[发明专利]室内光强自控系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是基于ARM的室内光强自动控制系统。

背景技术

光强控制系统在市场上是常用的一种技术，但是绝大多数都是人通过开关手动控制的。调光灯的出现是人们对于光强变化需求的表现，但是调光灯只是通过手动改变电阻的阻值，达到需求的光强，而室内光强自控系统彻底改变了原先只能由变阻器手动操作改变光强的局面。基于ARM的室内光强自动控制系统已经相对成熟。通过数据采集、处理和控制，使室内的光强能够自动的控制在最合理的范围之内，通过灯光和窗帘的调节使得室内环境自动得到最合理的自动控制，同时也可以根据用户的需要方便的设定，同时还配备了液晶显示器。在室内无人的情况下系统会自动关闭电灯以达到节能环保的目的，在于对于光强要求高，不方便人工操作的地方，室内光强自控系统具有重要的实用意义。

发明内容

本发明为室内光强自控系统，该控制系统使用ARM7体系结构微控制器LPC2114作为核心控制器，利用光强感应器和人体感应器，继电器并行工作，通过ARM处理器的控制来使本系统达到光强自动控制，可以有效地自动改善室内光强的控制。

本发明包括：光强感应电路、人体感应电路，红外遥控电路，液晶显示电路，EEPROM型闪存芯片等，各个控制模块通过接口电路与中央控制器相连。

中央控制器接受各感应模块数据产生控制信号，直接对灯光光强强度以及步进电机带动的窗帘进行控制；用户可以通过预先设定光强强度或者通过红外遥控来随时控制室内的光强，使得室内光强一直保持在一个理想的状态。

各个控制模块的功能：中央处理电路，负责收集处理各传感器的信号；光强感应电路，负责收集即时的光强强度，并且及时与处理器通讯；人体感应电路，负责收集周围环境是否有人，并且及时与处理器通讯；红外遥控电路，负责接收用户的及时控制，并且通过与处理器即时通讯达到实时控制的目的；显示器控制电路，通过显示器，用户可以随时看到当前光强的即时状态，保持最好的人机互动；EEPROM闪存芯片，通过EEPROM可以保存用户设定的数据，保证在断电之后不会丢失，减少了重复设定的麻烦。

本发明工作时，微处理器将读取光强感应电路、人体感应电路等模块的信号传递给接口电路，接口电路对控制信息进行解析，产生控制相应的控制信号。中央处理器根据每个模块的信号进行综合处理操作，包括如下三个阶段：第一阶段，通过采集光强感应器的光强强度；第二阶段，通过感应人体感应模块的高低电平信号。第三阶段，通过综合处理来达到自动控制光强的目的，通过配以红外遥控、用户设定、液晶显示器等来使得整个系统更加的完善。

本发明有益效果：在嵌入式系统中应用本发明提出的光强自动控制方案，人性化的完成了对于光强的全自动控制，有效的人机互动使得整个系统的可用性更高。通过测试，使用本发明提出的室内光强自控系统能够有效并且准确的自动控制室内的光强，为一些对光强要求较高，并且需要自动控制的地点提供了良好的控制设备，达到了室内光强自控的目的。

附图说明

下面结合附图与实施案例进一步说明本发明。

图1本发明的控制模块结构框图。

具体实施方式

下面通过一个实施案例，进一步说明本发明。

控制系统使用ARM7体系结构微控制器LPC2114作为核心控制器。

对于光强感应器，其电气设计较简单，只需将光敏电阻与一普通10K电阻构成一类似电位器原理的设备即可。在使用时，采光头可根据用户的需求和习惯自行安放。

人体感应模块采用的是GH-718热释电人体红外感应模块。此模块有如下几个特点：一是有两种输出状态，即有人时电平输出3.3V，没有人时电平输出0V；二是感应角度是110度、感应距离是7m；三是触发后输出电平保持时间可调，在本系统中，保持时间调为8分钟。

窗帘的控制是由步进电机实现的，系统通过对光强感应器中2对4路光敏电阻进行即时信号采集，同时通过人体感应模块的高低电平采集信号，通过A/D转换电路将所采集的模拟量转化为数字量，并通过I/O(OUT1-OUT4)给电机一个正转或反转脉冲，控制电机带动窗帘拉向正确的方向，然后继续进行下一次A/D采集和控制，直到信号差在一定的范围内，此时窗帘的位置在最合适的方向。

灯光控制器就是利用PWM脉宽调制信号控制固态继电器对电灯起到亮暗控制作用。固态继电器多采用大功率MOS管、可控硅等组成，具有使用简单、高寿命、高速转换等优点，而且针对直流电路和交流电路均可使用，利用它可以通过控制器输出的小电压信号来操控外界的大电压电路。

采用本发明，如果室内有人，在白天如果光强不高于某一用户设定值时，窗帘保持打开的状态；在光线不低与某一用户设定值时，电灯保持关闭状态；到晚上，窗帘关闭，电灯打开；到用户睡觉时系统会自动关闭电灯；能够自动的根据室内光强的强度来控制窗帘同时配合灯光来达到最理想的室内光强。