一種智能調(diào)光護(hù)眼新型臺(tái)燈及其照度調(diào)節(jié)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及家用臺(tái)燈照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能調(diào)光護(hù)眼新型臺(tái)燈及其照度調(diào)節(jié)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]臺(tái)燈是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫囊环N照明裝置，也是青少年學(xué)生學(xué)習(xí)必備的照明工具。隨著人們工作學(xué)習(xí)壓力加大、尤其是青少年學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)繁重和升學(xué)壓力的增大，處在生長發(fā)育時(shí)期的中小學(xué)生在臺(tái)燈下伏案攻讀學(xué)習(xí)的時(shí)間幾率增加，往往會(huì)長時(shí)間學(xué)習(xí)而對(duì)自身發(fā)育視力造成影響或傷害，如不注意用眼衛(wèi)生習(xí)慣和對(duì)學(xué)習(xí)臺(tái)燈的調(diào)選使用，極易造成眼鏡和身體疲勞，不利于視力發(fā)育和身體健康。為了人們保護(hù)眼睛，特別是處在生長發(fā)育時(shí)期的中小學(xué)生的視力，需要使用能提供標(biāo)準(zhǔn)視覺照度之光亮的自動(dòng)調(diào)光護(hù)眼臺(tái)燈。
[0003]目前常見的傳統(tǒng)調(diào)光臺(tái)燈，存在著光的強(qiáng)度和柔和度不能調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)效果不理想的問題，有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即:臺(tái)燈發(fā)光的亮度通過開關(guān)式或手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，模擬調(diào)節(jié)燈光照到桌面的亮度，不能直接對(duì)桌面實(shí)際照度進(jìn)行有效控制，因此難以獲得標(biāo)準(zhǔn)的有效視覺照度，未從根本上有效解決調(diào)光護(hù)眼的問題。
[0004]如申請(qǐng)?zhí)枮?01210330453.1的中國發(fā)明專利公開了一種自動(dòng)調(diào)光臺(tái)燈，其調(diào)光電路由220V交流電源、全橋整流電路、9V穩(wěn)壓電路、感光電路、光信號(hào)放大電路、雙向可控硅觸發(fā)電路和雙向可控硅控制電路組成。它由1只光敏電阻放在臺(tái)燈的適當(dāng)位置，臺(tái)燈周圍的照度可自動(dòng)調(diào)整到合適的數(shù)值，既可以減少手動(dòng)調(diào)光的麻煩，又可以保護(hù)學(xué)生的視力。當(dāng)想要改變調(diào)光臺(tái)燈的亮度，只要改變光敏電阻與臺(tái)燈燈泡之間的距離即可，使用起來十分方便。但該臺(tái)燈需人工調(diào)節(jié)臺(tái)燈高度，且人工調(diào)節(jié)的亮度不一定是適合護(hù)眼需要的標(biāo)準(zhǔn)視覺照度。此外，無定時(shí)提醒的功能，未解決使用者長時(shí)間伏案工作學(xué)習(xí)所帶來的用眼過渡之問題。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01310115131.X的中國發(fā)明專利公開了一種學(xué)習(xí)用護(hù)眼臺(tái)燈及其控制方法，其工作原理是:通過檢測(cè)第二光敏電阻阻值來獲取環(huán)境光線亮度值，光源發(fā)光強(qiáng)度通過第一光敏電阻阻值的變化由控制器進(jìn)行AD采集電壓值，控制器控制輸出PWM波形，控制光源驅(qū)動(dòng)1C輸出不同大小的電流值，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)光源亮度。該發(fā)明臺(tái)燈及其控制方法較好解決了臺(tái)燈隨環(huán)境光線亮度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)光源亮度的問題，具有相對(duì)亮度調(diào)節(jié)功能，但未解決如何使臺(tái)燈發(fā)出的光亮能夠滿足桌面所需標(biāo)準(zhǔn)視覺照度這一問題，且未涉及如何糾正使用者因坐姿不當(dāng)而影響眼睛及視力的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種智能調(diào)光護(hù)眼新型臺(tái)燈，能為使用者提供工作學(xué)習(xí)所需的桌面標(biāo)準(zhǔn)視覺照度，既節(jié)能環(huán)保又保護(hù)使用者眼睛及視力。
[0007]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0008]一種智能調(diào)光護(hù)眼新型臺(tái)燈，包括底座⑴、燈體(6)、蜂鳴器或揚(yáng)聲器(10)、定時(shí)裝置(11)、電源裝置(12)、熱釋電紅外傳感器(16)、光感應(yīng)器或光敏元件(17)、電源開關(guān)
(18)和燈部(25)，所述的燈部(25)包括燈具(23)和燈罩(24)，其特征在于:還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、紅外線發(fā)射接收裝置(7)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)、環(huán)境光傳感器(19)、繼電器(13)、微處理控制器或單片機(jī)(14)、調(diào)光控制模塊(15)、發(fā)光二極管或顯示屏(20)，且所述的熱釋電紅外傳感器(16)、環(huán)境光傳感器(19)與微處理控制器或單片機(jī)(14)并聯(lián)連接；所述的光感應(yīng)器或光敏元件(17)和紅外線發(fā)射接收裝置(7)與微處理控制器或單片機(jī)(14)并聯(lián)連接；所述的調(diào)光控制模塊(15)與微處理控制器或單片機(jī)(14)串聯(lián)連接；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)與微處理控制器或單片機(jī)(14)串聯(lián)連接；所述的繼電器(13)的一端與電源開關(guān)(18)串聯(lián)連接，另一端與(12)電源裝置和微處理控制器或單片機(jī)(14)并聯(lián)連接；所述的蜂鳴器或揚(yáng)聲器(10)與發(fā)光二極管或顯示屏(20)組成聲光報(bào)警系統(tǒng)；
[0009]所述的微處理控制器或單片機(jī)(14)包括微處理器芯片和外圍控制電路；所述的調(diào)光控制模塊(15)包括信號(hào)采集模塊、控制電路模塊、照明電路模塊和指示電路模塊；所述的電源裝置(12)包括蓄電池和交直流充放電供電電路；
[0010]所述的環(huán)境光傳感器(19)采集環(huán)境光感應(yīng)信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理由微處理控制器或單片機(jī)(14)控制調(diào)光控制模塊(15)調(diào)節(jié)臺(tái)燈發(fā)光強(qiáng)度，進(jìn)行桌面照度的初級(jí)調(diào)光；所述的光感應(yīng)器或光敏元件(17)采集檢測(cè)桌面照度感應(yīng)信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理由微處理控制器或單片機(jī)(14)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)運(yùn)轉(zhuǎn)而帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)運(yùn)動(dòng)，從而改變燈部(25)的高度位置與桌面之距離，自動(dòng)進(jìn)行桌面照度的精確調(diào)光，而實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈桌面照度為標(biāo)準(zhǔn)視覺照度之功能。
[0011]為確保最佳護(hù)眼效果，燈具(23)采用包括色溫為3800-6500K的RGB三基色熒光燈或五基色熒光燈或LED燈。此外，為避免強(qiáng)光對(duì)眼睛的刺激，燈罩(24)頂部采用可透光結(jié)構(gòu)，以改善用眼背景燈光環(huán)境，增強(qiáng)對(duì)眼睛的保護(hù)作用。
[0012]所設(shè)置的熱釋電紅外傳感器(16)能自動(dòng)探測(cè)人體感應(yīng)信號(hào)，在有人體接近臺(tái)燈時(shí)，控制臺(tái)燈自動(dòng)開燈，而在人體離開時(shí)，控制臺(tái)燈自動(dòng)關(guān)燈；所設(shè)置的紅外線發(fā)射接收裝置(7)能自動(dòng)感測(cè)人體頭部位置，在人體坐姿不當(dāng)、彎腰或低頭使眼睛離桌面距離過近時(shí)，控制蜂鳴器(10)自動(dòng)發(fā)出提示報(bào)警聲及控制發(fā)光二極管或顯示屏(20)發(fā)光進(jìn)行燈光報(bào)警提示，提醒使用者糾正坐姿。此外，為適應(yīng)不同使用對(duì)象需要，所設(shè)置的紅外線發(fā)射接收裝置(7)的安裝高度位置可調(diào)，可根據(jù)使用者身高差異情況進(jìn)行調(diào)節(jié)移動(dòng)，以滿足不同使用者的使用需要。而設(shè)置的定時(shí)裝置(11)可在臺(tái)燈連續(xù)工作時(shí)間超過設(shè)定時(shí)間后，控制由蜂鳴器或揚(yáng)聲器(10)和發(fā)光二極管或顯示屏(20)組成的聲光報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警提示，經(jīng)延遲后切斷電源而關(guān)閉臺(tái)燈，強(qiáng)制使用者中途休息，解決使用者用眼過渡問題。
[0013]此外，即使在白天，人們有時(shí)因精細(xì)作業(yè)(如設(shè)計(jì)、書畫、繪圖、打字、攝影等)需要使用臺(tái)燈時(shí)，可通過打開電源開關(guān)而打開臺(tái)燈，以滿足特別需要。另外，所配置的電源裝置
(12)包括蓄電池和交直流充放電電路，可供停電時(shí)使用臺(tái)燈。
[0014]一種智能調(diào)光護(hù)眼新型臺(tái)燈照度調(diào)節(jié)的控制方法，其特征在于:包括以下方式步驟:
[0015](1).在150-7501X照明強(qiáng)度范圍內(nèi)，按低亮(1501x)、中低亮(2001x)、中亮(3001x)、中高亮(5001x)、高亮(7501x)五級(jí)照明強(qiáng)度設(shè)置儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)照度閾值；
[0016](2).按使用對(duì)象類別設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)照度值，初始化控制器；
[0017](3).分別設(shè)置環(huán)境光傳感器在白天和夜晚感測(cè)環(huán)境自然光亮的輸出信號(hào)閾值，并預(yù)存；設(shè)置完畢后，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；
[0018](4).環(huán)境光傳感器感測(cè)自然背景光亮輸出信號(hào)，與閾值比較:若大于閾值則忽略；若小于閾值則進(jìn)入第(7)步；
[0019](5).熱釋電紅外傳感器感應(yīng)人體信號(hào)。若無感應(yīng)信號(hào)則忽略，若有感應(yīng)信號(hào)輸出，則進(jìn)入第(7)步；
[0020](6).若(4)無閾值信號(hào)輸出、或(5)無感應(yīng)信號(hào)輸出，則微處理控制器(或單片機(jī))控制電源裝置關(guān)閉電源，臺(tái)燈不會(huì)打開；
[0021](7).若環(huán)境光傳感器和熱釋電紅外傳感器同時(shí)有閾值信號(hào)輸出，則控制器(或單片機(jī))控制電源裝置接通電源，打開臺(tái)燈，并控制調(diào)光控制模塊調(diào)節(jié)臺(tái)燈發(fā)光強(qiáng)度至某一適當(dāng)照度；
[0022](8).光感應(yīng)器或光敏元件感測(cè)桌面照度，并與標(biāo)準(zhǔn)照度閾值進(jìn)行比較；
[0023](9).閾值比較若有偏差，微處理控制器(或單片機(jī))控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)燈部升降，調(diào)節(jié)桌面照度直至與標(biāo)準(zhǔn)照度閾值一致；
[0024](10).定時(shí)裝置達(dá)到設(shè)定工作時(shí)間后，微處理控制器(或單片機(jī))控制聲光報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警提示，經(jīng)延時(shí)后控制電源裝置關(guān)閉電源，臺(tái)燈關(guān)閉；
[0025](11).定時(shí)裝置關(guān)閉臺(tái)燈后，若達(dá)到設(shè)定休息時(shí)間后，返回第(3)步待機(jī)狀態(tài)，執(zhí)行下一循環(huán)；
[0026](12).紅外線發(fā)射接收裝置感測(cè)人體頭部預(yù)測(cè)位置。若未接受到人體感應(yīng)信號(hào)，延時(shí)后控制電平翻轉(zhuǎn)，微處理控制器(或單片機(jī))控制聲光報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警提示，直至紅外線發(fā)射接收裝置接收到人體感應(yīng)信號(hào)，控制電平翻轉(zhuǎn)，聲光報(bào)警裝置結(jié)束聲光報(bào)警；
[0027](13).若人工白天打開電源開關(guān)，繼電器接通電源強(qiáng)制打開臺(tái)燈，微處理控制器(或單片機(jī))中止執(zhí)行第⑷、(5)、(6)、(7)、⑶、(9)、(10)、(11)、(12)步；
[0028](14).若在上述(13)狀態(tài)下，關(guān)閉電源開關(guān)，則返回第(3)步待機(jī)狀態(tài)。
[0029]本發(fā)明解決了臺(tái)燈照度的智能調(diào)節(jié)及提供工作學(xué)習(xí)所需桌面標(biāo)準(zhǔn)視覺照度的技術(shù)問題，對(duì)青少年學(xué)生護(hù)眼起到良好的作用。同時(shí)，具有自動(dòng)開關(guān)功能，在使用者工作學(xué)習(xí)完畢后，自動(dòng)關(guān)閉臺(tái)燈，既省去了人工調(diào)節(jié)亮度和人工操作臺(tái)燈的麻煩，避免了因人們忘記關(guān)燈而造成電源浪費(fèi)的情況，又延長了臺(tái)燈使用壽命。此外，還具有自動(dòng)糾正使用者坐姿和強(qiáng)制使用者定時(shí)休息的功能，解決了使用者坐姿不當(dāng)和用眼過度的問題，起到了保護(hù)眼睛的作用。另外，即使