上平均分布于所述照明單元周圍，并與所述照明單元相隔一定距離。上述熱釋電傳感器通過無線傳輸模塊與所述單片機控制器連接。上述恒流驅(qū)動模塊包括鎮(zhèn)流濾波電路及與鎮(zhèn)流濾波電路連接的PWM電路；PWM電路為BP1360芯片。本實用新型的有益效果本實用新型通過熱釋電紅外探測器采集數(shù)據(jù)，可以根據(jù)探測范圍內(nèi)的人員活動情況，通過舵機對照明單元的照射方向進行適應性調(diào)整，此外還可選擇采用調(diào)光型芯片對照明單元進行調(diào)光，使得照明更為智能及人性化，并能夠達到節(jié)省能源，綠色環(huán)保的照明要求。
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得的其他設計方案和附圖。圖I是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中恒流驅(qū)動模的電路原理圖；圖3是PWM方波周期示意圖；圖4是光敏傳感器及其外圍電路原理圖；圖5是本實用新型的無線傳輸原理示意圖；圖6是一種實施例的空間布置原理不意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本實用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本實用新型保護的范圍。參照圖1，本實用新型所提供的一種基于單片機的LED照明系統(tǒng)，主要包括單片機控制器I ;至少四個熱釋電傳感器2，分別與單片機控制器連接；光敏傳感器3，與單片機控制器I連接；照明單元4，由與單片機控制器I連接的恒流驅(qū)動模塊41及連接恒流驅(qū)動模塊41的LED模塊42組成；至少4個LED照明單元6，與單片機控制器I連接；舵機5，與單片機控制器I連接，其具有受單片機控制器控制的轉(zhuǎn)向頭51，該轉(zhuǎn)向頭至少具有兩個自由度。本實用新型的單片機控制器I可選用貼片的STC89C52RC單片機作為主控制芯片，大大的節(jié)省的驅(qū)動電路的體積；而為芯片及其他元件供電的電源，可采用220V轉(zhuǎn)9V變壓器，再通過穩(wěn)壓芯片LM7805和一些濾波電容等器件做成。為達到足夠的照射亮度，LED模塊42可采用相互并聯(lián)方式，共由多只IW高亮度白光LED燈珠組成；每只LED燈珠的壓降約3. IV，工作電流約200mA。由白光LED的正向伏安特性可知，當LED端電壓超過其正向?qū)妷汉?，較小的電壓波動都會導致工作電流的的劇烈變化，從而影響LED的正常使用，故LED宜采用恒流驅(qū)動方式，即采用恒流驅(qū)動模41來實現(xiàn)；如圖2所示，恒流驅(qū)動模41主要由鎮(zhèn)流濾波電路411及與鎮(zhèn)流濾波電路411連接的PWM電路412組成；本實用新型中PWM電路412優(yōu)選采用高性能BP1360恒流芯片驅(qū)動，BP1360是一款連續(xù)電流導通模式的降壓恒流源芯片，能將直流電壓直接轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流輸出；其采用6 30V寬電壓輸入，輸出電流可達I. 2A，轉(zhuǎn)換效率高達97%，輸出電流精度達±5%。該芯片內(nèi)部含有抖頻特性，極大的改善EMI，同時具有過溫、過壓、過流、LED開路保護等多種功能。該芯片適合用于綠色照明LED燈驅(qū)動電路，具有應用電路非常簡潔的優(yōu)點。本實用新型可應用于各種室內(nèi)外場合，在工作時，光敏傳感器3及熱釋電傳感器2實現(xiàn)對周圍環(huán)境的亮度及人員情況的檢測，從而來實現(xiàn)自動的光照調(diào)整。其中通過BP1360、芯片上的DM端，可以方便的進行模擬或PWM調(diào)光。由于模擬調(diào)光是直接改變流過LED電流的大小來實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)，除了亮度會改變以外，也會影響白光的質(zhì)量，即不同電流下發(fā)出的白光存在色偏。因此，本實用新型采用PWM調(diào)光方案，PWM調(diào)光的基本原理是保持LED正向?qū)娏骱愣ǎㄟ^控制電流導通和關(guān)斷的時間比例，即改變輸入脈沖信號的占空t匕，使LED產(chǎn)生亮暗變化；并利用人眼的視覺殘留效應，當LED開關(guān)變化頻率大于120Hz時，人眼就不會感覺到閃爍，而看到是LED的平均亮度。PWM調(diào)光的優(yōu)勢是LED正向?qū)ǖ碾娏魇呛愣ǖ?，LED的色度就不會像模擬調(diào)光時產(chǎn)生變化。[0029]如圖3所示，PWM脈沖信號則由單片機管腳P2. 7產(chǎn)生，其高低電平?jīng)Q定LED的通斷狀態(tài)。將定時器TO溢出中斷定為200 μ S，每10次脈沖作為一個周期，即頻率為5000ΗΖ。這樣，在每1/5000秒的方波周期中，通過改變方波的輸出占空比，從而實現(xiàn)LED燈的10級亮度調(diào)節(jié)，即LED亮度等級由每個周期內(nèi)的高電平脈沖數(shù)目決定。當高電平脈沖個數(shù)為I時，占空比為1/10,売度最低,其調(diào)光原理如所不；當聞電平脈沖為10時，占空比為1，LED売度最聞。在實際安裝中，照明單元4安裝于所述舵機5的轉(zhuǎn)向頭51上，舵機5由單片機控制器I控制，使得轉(zhuǎn)向頭51能夠自動轉(zhuǎn)動，進而使所安裝的照明單元4的照射方向發(fā)生改變。熱釋電傳感器2及LED照明單元6在物理位置上平均分布于照明單元4周圍，并與照明單元4相隔一定距離，因此能夠監(jiān)控到照明單元4周圍的環(huán)境狀況，同時相應的LED照明單元6工作進行照明。由于人體都有恒定的體溫，一般在37° C左右，會發(fā)出IOmm左右特定波長的紅外線，熱釋電傳感器2就是靠探測人體發(fā)射的紅外線而進行工作的。紅外線通過菲涅耳濾光片增強后聚集到熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。本設計中，熱釋電傳感器2采用HC-SR501普通型人體紅外感應模塊熱釋電紅外傳感器，當有人進入其感應范圍則輸入高電平，人離開感應范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平。同時，為了能做到照明單元4在光線暗淡時能夠開啟；在光線強烈時熄滅。因此光敏傳感器3設計相應的外圍電路，如圖4所示，Ρ5接光敏傳感器3，有足夠強度光時三極管不導通，繼電器打開，Ρ6接D5高亮度LED電源，LED電源斷開，因此LED模塊42不亮。當暗時，三極管導通，繼電器閉合，LED模塊42亮。同時在單片機軟件中，采用延時5秒重復判斷的方法，來確認光線的變化，以躲過黑夜中閃電或者汽車車燈造成的誤關(guān)LED射燈?？紤]到戶外熱釋電傳感器2在安裝布線的時候常常會有很多的不便，因此可以考慮如圖5所示的無線傳輸方案，即將熱釋電傳感器2通過無線傳輸模塊7與單片機控制器I連接。本實用新型中無線傳輸模塊7優(yōu)選可選用ΡΤ2262和ΡΤ2272組成的收發(fā)模塊，來組建一個無線傳感的網(wǎng)絡，方便實現(xiàn)開關(guān)量信號的空間傳遞，工作時，通過舵機5的轉(zhuǎn)向頭51來讓照明單元4轉(zhuǎn)到相應的位置，舵機5接受來自單片機控制器I的控制信號控制轉(zhuǎn)向頭51轉(zhuǎn)動。舵機5的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，轉(zhuǎn)向頭51轉(zhuǎn)動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板，根據(jù)所在位置決定轉(zhuǎn)向頭51的轉(zhuǎn)動方向和速度，從而達到目標停止。舵機5的控制信號為周期是20ms的脈寬調(diào)制(PWM)信號，其中脈沖寬度從O. 5ms_2. 5ms，相對應舵盤的位置為O — 180度，呈線性變化。如圖6所示，在優(yōu)選實施方案中，本設計將照明區(qū)域分成4個區(qū)域，5個照明方位。對照明位置和光照強弱有嚴格控制，舵機5每次轉(zhuǎn)向的位置都是固定的，不會因為由不同位置轉(zhuǎn)到另外的位置而產(chǎn)生偏移。同時對照明單元4的亮度也有固定的調(diào)節(jié)，首先用光敏傳感器3檢測環(huán)境亮度，當環(huán)境亮度較暗時，光敏傳感器3輸入一個信號到單片機控制器I，然后用單片機控制器I飛P2. O 口檢測人體熱釋傳感器2檢測到的信號，當有人來時，P2. O接收到高電平，當沒人來時P2. O接受到低電平。有人則控制照明單元4亮，沒人時，控制旁邊4個LED照明單元6逐一熄滅，中間的照明單元4十階調(diào)光，逐一降低亮度到原來亮度的20%。當照射環(huán)境下只有一個區(qū)域有人的時候，照明單元4發(fā)出的亮度是25%，兩個區(qū)域內(nèi)有人的時候，照明單元4的亮度是75%，三個和四個區(qū)域內(nèi)有人的時候LED發(fā)光的亮度是
100% ο
感器2將信號輸入給無線傳輸模塊7中的無線發(fā)射模塊，然后靠無線發(fā)射模塊發(fā)射無線信號，傳遞到無線接受模塊，由于四個無線接收模塊有四個不同地址，因此可以區(qū)分無線發(fā)射模塊對應的位置，不會產(chǎn)生混亂，最后由無線接收模塊將信號輸入給單片機控制器I確定位置，命令舵機5轉(zhuǎn)到對應的位置。當然，本實用新型創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于單片機的LED照明系統(tǒng)，其特征在于包括 單片機控制器； 至少四個熱釋電傳感器，與單片機控制器連接； 一光敏傳感器，與單片機控制器連接； 一照明單元，由與單片機控制器連接的恒流驅(qū)動模塊及連接恒流驅(qū)動模塊的LED模塊組成； 至少四個LED照明單元，與單片機控制器連接； 一舵機，與單片機控制器連接，其具有受單片機控制器控制的轉(zhuǎn)向頭，該轉(zhuǎn)向頭至少具有兩個轉(zhuǎn)動自由度；其中 所述照明單元安裝于所述舵機的轉(zhuǎn)向頭上；所述熱釋電傳感器及LED照明單元在物理位置上平均分布于所述照明單元周圍，并與所述照明單元相隔一定距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單片機的LED照明系統(tǒng)，其特征在于所述熱釋電傳感器通過無線傳輸模塊與所述單片機控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單片機的LED照明系統(tǒng)，其特征在于所述恒流驅(qū)動模塊包括鎮(zhèn)流濾波電路及與鎮(zhèn)流濾波電路連接的PWM電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于單片機的LED照明系統(tǒng)，其特征在于所述所述PWM電路為BP1360芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種基于單片機的LED照明系統(tǒng)，其包括單片機控制器；至少四個熱釋電傳感器，與單片機控制器連接；光敏傳感器，與單片機控制器連接；照明單元，由與單片機控制器連接的恒流驅(qū)動模塊及連接恒流驅(qū)動模塊的LED模塊組成；至少四個LED照明單元，與單片機控制器連接；舵機，與單片機控制器連接，其具有受單片機控制器控制的轉(zhuǎn)向頭，該轉(zhuǎn)向頭至少具有兩個轉(zhuǎn)動自由度；其中照明單元安裝于所述舵機的轉(zhuǎn)向頭上；所述熱釋電傳感器及LED照明單元在物理位置上平均分布于所述照明單元周圍，并與照明單元相隔一定距離。本實用新型使得照明更為智能及人性化，并能夠達到節(jié)省能源，綠色環(huán)保的照明要求。
文檔編號H05B37/02GK202425118SQ20112052799
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者區(qū)永源, 鄔智江, 陳富裕, 黃輝 申請人:五邑大學