本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，更確切地說涉及一種智能照明控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

過亮或過暗的環(huán)境中會使人的眼睛容易疲勞，可能造成視力損害，因此如何提供合適的亮度以避免眼睛過度疲勞是相當(dāng)重要的。中國臺灣訂定的照明標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)范了不同的活動與活動場所需要的照度。例如，在教室的照度為200-750勒克司、黑板照度為300-1500勒克司、課桌面為大于500勒克司；在辦公室、設(shè)計(jì)室的照度750-1500勒克司；在休息室、倉庫的照度為75-150勒克司。而目前市場上大部分的照明系統(tǒng)都不可調(diào)光，不僅會使人的眼睛造成不適，還會導(dǎo)致大量的電能浪費(fèi)，同時燈泡都有一定的壽命，長時間不間斷的工作大大影響燈泡的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種智能照明控制裝置，該控制裝置能對照明裝置實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光，使照明裝置發(fā)出的光線更加柔和，照明分布更加均勻，又可大幅度節(jié)省電能，同時還將有效地延長燈具壽命和減少維護(hù)成本。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的智能照明控制裝置，其特征在于：包括調(diào)光控制器、終端控制器及光電傳感器；所述的調(diào)光控制器至少為一個；所述的光電傳感器至少為一個；

所述的調(diào)光控制器包括第一控制模塊、第一無線通訊模塊、第一無線發(fā)送/接收電路、運(yùn)算放大器、光電傳感器信號采集接口和第一輸出接口；所述的第一通訊模塊和光電傳感器信號采集接口與所述的第一控制模塊連接，所述的第一控制模塊與所述的運(yùn)算放大器連接，所述的運(yùn)算放大器與所述的第一輸出接口連接，所述的第一無線發(fā)送/接收電路與所述的第一無線通訊模塊連接；

所述的調(diào)光控制器通過第一無線通訊模塊和第一無線發(fā)送/接收電路與所述的終端控制器無線通訊連接；所述的光電傳感器與所述的光電傳感器信號采集接口可拆式連接；所述的第一輸出接口用于與照明設(shè)備進(jìn)行連接。

采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的智能照明控制裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

由于本發(fā)明智能照明控制裝置包括調(diào)光控制器、終端控制器及光電傳感器，調(diào)光控制器通過第一輸出接口與照明設(shè)備進(jìn)行連接，終端控制器用于發(fā)送信號給調(diào)光控制器，終端控制器根據(jù)用戶的需求可以完成相應(yīng)的設(shè)置，如此變能對照明設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)光，使照明裝置發(fā)出的光線更加柔和，照明分布更加均勻，又可大幅度節(jié)省電能，同時還將有效地延長燈具壽命和減少維護(hù)成本。所述的調(diào)光控制器通過第一無線通訊模塊和第一無線發(fā)送/接收電路與所述的終端控制器無線通訊連接，使得調(diào)光控制器與終端控制器之間信號傳輸更加方便。所述的光電傳感器與所述的光電傳感器信號采集接口可拆式連接，能夠根據(jù)實(shí)際需求來靈活地設(shè)置光電傳感器的位置，使調(diào)光效果更好，更能滿足用戶的需求。

作為改進(jìn)，所述的終端控制器包括第二控制模塊、第二無線通訊模塊、第二無線發(fā)送/接收電路、通訊電路和第二輸出接口；所述的第二無線通訊模塊和通訊電路與所述的第二控制模塊連接，所述的第二無線發(fā)送/接收電路與所述的第二無線通訊模塊連接，所述的第二輸出接口與所述的通訊電路連接。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。

作為改進(jìn)，控制裝置還包括遙控設(shè)備，所述的終端控制器通過第二無線通訊模塊和第二無線發(fā)送/接收電路與所述的遙控設(shè)備無線通訊連接。采用此種結(jié)構(gòu)后，用戶通過遙控設(shè)備就可以設(shè)置參數(shù)，使用更加方便。

作為改進(jìn)，控制裝置還包括觸摸屏，所述的觸摸屏與所述的第二輸出接口連接。采用此種結(jié)構(gòu)后，觸摸屏中可以顯示信息，使用戶能夠更加清楚地掌握照明設(shè)備的照明情況和控制裝置的運(yùn)行情況。

作為改進(jìn)，所述的光電傳感器信號采集接口包括外接接口、檢測電阻、信號輸出引腳和信號檢測引腳；所述的檢測電阻連接在電源和信號檢測引腳之間；所述的信號輸出引腳和信號檢測引腳均與所述的第一控制模塊連接。結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。

作為改進(jìn)，所述的第一控制模塊包括單片機(jī)、上電復(fù)位電路及晶體震蕩器；所述的上電復(fù)位電路和晶體震蕩器均與所述的單片機(jī)連接。結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種智能照明控制裝置的控制方法，該控制方法不但能實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光，還能根據(jù)用戶的需求進(jìn)行調(diào)光，既能實(shí)現(xiàn)手動調(diào)光，也能實(shí)現(xiàn)自動調(diào)光，更加能夠滿足用戶的需求。

本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下步驟的如權(quán)利要求1所述的智能照明控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

S1、終端控制器接收信號，進(jìn)入串口數(shù)據(jù)處理子程序；

S2、若串口數(shù)據(jù)處理子程序解析數(shù)據(jù)的結(jié)果為第一數(shù)據(jù)，則進(jìn)入手動調(diào)光子程序；若串口數(shù)據(jù)處理子程序解析數(shù)據(jù)的結(jié)果為第二數(shù)據(jù)，則進(jìn)入自動調(diào)光子程序；

采用以上步驟后，本發(fā)明的智能照明控制裝置的控制方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

由于本發(fā)明智能照明控制裝置設(shè)置有手動調(diào)光子程序和自動調(diào)光子程序，這樣，不但能實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光，還能根據(jù)用戶的需求進(jìn)行調(diào)光，既能實(shí)現(xiàn)手動調(diào)光，也能實(shí)現(xiàn)自動調(diào)光，更加能夠滿足用戶的需求，同時終端控制器通過無線通訊的方式與調(diào)光控制器進(jìn)行信號傳輸，兩者通訊更加方便，也簡化了現(xiàn)場的線路。

作為改進(jìn)，在步驟S2中，所述的手動調(diào)光子程序包括以下步驟：S201、所述的終端控制器進(jìn)行目標(biāo)分析，判斷是否進(jìn)行整組整列調(diào)光或進(jìn)行單個調(diào)光；S202、若進(jìn)行整組整列調(diào)光，則進(jìn)入步驟S203；若進(jìn)行單個調(diào)光，則進(jìn)入步驟S205；S203、所述的終端控制器通過無線的方式輪詢給N個所述的調(diào)光控制器發(fā)送控制信號；S204、終端控制器輪詢完成后，判斷是否所有的調(diào)光控制器無線發(fā)送成功；若是，則完成調(diào)光；否則返回步驟S203；S205、所述的終端控制器通過無線的方式對相應(yīng)編號的調(diào)光控制器發(fā)送控制信號；S206、終端控制器無線發(fā)送完成后，判斷是否無線發(fā)送成功；若是，則完成調(diào)光；否則返回步驟S205。采用此種結(jié)構(gòu)后，手動調(diào)光能夠?qū)φM整列進(jìn)行調(diào)光和單個進(jìn)行調(diào)光，調(diào)光程序更加完整，更加能符合客戶的需求。

作為改進(jìn)，在步驟S2中，所述的自動調(diào)光子程序包括以下步驟：S211、打開光電傳感器； S212、調(diào)光控制器采集光電傳感器的當(dāng)前亮度值，并將所述的亮度值發(fā)送給終端控制器；S213、終端控制器將收到的當(dāng)前亮度值與用戶的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；S214、若當(dāng)前亮度值大于預(yù)設(shè)值，終端控制器通過無線的方式發(fā)送給調(diào)光控制器減小的命令；若當(dāng)前亮度值等于預(yù)設(shè)值，終端控制器通過無線的方式發(fā)送給調(diào)光控制器保持該大小的命令；若當(dāng)前亮度值小于預(yù)設(shè)值，終端控制器通過無線的方式發(fā)送給調(diào)光控制器增大的命令；S215、若無線發(fā)送成功，則完成自動調(diào)光過程；若無線發(fā)送失敗，則返回步驟S214。采用此種結(jié)構(gòu)后，自動調(diào)光程序簡單且調(diào)光效果較好。

作為改進(jìn)，在步驟S1中，所述的串口數(shù)據(jù)處理子程序包括以下步驟：S11、所述的終端控制器通過串口通訊電路接收數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)緩存在所述的終端控制器內(nèi)；S12、數(shù)據(jù)接收完成后進(jìn)行CRC校驗(yàn)；S13、判斷接收的數(shù)據(jù)是否為正確數(shù)據(jù)；若是，則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；否則丟棄本組數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明智能照明控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明智能照明控制裝置的調(diào)光控制器的電路框圖。

圖3為本發(fā)明智能照明控制裝置的終端控制器的電路框圖。

圖4為本發(fā)明智能照明控制裝置的調(diào)光控制器的一部分電路原理圖。

圖5為本發(fā)明智能照明控制裝置的調(diào)光控制器的另一部分電路原理圖。

圖6為本發(fā)明智能照明控制裝置的終端控制器的電路原理圖。

圖7為本發(fā)明智能照明控制裝置的控制方法的工作流程圖。

圖8為本發(fā)明智能照明控制裝置的控制方法的串口數(shù)據(jù)處理子程序的工作流程圖。

圖9為本發(fā)明智能照明控制裝置的控制方法的手動調(diào)光子程序的工作流程圖。

圖10為本發(fā)明智能照明控制裝置的控制方法的自動調(diào)光子程序的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明的智能照明控制裝置，包括調(diào)光控制器、終端控制器及光電傳感器；所述的調(diào)光控制器至少為一個；所述的光電傳感器至少為一個；所述的光電傳感器的數(shù)據(jù)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置。所述的調(diào)光控制器與所述的終端控制器無線通訊連接。所述的光電傳感器與所述的調(diào)光控制器可拆式連接。所述的調(diào)光控制器與照明設(shè)備進(jìn)行連接。所述的光電傳感器的數(shù)量可以與所述的調(diào)光控制器的數(shù)量相對應(yīng)，即一對一進(jìn)行連接。光電傳感器的數(shù)量也可以少于調(diào)光控制器的數(shù)量，光電傳感器根據(jù)需要連接在其中某個調(diào)光控制器上。光電傳感器的數(shù)量也可以等于調(diào)光控制器的數(shù)量，每個調(diào)光控制器上都可以連接一個光電傳感器。

如圖2所示，所述的調(diào)光控制器包括12V電源輸入端、12V轉(zhuǎn)5V輸出電路、12V轉(zhuǎn)3.3V輸出電路、第一控制模塊、第一無線通訊模塊、第一無線發(fā)送/接收電路、運(yùn)算放大器、光電傳感器信號采集接口和第一輸出接口；12V電源輸入端分別與12V轉(zhuǎn)5V輸出電路和運(yùn)算放大器連接。12V轉(zhuǎn)5V輸出電路分別與光電傳感器信號采集接口和12V轉(zhuǎn)3.3V輸出電路連接。所述的12V轉(zhuǎn)3.3V輸出電路分別與第一控制器和第一無線通訊模塊連接。所述的第一通訊模塊和光電傳感器信號采集接口與所述的第一控制模塊連接，所述的第一控制模塊與所述的運(yùn)算放大器連接，所述的運(yùn)算放大器與所述的第一輸出接口連接，所述的第一無線發(fā)送/接收電路與所述的第一無線通訊模塊連接；所述的調(diào)光控制器通過第一無線通訊模塊和第一無線發(fā)送/接收電路與所述的終端控制器無線通訊連接；所述的光電傳感器與所述的光電傳感器信號采集接口可拆式連接；所述的第一輸出接口用于與照明設(shè)備進(jìn)行連接。第一無線通訊模塊和第一無線發(fā)送/接收電路可以集成在一個模塊上。

所述的光電傳感器信號采集接口包括外接接口、檢測電阻、信號輸出引腳和信號檢測引腳；所述的檢測電阻連接在電源和信號檢測引腳之間；所述的信號輸出引腳和信號檢測引腳均與所述的第一控制模塊連接。所述的第一控制模塊包括單片機(jī)、上電復(fù)位電路及晶體震蕩器；所述的上電復(fù)位電路和晶體震蕩器均與所述的單片機(jī)連接。

如圖4和圖5所示，J2是電源輸入接口，U6，R7，R8構(gòu)成電壓輸出可調(diào)電路，實(shí)現(xiàn)寬壓輸入。L1是電感，起到濾波作用，U4，U5為降壓芯片，額定輸出5V 、3.3V，F(xiàn)1是保險(xiǎn)絲，保護(hù)芯片不會被燒毀或擊穿。U1是單片機(jī)，是一顆超低功耗微控制器，R1，C17是上電復(fù)位電路，C9，C10和Y1構(gòu)成一個晶體震蕩器，C9，C10是起震電容。U3是無線數(shù)傳芯片，R24是偏置電阻，設(shè)置精確的偏置電流，L2，L3，C4和C24構(gòu)成平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器，C27是平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器DC阻斷電容，L4，L5，C23和C25構(gòu)成RF LC濾波器，J4是SMA座子，接外部天線。U2是運(yùn)算放大器，對單片機(jī)的DAC輸出電壓進(jìn)行放大，J8是輸出電壓外部接口。J5是光電傳感器外部接口，J5與上拉電阻R5構(gòu)成自檢測電路。U6，R7，R8，U4，U5，F(xiàn)1屬于電源部分；L1屬于第一無線通訊模塊電源部分；U1、R1、C17、C9、C10、Y1屬于第一控制模塊；U3、R24屬于第一無線通訊模塊；L2、L3、C4、C24、C27、L4、L5、 C23、C25、J4屬于第一無發(fā)送/接收電路；U2是運(yùn)算放大器；J8屬于第一輸出接口；J5、R5屬于光電傳感器采集接口。

如圖3所示，所述的終端控制器包括5V電源輸入端、降壓電路、第二控制模塊、第二無線通訊模塊、第二無線發(fā)送/接收電路、通訊電路和第二輸出接口；所述的5V電源輸入端分別與所述的降壓電路、通訊電路連接。所述的降壓電路分別與所述的第二無線通訊模塊和第二控制模塊連接。所述的第二無線通訊模塊和通訊電路與所述的第二控制模塊連接，所述的第二無線發(fā)送/接收電路與所述的第二無線通訊模塊連接，所述的第二輸出接口與所述的通訊電路連接。智能照明控制裝置還包括遙控設(shè)備和觸摸屏，所述的終端控制器通過第二無線通訊模塊和第二無線發(fā)送/接收電路與所述的遙控設(shè)備無線通訊連接。所述的觸摸屏與所述的第二輸出接口連接。所述的第二無線發(fā)送/接收電路與所述的第二無線通訊模塊可以集成在一個模塊上。

如圖6所示，J3是USB接口，供電輸入接口。L1是電感，起到濾波作用。U5是LDO降壓芯片，將5V電壓降到3.3V，提供穩(wěn)定電壓。F1是保險(xiǎn)絲，保護(hù)芯片不會被燒毀或擊穿。U1是單片機(jī)，是一顆超低功耗微控制器，R1，C17是上電復(fù)位電路，起到上電復(fù)位作用，C9，C10和Y1構(gòu)成一個晶體震蕩器，C9，C10是起震電容。U6是電平轉(zhuǎn)換芯片，將TTL電平轉(zhuǎn)換為232電平跟外部通訊。U2是無線發(fā)送/接收模塊，發(fā)送/接收無線信號，U2通過SPI跟MCU進(jìn)行通訊，J5是SMA座子，接外部天線。J3、 L1、U5、F1屬于電源模塊部分；U1、R1、C17、C9、C10、Y1屬于第二控制模塊；U6屬于第二通訊電路；U2屬于第二無線通訊模塊；J5是天線座子，屬于無線接口。

所述的觸摸屏配備7寸觸摸屏，控制界面可以選擇手動控制或自動控制，可以任意選擇要控制的LED燈實(shí)現(xiàn)通斷、調(diào)亮調(diào)暗、定時等，也可全開全關(guān)、復(fù)位；自動模式下設(shè)置預(yù)設(shè)值等。7寸觸摸屏采用windows操作系統(tǒng)，操作簡潔方便，產(chǎn)品便于固定安裝，且美觀大方。

所述的遙控設(shè)備，通過無線進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，具備觸摸屏的功能。遙控設(shè)備攜帶方便，在無線接收范圍內(nèi)都可以進(jìn)行控制，不受位置限制，使用更便捷。

無線通訊網(wǎng)絡(luò)采用433MHz免費(fèi)工作頻段，采用CC1101無線工作模塊，運(yùn)用穩(wěn)定，低成本的MESH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，自動組網(wǎng)，自動維護(hù)，有效通訊距離500m，接收靈敏度-113dbm。

光電傳感器采用S11153-01MT光譜響應(yīng)接近人眼靈敏度的光IC。光譜響應(yīng)范圍300 to 820 nm，工作溫度范圍大，-40 到 105℃。

單片機(jī)采用STM8L151K4芯片，分別與433MHz無線通訊電路，光電傳感器，運(yùn)放相連接。

本發(fā)明的智能照明控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

S1、終端控制器接收信號，進(jìn)入串口數(shù)據(jù)處理子程序；所述的串口數(shù)據(jù)處理子程序包括以下步驟：

S11、單片機(jī)判斷串口接收的flag是否置位，用以判斷是否收到控制指令，如果flag置位則所述的終端控制器通過串口通訊電路接收數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)緩存在所述的終端控制器的單片機(jī)的RAM里。

S12、數(shù)據(jù)接收完成后進(jìn)行CRC校驗(yàn)；

S13、判斷接收的數(shù)據(jù)是否為正確數(shù)據(jù)；若是，則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；否則丟棄本組數(shù)據(jù)。

S2、若串口數(shù)據(jù)處理子程序解析數(shù)據(jù)的結(jié)果為第一數(shù)據(jù)，則進(jìn)入手動調(diào)光子程序；若串口數(shù)據(jù)處理子程序解析數(shù)據(jù)的結(jié)果為第二數(shù)據(jù)，則進(jìn)入自動調(diào)光子程序；本具體實(shí)施例中，通過協(xié)議，解析數(shù)據(jù)第二字節(jié)為1則進(jìn)入手動調(diào)光子程序，手動調(diào)光flag置為1；第二字節(jié)為2則進(jìn)入自動調(diào)光子程序，自動調(diào)光flag置為1。

串口收發(fā)協(xié)議如下表所示：

所述的手動調(diào)光子程序包括以下步驟：

S201、查詢手動調(diào)光FLAG是否置位，置位后則所述的終端控制器進(jìn)行目標(biāo)分析，判斷是否進(jìn)行整組整列調(diào)光或進(jìn)行單個調(diào)光；本具體實(shí)施例中，通過協(xié)議第3字節(jié)為0則進(jìn)行整組整列調(diào)光，為1則進(jìn)行單個燈調(diào)光。

S202、若進(jìn)行整組整列調(diào)光，則進(jìn)入步驟S203；若進(jìn)行單個調(diào)光，則進(jìn)入步驟S205；

S203、所述的終端控制器通過無線的方式輪詢給N個所述的調(diào)光控制器發(fā)送控制信號；首次輪詢給所有的調(diào)光控制器發(fā)送控制信號，再次輪詢時給發(fā)送失敗的調(diào)光控制器發(fā)送控制信號。采用此種方式，可避免出現(xiàn)收發(fā)漏包的現(xiàn)象。

S204、終端控制器輪詢完成后，判斷是否所有的調(diào)光控制器無線發(fā)送成功；若是，則完成調(diào)光；否則返回步驟S203；可以定義發(fā)送失敗重試的次數(shù)，重試次數(shù)一旦為零則發(fā)送下一組控制信號，并同時記錄下發(fā)送失敗的編號，以便再次輪詢。發(fā)送失敗則在觸摸屏上顯示調(diào)光控制器錯誤，并顯示該調(diào)光控制器的編號以及位置信息。

S205、所述的終端控制器通過無線的方式對相應(yīng)編號的調(diào)光控制器發(fā)送控制信號；

S206、終端控制器無線發(fā)送完成后，判斷是否無線發(fā)送成功；若是，則完成調(diào)光；否則返回步驟S205。發(fā)送失敗則在觸摸屏上顯示調(diào)光控制器錯誤，并顯示該調(diào)光控制器的編號以及位置信息。

無線收發(fā)協(xié)議如下表所示：

所述的自動調(diào)光子程序包括以下步驟：

S211、查詢自動調(diào)光FLAG是否置位，置位后打開光電傳感器；

S212、調(diào)光控制器采集光電傳感器的當(dāng)前亮度值，并將所述的亮度值發(fā)送給終端控制器；打開模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD進(jìn)行光亮度采集。

S213、終端控制器將收到的當(dāng)前亮度值與用戶的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；

S214、若當(dāng)前亮度值大于預(yù)設(shè)值，終端控制器通過無線的方式發(fā)送給調(diào)光控制器減小的命令（協(xié)議的功能碼為0x01）；若當(dāng)前亮度值等于預(yù)設(shè)值，終端控制器通過無線的方式發(fā)送給調(diào)光控制器保持該大小的命令（協(xié)議的功能碼為0x00）；若當(dāng)前亮度值小于預(yù)設(shè)值，終端控制器通過無線的方式發(fā)送給調(diào)光控制器增大的命令（協(xié)議的功能碼為0x02）；

S215、若無線發(fā)送成功，則完成自動調(diào)光過程；若無線發(fā)送失敗，則返回步驟S214。