CN106061055A - 多层楼梯照明控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层楼梯照明控制装置及控制方法，包括控制单元和执行单元，所述执行单元包括电机和触发单元，所述触发单元包括热释电红外传感器、热释电红外开关、电机和照明灯，所述电机和照明灯均安装在所有整数层楼梯平台的顶部且电机底部安装照明灯，所述控制单元包括分别设置于整数层楼梯平台的单片机，所述单片机与对应整数层楼梯平台的热释电红外传感器连接，且任一整数层楼梯平台的热释电红外开关与该层热释电传感器连接，所述热释电红外传感器安装于该层楼梯平台的楼梯拐角处，热释电红外传感器接收外部信号，将外部信号传输至单片机，单片机控制热释电红外开关导通，热释电红外开关触发照明灯进行照明，单片机驱动电机进行正反转。

Description

多层楼梯照明控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及建筑照明技术领域，尤其是一种多层楼梯照明控制装置及控制方法。

背景技术

目前，现阶段小区和办公楼楼梯照明灯主要以垂直照射为主，即照明灯与天花板垂直，控制其开关的方式主要分为声控开关和红外开关两种。基于声控开关的照明灯是指在光照度不足的条件下，声响效果激发拾音器进行声电转换来控制照明灯开启，延时后自动关闭。基于红外开关的照明灯是指当用户触发红外开关时，自动打开与此开关有关的照明灯，通常是打开与此开关前后相邻的两个照明灯。

从照明角度分析，前述的两种照明方式需在每个楼梯拐角处(即每半层)安装一个照明灯，但这种布局方式没有高效地利用电能、给予楼梯充分的照度，同时，对于一些高层建筑，照明灯个数的增多会增加检修难度和维修成本。基于声控开关的楼梯照明灯在节能方面存在一定的问题，外界的噪音和高分贝声响可能会在无人时接通照明灯，造成电能的浪费，此外一些老年人和特殊人群，可能不便发出使拾音器能够检测到的声响；基于红外开关的楼梯照明灯在控制方面存在一定问题，专利号CN103857128公开了一种基于红外传感器的楼道灯的控制方法及装置，用户上下楼触发了多个开关，在这个过程中需要考虑控制多个照明灯的开启顺序和多个照明灯的延时关闭顺序，目前在这一方面尚无比较详细、合理的控制逻辑。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多层楼梯照明控制装置及控制方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

多层楼梯照明控制装置，包括控制单元和执行单元，所述执行单元包括电机和触发单元，所述触发单元包括热释电红外传感器、热释电红外开关、电机和照明灯，所述电机和照明灯均安装在所有整数层楼梯平台的顶部且电机底部安装照明灯，所述控制单元包括分别设置于整数层楼梯平台的单片机，所述单片机与对应整数层楼梯平台的热释电红外传感器连接，且任一整数层楼梯平台的热释电红外开关与该层热释电传感器连接，所述热释电红外传感器安装于该层楼梯平台的楼梯拐角处，热释电红外传感器接收外部信号，将外部信号传输至单片机，单片机控制热释电红外开关导通，热释电红外开关触发照明灯进行照明，单片机驱动电机进行正反转，实现照明灯角度控制。

优选的，所述热释电红外传感器安装位置距离楼梯平台距离范围为[1m,1.5m]。

优选的，所述多层楼梯照明控制装置还包括触发电路，所述触发电路设置于整数层楼梯平台上，且触发电路与该整数层楼梯平台分别于热释电红外开关和照明灯连接。

优选的，所述多层楼梯照明控制装置还包括太阳能电池板，太阳能电池板为照明灯和单片机供电，实现节能效果。

基于上述多层楼梯照明控制装置的控制方法，包括以下步骤：其中m、n表示楼梯层数，m大于等于1且为整数，n大于等于1且为整数，1≤m<n；所有电机的初始位置是电机与楼梯平台垂直，即照明灯与楼梯平台垂直；

用户上行的步骤如下：

步骤一：用户从第m层上行至第n层，设置于第m层的单片机触发第m层热释电红外开关，第m层热释电红外开关触发该层照明灯进行照明，设置于第m层的单片机驱动第m层电机进行角度旋转，使第m层照明灯斜上照射，第m+1层照明灯斜下照射；

步骤二：用户上行至第m+1层，设置于第m+1层的单片机触发第m+1层热释电红外开关，第m+1层热释电红外开关触发该层照明灯进行照明，设置于第m+1层的单片机驱动第m层电机进行角度旋转，使第m+1层照明灯斜上照射，第m+2层照明灯斜下照射，直至用户上行至第n层；

用户下行的步骤如下：

步骤一：用户从第p层下行至第q层，设置于第p-1层的单片机触发第p-1层热释电红外开关，第p-1层热释电红外开关触发该层照明灯进行照明，设置于第p-1层的单片机驱动第p-1层电机进行角度旋转，使第p-1层照明灯斜上照射；

步骤二：用户下行至第p-1层，设置于第p-1层单片机触发第p-1层热释电红外开关，第p-1层热释电红外开关该层照明灯进行照明，设置于第p-1层单片机驱动第p-1层电机进行角度旋转，使第p-1层照明灯斜下照射，第p-2层照明灯斜上照射，只是用户下行至第q层。

优选的，所述用户上行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机通过控制电机正反转实现照明灯照射位置的调节；所述用户下行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机通过控制电机正反转实现照明灯照射位置的调节。

优选的，所述用户上行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机内设置计时器，计时器记录热释电红外开关发出的触发信号持续时间，若持续时间大于等于40s，则单片机驱动电机恢复初始状态，使得照明灯垂直照射楼梯平台；

所述用户下行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机内设置计时器，计时器记录热释电红外开关发出的触发信号持续时间，若持续时间大于等于40s，则单片机驱动电机恢复初始状态，使得照明灯垂直照射楼梯平台。

优选的，所述斜上照射指由楼梯平台至照明灯光线构成的夹角为锐角，斜下照射指由照明灯光线至楼梯平台构成的夹角为锐角。斜上照射可以为用户上楼提供有利的照明条件，斜下照射可以为用户下楼提供有利的照明条件。上述角度设置充分考虑到现有楼梯平台的结构特点。

进一步优选的，所述斜上照射对应的角度值为大于等于30度且小于等于45度，所述斜下照射对应的角度值为大于等于30度且小于等于45度。

本发明的有益效果是：

1.传统的楼梯照明灯安装在全部整数层平台和楼梯转角平台，本发明中楼梯照明灯只安装在整数层平台，数量上减少了一半，降低了铜导线的使用量，也降低了检修难度和维护成本。

2.本发明可有效对抗干扰，提高了整个装置使用的效率，为行动不便的人群提供了便利。

附图说明

图1是本发明提供的实施例三层楼梯平台结构示意图；

图2是本发明提供的单层楼梯照明控制装置的电路图；

其中1.第一热释电红外开关，2.第二热释电红外开关，3.第三热释电红外开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

热释电红外开关工作原理为：

热释电红外传感器感应来自于人体温度与周围环境温度的差值，热释电红外传感器可在内部将波长为8μm至12μm的红外信号转化为电信号，并抑制自然界中的白光，通过信号处理电路将电信号进行放大，输入单片机中。

实施例：

以下实施例以三层楼梯为例对本发明的技术方案进行说明：

如图1和图2所示，第一热释电红外开关1、第二热释电红外开关2和第三热释电红外开关3分别设置在一楼平台、二楼平台和三楼平台侧面墙壁上，且均距离楼梯平台1.2m，照明灯L1、照明灯L2、照明灯L3分别设置在一楼、二楼和三楼楼梯平台的顶部，位置A表示一楼平台任一位置，位置B表示一楼平台与二楼平台之间的楼梯平台任一位置，位置C表示二楼平台任一位置，位置D表示二楼平台与三楼平台之间的楼梯平台任一位置，位置E表示三楼平台任一位置。一楼平台、二楼平台和三楼平台继电器分别表示为KM1、KM2和KM3，图2表示一楼平台控制电路图，二楼与三楼平台控制电路图与该图相同，即任一楼层均设置相同类型的单片机，且任一楼层的单片机对该层的照明灯和电机进行控制，照明灯替换为L2、L3，继电器替换为KM2、KM3。

控制单元选用AT89C2051单片机，触发电路采用继电器，继电器均与热释电开关连接，且各楼层的继电器分别与相应楼层的照明灯连接，热释电开关与单片机输出端连接，AT89C2051单片机利用I/O端口完成对整数层楼梯平台的热释电红外传感器信号接收，并通过输出端口输出控制信号，进而通过继电器吸合实现照明灯的导通，以及控制电机转动。

用户从1楼平台上行至3楼平台，预设照明灯延时关闭时间为40s，即时间阈值为40s，斜下照射指楼梯平台与照明灯光线构成的角度为45度，该照射角度通过电机由初始照射位置反转45度实现，初始位置指照明灯垂直照射楼梯平台，斜上照射为楼梯平台与照明灯光线构成的角度为135度，该照射角度通过电机由初始照射位置反转135度实现。

用户在位置A时，安装于一楼平台的第一热释电红外开关感应人体温度与周围环境温度差，产生电信号并对电信号进行放大处理，并将放大处理后的电信号传输至单片机，单片机控制一楼和二楼平台的热释电红外开关K吸合，驱动继电器KM1、KM2工作，实现了一楼照明灯L1和二楼的照明灯L2的接通，同时，单片机检测到来自一楼热释电红外传感器的电信号，控制一楼电机反转135°，二楼电机反转45°，用户经位置B上行至位置C时，在时间上，一楼热释电红外开关先于二楼热释电红外开关被触发；在楼层上，二楼在一楼之上，即被判断为用户正在上楼，二楼和三楼控制照明灯的热释电红外开关K吸合，驱动继电器KM2、KM3吸合，单片机驱动二楼电机反转90°，即相对于垂直位置反转135°，三楼电机反转45°，用户经位置D上行至位置E时完成上行。

传统的楼梯照明灯安装于全部整数层平台和楼梯转角平台，本发明中楼梯照明灯只安装在整数层平台，因此，与传统楼梯照明方式相比，本发明的照明灯数量减少了一半，进而降低了照明灯铜导线的使用量，也降低了检修难度和维护成本。

本发明实际应用时，用户通过电机转动角度对照明灯照射角度进行调节，使得楼梯具有良好的照度，且由于本发明通过热释电红外开关感应人体温度，因此，一方面，当外部出现高分贝声音时也不会影响该发明正常使用，另一方面，本发明不会因为用户没有定量分贝的声音而实现照明灯接通，可有效对抗干扰，提高了整个装置使用的效率，为行动不便的人群提供了便利。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.多层楼梯照明控制装置，其特征是，包括控制单元和执行单元，所述执行单元包括电机和触发单元，所述触发单元包括热释电红外传感器、热释电红外开关、电机和照明灯，所述电机和照明灯均安装在所有整数层楼梯平台的顶部且电机底部安装照明灯，所述控制单元包括分别设置于整数层楼梯平台的单片机，所述单片机与对应整数层楼梯平台的热释电红外传感器连接，且任一整数层楼梯平台的热释电红外开关与该层热释电传感器连接，所述热释电红外传感器安装于该层楼梯平台的楼梯拐角处，热释电红外传感器接收外部信号，将外部信号传输至单片机，单片机控制热释电红外开关导通，热释电红外开关触发照明灯进行照明，单片机驱动电机进行正反转，实现照明灯角度控制。

2.如权利要求1所述的多层楼梯照明控制装置，其特征是，所述热释电红外传感器安装位置距离楼梯平台距离范围为[1m,1.5m]。

3.如权利要求2所述的多层楼梯照明控制装置，其特征是，所述多层楼梯照明控制装置还包括触发电路，所述触发电路设置于整数层楼梯平台上，且触发电路与该整数层楼梯平台分别于热释电红外开关和照明灯连接。

4.如权利要求2所述的多层楼梯照明控制装置，其特征是，所述多层楼梯照明控制装置还包括太阳能电池板，太阳能电池板为照明灯和单片机供电。

5.基于权利要求1-4任意所述的多层楼梯照明控制装置的控制方法，其特征是，包括以下步骤：其中m、n表示楼梯层数，m大于等于1且为整数，n大于等于1且为整数，1≤m<n；所有电机的初始位置是电机与楼梯平台垂直，即照明灯与楼梯平台垂直；

用户上行的步骤如下：

步骤一：用户从第m层上行至第n层，设置于第m层的单片机触发第m层热释电红外开关，第m层热释电红外开关触发该层照明灯进行照明，设置于第m层的单片机驱动第m层电机进行角度旋转，使第m层照明灯斜上照射，第m+1层照明灯斜下照射；

步骤二：用户上行至第m+1层，设置于第m+1层的单片机触发第m+1层热释电红外开关，第m+1层热释电红外开关触发该层照明灯进行照明，设置于第m+1层的单片机驱动第m层电机进行角度旋转，使第m+1层照明灯斜上照射，第m+2层照明灯斜下照射，直至用户上行至第n层；

用户下行的步骤如下：

步骤一：用户从第p层下行至第q层，设置于第p-1层的单片机触发第p-1层热释电红外开关，第p-1层热释电红外开关触发该层照明灯进行照明，设置于第p-1层的单片机驱动第p-1层电机进行角度旋转，使第p-1层照明灯斜上照射；

步骤二：用户下行至第p-1层，设置于第p-1层单片机触发第p-1层热释电红外开关，第p-1层热释电红外开关该层照明灯进行照明，设置于第p-1层单片机驱动第p-1层电机进行角度旋转，使第p-1层照明灯斜下照射，第p-2层照明灯斜上照射，只是用户下行至第q层。

6.如权利要求5所述的多层楼梯照明控制装置的控制方法，其特征是，所述用户上行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机通过控制电机正反转实现照明灯照射位置的调节；所述用户下行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机通过控制电机正反转实现照明灯照射位置的调节。

7.如权利要求5所述的多层楼梯照明控制装置，其特征是，所述用户上行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机内设置计时器，计时器记录热释电红外开关发出的触发信号持续时间，若持续时间大于等时间阈值，则单片机驱动电机恢复初始状态，使得照明灯垂直照射楼梯平台；

所述用户下行步骤中，步骤一和步骤二中，单片机内设置计时器，计时器记录热释电红外开关发出的触发信号持续时间，若持续时间大于等于时间阈值，则单片机驱动电机恢复初始状态，使得照明灯垂直照射楼梯平台。

8.如权利要求5所述的多层楼梯照明控制装置，其特征是，所述斜上照射指由楼梯平台至照明灯光线构成的夹角为锐角，斜下照射指由照明灯光线至楼梯平台构成的夹角为锐角。

9.如权利要求8所述的多层楼梯照明控制装置，其特征是，所述斜上照射对应的角度值为大于等于30度且小于等于45度，所述斜下照射对应的角度值为大于等于30度且小于等于45度。