一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备制造技术

本发明专利技术公开了一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，包括电源模块、射频通信模块、光照度采样模块和处理器，所述电源模块分别连接射频通信模块、光照度采样模块和处理器，光照度采样模块还连接处理器，处理器还连接射频通信模块，本发明专利技术可以配套智慧照明控制系统，实现整个室内环境的光照恒照度管理，提升使用者的使用体验，采用了无线组网协议、高精度采集光照、智能定位算法等关键技术，具有灵敏感知、广泛互联、人工智能控制的新形态多功能产品，将服务于节能降耗的国策，推动建设节约型社会，并能够提高国民健康水平，促进信息化和工业化融合，推进智慧城市建设。

A Low Power Illumination Sensor Equipment Supporting Indoor Location

【技术实现步骤摘要】
一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备
本专利技术涉及传感器
，具体是一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备。
技术介绍
照明是建筑物功能上的基本需要，作为一座现代化的建筑物，它同时还应满足舒适性的需要，作为大空间的公共建筑，其照明效果的好坏会直接影响到人的身心健康和会展的效果。因此，应充分发挥出智能照明控制系统灵活的控制功能，尽可能地营造出“舒适”的视觉环境。光照传感器设备可以采集室内环境的光照度值，在超过照度阈值时配合智慧照明系统可降低室内灯具的功率等级，在低于光照阈值时可以启动部分灯具，弥补照度不足问题，实现动态调整光照值，保证恒照度的光照环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，以解决所述
技术介绍
中提出的问题。为实现所述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，包括电源模块、射频通信模块、光照度采样模块和处理器，所述电源模块分别连接射频通信模块、光照度采样模块和处理器，光照度采样模块还连接处理器，处理器还连接射频通信模块。作为本专利技术再进一步的方案：所述电源模块采用3.7V锂电池供电，电源模块还包括电池电压监控模块，电池电压监控模块包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端连接电池电压输出端，电阻R2的另一端连接处理器和电阻R3，电阻R3的另一端接地。作为本专利技术再进一步的方案：所述处理器包括芯片U3和状态指示灯LED2，芯片U3的型号为STM32F031，状态指示灯LED2的正极通过电阻R8连接电源端，状态指示灯LED2的负极连接芯片U3的脚9。作为本专利技术再进一步的方案：所述光照度采样模块包括电阻R4和电阻RL，电阻R4的一端连接电源端，电阻R4的另一端连接电阻RL和芯片U3的脚8，电阻RL的另一端接地，电阻RL为光敏电阻。作为本专利技术再进一步的方案：所述射频通信模块采用XN297型2.4G射频通信芯片，射频通信模块和处理器之间通过SPI总线实现通信。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术可以配套智慧照明控制系统，实现整个室内环境的光照恒照度管理，提升使用者的使用体验，采用了无线组网协议、高精度采集光照、智能定位算法等关键技术，具有灵敏感知、广泛互联、人工智能控制的新形态多功能产品，将服务于节能降耗的国策，推动建设节约型社会，并能够提高国民健康水平，促进信息化和工业化融合，推进智慧城市建设。附图说明图1为电源模块的电路图。图2为处理器的电路图。图3为光照度采样模块的电路图。图4为射频通信模块的电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：请参阅图1-4，一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，，用在室内智慧照明场景，主要用于采集光照强度，并通过zigbee的无线通信方式传输至zigbee网关，实现对灯具光照强度的联动控制；由锂电池供电，低功耗工作，可持续工作2年以上；同时可支持蓝牙通信方式的室内定位，提供信标服务。本设备同时具备zigbee和蓝牙的通信功能；zigbee通信功能主要与其他传输设备通信使用；蓝牙通信功能主要用于室内定位服务。该设备主要包括核心主板、zigbee通信单元、蓝牙通信单元、光感传感器。光感传感器采集主要为模拟信号，通过转换校准，以勒克斯的计量单位与实际场景对比；设备处于休眠-唤醒-采集-发送的工作机制，在非光感值监测密集时间段每10秒工作一次，在监测密集时间段每5s工作一次。该设备同时支持定位功能，能够配合用户手机，辅助实现定位，定位原理如下：利用RSSI的测距，可选模型：RSSI=-(10nlog10d+A)。其中，射频参数A被定义为用dBm表示的发射节点与接收节点相对距离处的接收信号强度，n为信号传输常数，与信号的传输环境有关；d为移动节点与发射节点的距离。由上式可以看出，n和A决定了RSSI和d之间的关系。基于RSSI的四点加权质心室内定位算法的设计与实现主要由4个方面组成：一是参考节点发射射频信号被移动节点捕获，检测自身与参考节点的RSSI值；二是移动节点将RSSI的数据包发送给网关节点；三是网关节点获取到数据包处理之后传给上位机，上位机再进行进一步处理；四是上位机得到的位置信息与实际位置信息进行对比，最终分析计算误差值并得出结论。移动节点处于参考节点覆盖的范围内，当移动节点运动至某一位置后，参考节点不断向其发送射频信号，捕获到数据包后读取RSSI值，移动节点再将RSSI值发送给网关节点，网关节点通过所选定的算法对数据进行处理，最终将处理过的数据传至云端的上位机进行计算，最终得到坐标信息。本设计如图1-4所示，包括电源模块、射频通信模块、光照度采样模块和处理器，所述电源模块分别连接射频通信模块、光照度采样模块和处理器，光照度采样模块还连接处理器，处理器还连接射频通信模块。电源模块如图1所示，采用3.7V锂电池供电，电源模块还包括电池电压监控模块，电池电压监控模块包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端连接电池电压输出端，电阻R2的另一端连接处理器和电阻R3，电阻R3的另一端接地。电池电压用两个高精度电阻R2和R3进行分压后送入处理器的ADC采样引脚，实现设备电池电压的实时监控。处理器包括芯片U3和状态指示灯LED2，芯片U3的型号为STM32F031，状态指示灯LED2的正极通过电阻R8连接电源端，状态指示灯LED2的负极连接芯片U3的脚9。如图2所示，P3为引出的烧录调试4口插针。处理器采用内部8MHz时钟源。LED2为系统状态提示灯，其正极串联一个R8电阻后接到3.3V,负极直接接到处理器的GPIO口上。U3的复位引脚接一个RC电路（R7和C18），使得主芯片上电后先复位然后再开始启动工作。U3的BOOT0引脚直接接GND,使得主芯片从芯片内部的flash开始运行代码。光照度采样模块包括电阻R4和电阻RL，电阻R4的一端连接电源端，电阻R4的另一端连接电阻RL和芯片U3的脚8，电阻RL的另一端接地。光照度传感器为一个高精度的光敏电阻RL，其一端串联一个高精度电阻R4后接入3.3V,另一端接地。分压后的信号送入处理器的ADC采样引脚。当光照强度发生变化的时候，分压信号会发生响应的变动，并且被处理器采集到。实施例2：在实施例1的基础上，本设计的射频通信模块如图4所示，采用XN297型2.4G射频通信芯片，射频通信模块和处理器之间通过SPI总线实现通信。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，包括电源模块、射频通信模块、光照度采样模块和处理器，其特征在于，所述电源模块分别连接射频通信模块、光照度采样模块和处理器，光照度采样模块还连接处理器，处理器还连接射频通信模块。

【技术特征摘要】
1.一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，包括电源模块、射频通信模块、光照度采样模块和处理器，其特征在于，所述电源模块分别连接射频通信模块、光照度采样模块和处理器，光照度采样模块还连接处理器，处理器还连接射频通信模块。2.根据权利要求1所述的一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，其特征在于，所述电源模块采用3.7V锂电池供电，电源模块还包括电池电压监控模块，电池电压监控模块包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端连接电池电压输出端，电阻R2的另一端连接处理器和电阻R3，电阻R3的另一端接地。3.根据权利要求2所述的一种支持室内定位的低功耗光照传感器设备，其特征在于，所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：张轩，张国良，王琢玉，
申请(专利权)人：苏州澜普智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32