一種智能照明開關的設計與制作

趙佳慧，鄧云桂，張雙健，袁肖帆，賀溯，周玢岑

一種智能照明開關的設計與制作

趙佳慧，鄧云桂，張雙健，袁肖帆，賀溯，周玢岑

（懷化學院，湖南 懷化 418000）

現有照明開關大多依然秉承了傳統的機械翹板式，然而實際使用過程中，傳統的機械翹板式開關無論從美觀還是從應用廣泛度上都越來越無法滿足人們的需求。觸控操作開關及感應開關，近些年來做為新型的開關由于其體積小巧也受到了市場的歡迎，然而現有技術中存在操作方式單一、無法應用于多個使用場景的問題。設計了一種融合觸摸及語音控制于一體的照明開關，解決了該問題。

照明開關；光線感應器；燈光控制；語音控制

當今照明開關很大比例上還是采用了傳統的機械翹板式，然而實際使用過程中，傳統的機械翹板式開關無論從美觀還是應用廣泛度上都越來越無法滿足人們的需求。觸控操作開關及感應開關，近些年來新型的開關由于其體積小巧被廣泛使用，然而現有技術中存在操作方式單一、無法應用于多個使用場景的問題。

基于此，本文設計了一種智能照明開關，該開關是融合觸摸及語音控制于一體的照明開關，實現了多種方式的燈光控制，并采用多個方向上的光線感應器，從而降低系統誤判的概率。

1 設計方案

本智能照明開關采用的技術方案為：該智能照明開關包括保護單元、變壓器、觸摸板、微處理單元、繼電器、燈帶、聲控模塊、感光模塊、外接接口及外殼體，保護單元、變壓器、微處理單元及繼電器設置在外殼體內部，觸摸板、燈帶、聲控模塊、感光模塊及外接接口設置在外殼體上，保護單元接入火線，保護單元與變壓器連接，變壓器與微處理單元連接并為微處理單元供電，觸摸板、繼電器、燈帶、聲控模塊、感光模塊、外接接口均與微處理單元連接。智能照明開關的設備連接如圖1所示。

1—保護單元；2—變壓器；3—觸摸板；4—微處理單元；5—繼電器；6—燈帶；7—聲控模塊；71—拾音器；72—語音識別模塊；8—感光模塊；81—第一光線傳感器；82—第二光線傳感器；83—第三光線傳感器；84—第四光線傳感器；9—外接接口。

2 產生的效果

本智能照明開關的效果為：提供了一種融合觸摸及語音控制于一體的照明開關，實現了多種方式的燈光控制，并且采用多個方向上的光線感應器，降低了系統誤判的概率。

3 具體實施方式

保護單元的輸入端與火線連接，保護單元的輸出端與變壓器的輸入端連接。變壓器的輸入端連接零線和保護模塊、變壓器的輸出端連接微處理單元。觸摸板與微處理單元連接，并將感應到的觸摸信號發送給微處理單元。繼電器的繞組接頭與微處理單元連接，繼電器的觸點接頭與火線連接。繼電器接受微處理單元的控制，從而實現控制火線的導通及斷開。

燈帶呈環狀，燈帶為1 600萬色的LED燈帶，燈帶與微處理單元連接，微處理單元可以控制燈帶的亮滅及顏色。聲控模塊包括1臺拾音器及1個語音識別模塊，拾音器設置在外殼體上且與語音識別單元連接，語音識別單元與微處理單元連接。拾音器收集聲音并發送給語音識別單元進行識別，語音識別單元將識別出來的指令發送給微處理單元。

感光模塊包括第一光線傳感器、第二光線傳感器、第三光線傳感器及第四光線傳感器。第一、第二、第三及第四光線傳感器設置在外殼體上，且都與微處理單元連接，并都接收外界光線形成信號并發送給微處理單元。

外接接口設置在外殼體上。用戶可通過外接接口與微處理單元進行通信，調節微處理單元的設置。外殼體包括主面

板、上面板、左面板、右面板及下面板，上面板、左面板、右面板及下面板與主面板固定，形成一內部空間，保護單元、變壓器、微處理單元及繼電器設置在內部空間內，觸摸板及拾音器設置在所述主面板上，燈帶設置在上面板、左面板、右面板及下面板上，智能照明開關的立體結構如圖2所示。

6—燈帶；10—外殼體；81—第一光線傳感器；82—第二光線傳感器；84—第四光線傳感器；101—主面板；102—上面板；104—右面板。

智能照明開關的左視圖如圖3所示。

6—燈帶；83—第三光線傳感器；103—左面板103。

第一光線傳感器設置在主面板上，第二光線傳感器設置在上面板上，第三光線傳感器設置在左面板上，第四光線傳感器設置在右面板上。

第一、第二、第三及第四光線傳感器在外殼體上朝向不同的方向，微處理單元設置為當第一、第二、第三及第四光線傳感器感應到的光線均過低才會判定外界亮度低；從而避免因偶然因素影響，導致出現誤判。在具體使用時，用戶可通過觸控板控制燈的亮或者滅，或者對智能照明開關發出語音指令，智能照明開關接收到語音指令控制繼電器的閉合或斷開，從而控制燈的亮或者滅。當感光模塊感應到外界的亮度過低時，微處理單元使燈帶按照設置的顏色亮起，在黑暗中可以提示開關的位置并可以實現一定的裝飾效果。總之，該智能照明開關，提供了一種融合觸摸及語音控制于一體的照明開關，實現了多種方式的燈光控制，并采用多個方向上的光線感應器，從而降低系統誤判的概率。

鳴謝：該項目的研究成果基于懷化學院大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目。

［1］唐歡，賴崚灝，肖洪祥.基于凌陽單片機的語音照明開關設計［J］.電子設計工程，2012，（24）：109-110.

［2］楊道忠，羅中良，陳治明，等.一種低負載啟動的智能RF遙控與觸摸照明開關的設計［J］.現代計算機，2014（8）：63-67.

［3］李依桐，吳貴文.一種實現人體觸摸界面設計的照明開關［J］.集成電路應用，2018（7）：71-74.

［4］李曉晗，李峰，高鵬宇，等.基于LD3320語音識別和NRF2401無線通信的家居節能照明開關［J］.電子世界，2017（1）：110-111.

TM564

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.049

2095－6835（2019）23－0109－02

趙佳慧（2000—），女，湖南省懷化學院電氣與信息工程學院電子信息科學與技術專業2018級學生。張雙健（1998—），男，湖南省懷化學院電氣與信息工程學院電子信息科學與技術專業2016級學生。袁肖帆（1998—），男，湖南省懷化學院電氣與信息工程學院電子信息科學與技術專業2016級學生。賀溯（1998—），男，湖南省懷化學院電氣與信息工程學院電子信息科學與技術專業2016級學生。周玢岑（1998—），男，湖南省懷化學院電氣與信息工程學院電子信息科學與技術專業2016級學生。

鄧云桂（1964—），男，湖南懷化人，懷化學院電氣與信息工程學院副教授，主要研究方向為電子技術。

〔編輯：張思楠〕