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专利技术交底书范文

发明创造名称：一种智能节能型LED照明控制系统

1.技术领域：本发明属于LED照明技术领域，具体涉及一种具备人体感应、光感调节及远程控制功能的智能节能型LED照明控制系统。

2.背景技术

2.1现有技术现状：当前市场上的LED照明设备多为单一开关控制模式，部分虽具备亮度调节功能，但调节方式多为手动旋钮或固定档位调节，无法根据环境光线及人员活动情况自动适配。例如，在办公楼走廊、地下车库等场景中，传统LED灯常处于常亮状态，即使无人时段也持续耗能，造成能源浪费；而部分简易人体感应灯仅能实现“人来亮、人走灭”的基础功能，无法根据自然光强度调整照明亮度，在强光环境下仍满负荷工作，同样存在节能缺陷。

2.2现有技术缺陷：

能源利用率低：缺乏动态适配机制，无法结合环境光强与人员存在状态优化照明输出，无效耗能占比高达30%-50%；

智能化程度不足：多数产品无远程控制功能，无法实现批量管理、状态监测及故障预警，运维成本较高；

适配性差：亮度调节多为阶梯式，无平滑过渡功能，易产生视觉疲劳，且感应灵敏度不可调，易受环境干扰导致误触发；

兼容性弱：不同品牌的照明设备控制协议不统一，难以融入现有智能建筑管理系统，升级改造难度大。

2.3发明要解决的技术问题：针对上述缺陷，本发明旨在提供一种能够自动感知环境光强与人体活动、实现亮度平滑调节、支持远程集中管理且兼容性强的智能LED照明控制系统，以降低能源消耗、提升运维效率及使用舒适度。

3.发明内容

3.1核心发明构思

通过集成光感传感器、人体红外传感器及无线通信模块，构建“环境感知-数据处理-智能调控”的闭环系统；结合PWM调光技术实现亮度无级调节，搭配云平台及移动终端APP，实现照明设备的远程监控与批量管理，同时设计标准化接口兼容现有智能建筑系统。

3.2技术方案详细描述

本智能节能型LED照明控制系统包括硬件模块与软件系统两部分，具体结构如下：

3.2.1硬件模块组成

（1）主控模块：采用STM32L431RCT6微控制器，该芯片具备低功耗特性，工作电流低至5μA，支持多传感器数据融合处理，主频可达80MHz，满足实时控制需求。

（2）环境感知模块：

光感单元：选用BH1750FVI数字光传感器，测量范围0-65535lx，精度±20%，通过I2C总线与主控模块通信，实时采集环境光强数据；

人体感应单元：采用HC-SR501红外热释电传感器，感应距离0-7m，感应角度110°，可通过电位器调节灵敏度与延迟时间，检测到人体活动时输出高电平信号至主控模块。

（3）LED驱动模块：由TPS92630QPWPRQ1芯片构成PWM调光电路，输入电压范围9-36V，输出电流0.3-1.5A连续可调，PWM调光频率500Hz-2kHz，确保亮度调节无频闪，驱动模块与主控模块通过GPIO口连接，接收调光控制信号。

（4）通信模块：集成ESP8266无线模块，支持WiFi802.11b/g/n协议，通信距离室内可达50m，室外100m，实现主控模块与云平台的数据交互；同时预留RS485接口，通过MODBUS协议兼容传统智能建筑管理系统。

（5）供电模块：采用AC-DC电源模块将220V交流电转换为12V直流电，经AMS1117-3.3芯片稳压后为各模块供电，电源模块具备过流、过压保护功能，输出纹波≤50mV。

3.2.2软件系统设计

（1）嵌入式控制程序：基于KeilMDK开发环境编写，采用模块化编程，包括传感器数据采集模块、PWM调光算法模块、通信协议解析模块及故障诊断模块。其中，调光算法根据环境光强与人体感应状态动态计算目标亮度，例如：当环境光强＜100lx且检测到人体时，亮度调至100%；环境光强100-500lx且有人时，亮度调至50%-80%；无人状态下，亮度降至10%待机，延迟30秒后关闭。

（2）云平台管理系统：基于阿里云IoT平台开发，支持设备注册、状态监控（实时亮度、工作电流、故障信息）、远程控制（开关、亮度调节、参数配置）及数据统计（能耗分析、使用频率），具备批量操作功能，可同时管理1000台以上照明设备。

（3）移动终端APP：支持Android与iOS系统，通过云平台与照明设备通信，实现远程开关、亮度手动调节、场景模式设置（如“办公模式”“节能模式”）及故障报警推送功能，界面简洁直观，适配各类移动设备。

3.2.3工作流程

1.系统初始化：设备上电后，主控模块完成传感器、驱动模块及通信模块的自检与参数配置，通过WiFi连接云平台，上报设备在线状态；

2.环境数据采集：光感传感器与人体感应传感器实时采集数据，每100ms上传至主控模块；

3.智能决策与调控：主控模块根据预设算法处理数据，生成PWM调光信号，控制LED驱动模块调节输出亮度