家庭智能照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種家庭智能照明系統(tǒng)，它包括：單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、LED照明模塊、藍(lán)牙模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、光敏模塊及熱釋電紅外模塊，所述藍(lán)牙模塊、光敏模塊、熱釋電紅外模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和LED照明模塊與單片機(jī)相連；AD轉(zhuǎn)換模塊與光敏模塊相連；步進(jìn)電機(jī)與其驅(qū)動(dòng)模塊相連，而步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)頭連接熱釋電紅外模塊；手機(jī)APP通過藍(lán)牙模塊與單片機(jī)通信。自動(dòng)或手動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境亮度與人的距離自動(dòng)開啟LED燈，調(diào)節(jié)亮度。本實(shí)用新型不僅達(dá)到了使照明更加便捷和節(jié)能的效果，而且順應(yīng)時(shí)代潮流，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值與和社會(huì)發(fā)展意義。
【專利說明】
家庭智能照明系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)與手機(jī)APP開發(fā)領(lǐng)域，具體地說是一種通過手機(jī)APP與傳感器模塊自動(dòng)與手動(dòng)控制照明LED的家庭智能照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平有了大幅度的提高，對生活環(huán)境的要求也越來越高，實(shí)現(xiàn)家庭信息化、網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)今IT產(chǎn)業(yè)的重要研究對象。智能家居是人類住宅的又一場新的革命，能為人類提供更加輕松、有序、高效的現(xiàn)代生活方式，是未來居住模式的必然發(fā)展趨勢。因此，智能家居系統(tǒng)也在逐漸成為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。而目前，在大多數(shù)普通家庭中使用的仍然是傳統(tǒng)的物理開關(guān)來控制照明燈的開關(guān)，忘記關(guān)閉容易造成用電浪費(fèi)，也無法按需要調(diào)節(jié)燈光亮度;此外，國內(nèi)外目前的智能家居照明系統(tǒng)中也存在布線難、造價(jià)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種家庭智能照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過單片機(jī)，結(jié)合手機(jī)APP與傳感器模塊來控制照明LED的家庭智能燈光系統(tǒng)。按工作模式分，整個(gè)系統(tǒng)可分為自動(dòng)模式與手動(dòng)模式;在自動(dòng)模式中，當(dāng)外部光線很亮的時(shí)候，燈不會(huì)亮起；當(dāng)外部光線暗的時(shí)候，如果有人靠近，燈自動(dòng)亮起，人離開一段時(shí)間后燈會(huì)自動(dòng)熄滅。在手動(dòng)模式下，用戶通過操控手機(jī)APP的用戶界面，可以與藍(lán)牙相連接，隨意調(diào)節(jié)不同的燈不同的亮度，同時(shí)可以給指定的燈設(shè)定定時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時(shí)間后，那盞燈就會(huì)自動(dòng)亮起。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的具體技術(shù)方案是:
[0005]—種家庭智能照明系統(tǒng)，特點(diǎn)是該系統(tǒng)包括:單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、LED照明模塊、藍(lán)牙模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、光敏模塊及熱釋電紅外模塊，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過連線與單片機(jī)的Pl.0?Pl.3引腳連接;步進(jìn)電機(jī)模塊通過連線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接；LED照明模塊通過連線與單片機(jī)的P0.0?P0.3引腳連接;藍(lán)牙模塊通過串口通信與單片機(jī)的P3.0~P3.1引腳連接;AD轉(zhuǎn)換模塊通過I2C總線與單片機(jī)的P2.2~P2.3引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;光敏模塊通過連線與AD轉(zhuǎn)換模塊連接;熱釋電紅外模塊通過連線與單片機(jī)的P2.1引腳連接。
[0006]所述單片機(jī)為STC89C516型51單片機(jī)。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境亮度與人的距離自動(dòng)開啟LED燈，調(diào)節(jié)亮度。用戶通過操作手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)對燈的手動(dòng)控制，其以藍(lán)牙技術(shù)作為其傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)了控制LED開關(guān)，亮度調(diào)節(jié)，以及定時(shí)啟動(dòng)等功能。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:手工控制和自動(dòng)控制相結(jié)合，更好的調(diào)控?zé)艄獾牧炼扰c開關(guān)，滿足多方面的需求，并且有效地節(jié)約電能，符合可持續(xù)綠色發(fā)展的；自動(dòng)控制分為根據(jù)光強(qiáng)度控調(diào)燈的亮度和人與燈的距離調(diào)節(jié)燈的開關(guān)，可以做到:人來燈開，人走燈關(guān)，光亮燈暗，光暗燈亮;省電節(jié)能，更好的做到可持續(xù)發(fā)展；自動(dòng)模式下帶著手機(jī)到處一走，燈自動(dòng)為你打開和關(guān)閉，享受智能給生活帶來的便捷;在自動(dòng)模式下，針對熱釋電紅外探測范圍不夠大的問題，使用步進(jìn)電機(jī)大大增加了熱釋電紅外探測的范圍，做到房間內(nèi)無死角地對人進(jìn)行探測;此外，使用了步進(jìn)電機(jī)后，也解決了當(dāng)人長時(shí)間不動(dòng)后熱釋電紅外傳感器無法感知人的存在的問題;在自動(dòng)模式下，使用AD轉(zhuǎn)換模塊將亮度模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過處理可以根據(jù)環(huán)境的亮度來自動(dòng)調(diào)節(jié)燈的亮度;通過手機(jī)APP手動(dòng)調(diào)整燈光的亮度和切換人工模式與自動(dòng)模式，讓人們在使用時(shí)更為方便，人工模式下只需動(dòng)一動(dòng)手指，省去打開開關(guān)的麻煩，免了夜間找不到燈開關(guān)或開關(guān)較遠(yuǎn)的煩惱，而且燈光隨意調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同人群在不同環(huán)境不同時(shí)間對燈光亮度的不同需求;在手動(dòng)模式下可以通過手機(jī)APP對燈進(jìn)行鬧鐘定時(shí)，這解決了早上鬧鐘響后賴床不起的問題，燈光的亮起使人可以快速蘇醒，無疑是對在高速節(jié)奏下生活的都市青年的一大福音;對于上夜班的工作者或夜間看球的球迷來說，夜間起床是一大煩惱，而且夜間起床常常會(huì)在黑暗中找不到燈的開關(guān)，而用戶可以通過手機(jī)APP對燈的亮起進(jìn)行控制，便可以解決這一問題;本實(shí)用新型運(yùn)用廣泛，可以走進(jìn)家家戶戶，站在用戶的角度，為用戶考慮到了各種關(guān)于照明燈光的不便，在高速的生活節(jié)奏下，本實(shí)用新型給予的不僅僅是省電、省時(shí)，更多能夠給人一種精神上的享受和愉悅;在智能家居這場新革命的大背景下，本實(shí)用新型具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值與和社會(huì)發(fā)展意義。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路原理圖；
[0011]圖3為本實(shí)用新型各模塊中的電源退耦電路原理圖；
[0012]圖4為本實(shí)用新型中的熱釋電紅外模塊電路圖；
[0013]圖5為本實(shí)用新型中的LED照明模塊電路原理圖；
[0014]圖6為本實(shí)用新型中的步進(jìn)電機(jī)模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路圖；
[0015]圖7為本實(shí)用新型中的光敏模塊及AD轉(zhuǎn)換模塊電路圖；
[0016]圖8為本實(shí)用新型中的藍(lán)牙模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0018]參閱圖1，本實(shí)用新型以STC89C516型51單片機(jī)I為控制核心；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊2通過連線與單片機(jī)I的Pl.0?Pl.3引腳相連;步進(jìn)電機(jī)模塊3通過連線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊2相連;LED照明模塊4通過連線與單片機(jī)I的P0.0?P0.3引腳相連;藍(lán)牙模塊5通過串口通信與單片機(jī)I的P3.0與P3.1引腳相連;AD轉(zhuǎn)換模塊6通過I2C總線與單片機(jī)I的P2.2與P2.3引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;光敏模塊7通過連線與AD轉(zhuǎn)換模塊6相連；熱釋電紅外模塊8通過連線與單片機(jī)I的P2.1引腳相連。
[0019]參閱圖2，本實(shí)用新型的單片機(jī)I為STC89C516型51單片機(jī)，時(shí)鐘電路為一個(gè)
11.0592MHz的晶振，為單片機(jī)I提供外部時(shí)鐘，晶振的兩個(gè)引腳與單片機(jī)IXTALl與XTAL2引腳相連，晶振為單片機(jī)I提供了工作頻率;單片機(jī)I的P0.0?P0.7管腳連接上拉電阻;單片機(jī)I的31號(hào)管腳接Ik歐姆電阻后連接VCC;單片機(jī)I的40號(hào)管腳接VCC、20號(hào)管腳接GND;整個(gè)系統(tǒng)VCC為5V。
[0020]參閱圖3，電源退耦電路中的退耦電容分布在各個(gè)模塊中，分別連接在單片機(jī)1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊2、步進(jìn)電機(jī)模塊3、藍(lán)牙模塊5、AD轉(zhuǎn)換模塊6、光敏模塊7和熱釋電紅外模塊8的VCC與GND之間，解決系統(tǒng)因同一電源為不同模塊供電造成的供電電壓不穩(wěn)定的問題。
[0021]參閱圖4，熱釋電紅外模塊8與51單片機(jī)I的P2.1管腳相連，用于檢測人的存在，檢測到人將輸出高電平到51單片機(jī)I的P2.1管腳，并將高電平延時(shí)一段時(shí)間后再變?yōu)榈碗娖健?br>[0022]參閱圖5，LED照明模塊4的四個(gè)LED燈一段分別接GND，另一端分別與470歐電阻相連，電阻分別通過連線與單片機(jī)I的P0.0?P0.3引腳相連，單片機(jī)I對其定時(shí)和調(diào)亮度。
[0023]參閱圖6，步進(jìn)電機(jī)3采用28BYJ-48型步進(jìn)電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)模塊2采用ULN2003芯片，驅(qū)動(dòng)模塊2的I?4號(hào)管腳與單片機(jī)I的Pl.0、P1.1、P1.2和Pl.3管腳相連，驅(qū)動(dòng)模塊2的8號(hào)管腳接GND、9號(hào)管腳接VCC，步進(jìn)電機(jī)3的五個(gè)輸入管腳與驅(qū)動(dòng)模塊2的12?16號(hào)管腳相連，步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)頭與熱釋電紅外模塊8相連，為了擴(kuò)大熱釋電紅外的探測范圍。
[0024]參閱圖7，AD轉(zhuǎn)換模塊6采用PCF8591芯片，光敏模塊7使用光敏電阻，光敏模塊7的AO腳與AD轉(zhuǎn)換模塊6的3號(hào)管腳相連，光敏模塊7的DO腳與單片機(jī)I的P2.0管腳相連，AD轉(zhuǎn)換模塊6的9號(hào)管腳與10號(hào)管腳分別與單片機(jī)I的P2.2與P2.3管腳相連，AD轉(zhuǎn)換模塊6的5~8號(hào)管腳連接GND、12?16管腳連接VCC，AD轉(zhuǎn)換模塊6將光敏模塊7采集到的亮度模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳給單片機(jī)I。
[0025]參閱圖8，藍(lán)牙模塊5選用HC-06型號(hào)，藍(lán)牙模塊5的RXD與TXD管腳分別與單片機(jī)I的P3.0與P3.1管腳相連，實(shí)現(xiàn)與手機(jī)的無線通信。
[0026]本實(shí)用新型是這樣工作的:
[0027]I)上電后，隨即工作在自動(dòng)模式下，此時(shí)藍(lán)牙模塊5、光敏模塊7、熱釋電紅外模塊8和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊2開始工作;光敏模塊7將采集到的環(huán)境亮度的模擬量通過AD轉(zhuǎn)換模塊6轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳給單片機(jī)I;熱釋電紅外模塊8探測附近是否有人的存在；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊2帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，而步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)頭的轉(zhuǎn)動(dòng)也帶動(dòng)熱釋電紅外模塊8來回轉(zhuǎn)動(dòng)，以擴(kuò)大熱釋電紅外模塊8的探測范圍；藍(lán)牙模塊5等待用戶通過手機(jī)APP連接。
[0028]2)在自動(dòng)模式下，若環(huán)境亮度比較大，單片機(jī)I通過光敏模塊7傳來的亮度數(shù)據(jù)控制燈光關(guān)閉；若環(huán)境亮度比較小且有人靠近，單片機(jī)I通過光敏模塊7傳來的亮度數(shù)據(jù)與熱釋電紅外模塊8傳來的感應(yīng)數(shù)據(jù)控制燈光亮起，人離開一段時(shí)間后熱釋電紅外模塊8將感應(yīng)數(shù)據(jù)延時(shí)一段時(shí)間后通過單片機(jī)I控制燈光熄滅。
[0029]3)手動(dòng)模式，用戶通過手機(jī)APP與本實(shí)用新型的藍(lán)牙模塊5配對成功后，用戶在手機(jī)APP上選擇需要控制的燈，單片機(jī)I就會(huì)根據(jù)藍(lán)牙模塊5接收到燈的選擇數(shù)據(jù)來選擇需要控制的燈;用戶在手機(jī)APP上拖動(dòng)進(jìn)度條，單片機(jī)I就會(huì)根據(jù)藍(lán)牙模塊5接收到的亮度控制數(shù)據(jù)來控制所選燈的亮度;用戶在手機(jī)APP上設(shè)定相應(yīng)燈的定時(shí)，單片機(jī)I就會(huì)根據(jù)藍(lán)牙模塊5接收到的定時(shí)控制數(shù)據(jù)來控制所選燈的定時(shí)時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)時(shí)間后，單片機(jī)I就會(huì)控制相應(yīng)的燈亮起。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種家庭智能照明系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括:單片機(jī)(I)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(2)、步進(jìn)電機(jī)模塊(3 )、LED照明模塊(4 )、藍(lán)牙模塊(5 )、AD轉(zhuǎn)換模塊(6 )、光敏模塊(7 )及熱釋電紅外模塊(8 )，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(2 )通過連線與單片機(jī)(I)的P1.0?P1.3引腳連接;步進(jìn)電機(jī)模塊(3)通過連線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(2)連接;LED照明模塊(4)通過連線與單片機(jī)(I)的P0.0?P0.3引腳連接;藍(lán)牙模塊(5)通過串口通信與單片機(jī)(I)的P3.0-P3.1引腳連接;AD轉(zhuǎn)換模塊(6)通過I2C總線與單片機(jī)(I)的P2.2?P2.3引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;光敏模塊(7)通過連線與AD轉(zhuǎn)換模塊(6)連接;熱釋電紅外模塊(8)通過連線與單片機(jī)(I)的P2.1引腳連接:其中:所述單片機(jī)(I)為STC89C516型51單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK205657877SQ201620337368
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月21日 公開號(hào)201620337368.1, CN 201620337368, CN 205657877 U, CN 205657877U, CN-U-205657877, CN201620337368, CN201620337368.1, CN205657877 U, CN205657877U
【發(fā)明人】周家輝, 吳惑, 諸俊輝, 李慶利
【申請人】華東師范大學(xué)