一种通过开关实现灯具调光及状态复位的系统和方法与流程

本发明涉及照明技术领域，特别涉及一种通过开关实现灯具调光及状态复位的方法和系统。

背景技术：

市面上常用的开关调光灯具通常分为两种，一种没有记忆功能，每次使用都要重新调整显光状态；另一种带有记忆功能的则需要每个灯具安装独立的开关，因为多个带记忆功能的开关调光灯具用同一个开关控制时，由于各个灯具的检测差异或者干扰导致调光不同步后，要恢复同步须要拆除灯具重新擦写记忆体，同时带记忆功能的开关调光灯具，如果调光时错过适合显光状态（亮度或色温），须要把所有调光状态都循环一遍才可以恢复为初始显光状态，这个过程操作繁杂，浪费用户的宝贵时间，给用户带来很大不便。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种通过开关实现灯具调光及状态复位的系统和方法，通过判断识别当前的开关动作来实现对多个灯具调光及状态复位控制，在出现多个灯具调光不同步或者调光时错过适合的状态时，能使所有灯具快速恢复预设的初始显光状态，调节过程简单高效，大大缩短了用户调光时间。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种通过开关实现灯具调光及状态复位的系统，其包括开关、线电压采样模块、开关动作判断模块和调光控制模块，所述开关与至少一个灯具连接，由线电压采样模块对整流输出的线电压进行采样，根据采样电压的大小输出相应的电平信号；开关动作判断模块根据所述电平信号及其持续时间判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块；调光控制模块根据所述控制指令调节各个灯具的显光状态或控制各个灯具恢复初始显光状态。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，所述控制指令包括恢复指令和调光指令，当开关动作判断模块输出恢复指令时，调光控制模块控制各个灯具恢复初始显光状态；当开关动作判断模块输出调光指令时，调光控制模块调节各个灯具的显光状态。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，所述线电压采样模块具体用于在采样电压大于阈值电压时输出第一电平，在采样电压小于等于阈值电压时输出第二电平。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，所述开关动作判断模块包括：

第一计时器，用于在所述电平信号由第一电平转为第二电平时清零并开始计时，且在所述电平信号由第二电平转为第一电平时停止计时并持续输出第一计时值；

判断单元，用于根据所述第一计时值判断当前开关是否关断；

第二计时器，用于在在一次开关关断后所述电平信号第一次由第二电平转为第一电平时清零并开始计时，且当开关再次关断时停止计时并输出第二计时值；

所述判断单元还用于根据所述第一计时值和第二计时值判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，所述判断单元包括：

判断子单元，用于根据所述第一计时值和第二计时值判断当前的开关动作是否为有效指令动作；

识别子单元，用于在当前的开关动作为有效指令动作时识别该开关动作对应的控制指令，并将其输出至调光控制模块。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，所述判断子单元具体用于：

当第一计时值大于第一时间阈值且小于第二时间阈值时，判断为有效指令动作，否则为无效指令动作。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，所述识别子单元具体用于：

当第一计时值大于第一时间阈值且小于第二时间阈值时，根据第二计时值识别当前开关动作对应的控制指令，当第二计时值大于第三时间阈值时识别为调光指令，当第二计时值小于等于第三时间阈值时识别为恢复指令。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，所述判断子单元还用于：

当第一计时值小于等于第一时间阈值时，判断此时无开关动作，控制第二计时器继续计时；

当第一计时值大于等于第二时间阈值时，判断此时为长关断，控制系统复位，并控制第二计时器清零、且在所述电平信号由第二电平转为第一电平时开始计时。

所述的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中，还包括储能供电模块，用于在开关闭合时或开关断开预设时间内为线电压采集模块、开关动作判断模块和调光控制模块供电。

一种通过开关实现灯具调光及状态复位的方法，其包括如下步骤：

a、由线电压采样模块对整流输出的线电压进行采样，根据采样电压的大小输出相应的电平信号；

b、开关动作判断模块根据所述电平信号及其持续时间判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块；

c、调光控制模块根据所述控制指令调节各个灯具的显光状态或控制各个灯具恢复初始显光状态。

相较于现有技术，本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统和方法中，所述系统包括开关、线电压采样模块、开关动作判断模块和调光控制模块，所述开关与至少一个灯具连接，由线电压采样模块对整流输出的线电压进行采样，根据采样电压的大小输出相应的电平信号；开关动作判断模块根据所述电平信号及其持续时间判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块；调光控制模块根据所述控制指令调节各个灯具的显光状态或控制各个灯具恢复初始显光状态。通过判断识别当前的开关动作来实现对多个灯具调光及状态复位控制，在出现多个灯具调光不同步或者调光时错过适合的状态时，能使所有灯具快速恢复预设的初始显光状态，调节过程简单高效，大大缩短了用户调光时间。

附图说明

图1为本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统的结构框图。

图2为本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中开关动作判断模块的结构框图。

图3为本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中线电压采样模块的电路图。

图4为本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统中储能供电模块的电路图。

图5为本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的方法的流程图。

图6为本发明提供的第一应用实施例的方法流程图。

图7为本发明提供的第二应用实施例的方法流程图。

具体实施方式

鉴于现有技术中带记忆功能的开关调光灯具无法快速回到初始状态等缺点，本发明的目的在于提供一种通过开关实现灯具调光及状态复位的系统和方法，通过判断识别当前的开关动作来实现对多个灯具调光及状态复位控制，在出现多个灯具调光不同步或者调光时错过适合的状态时，能使所有灯具快速恢复预设的初始显光状态，调节过程简单高效，大大缩短了用户调光时间。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统包括开关s1、整流模块11、线电压采样模块10、开关动作判断模块20、调光控制模块30和存储器50，所述开关s1与至少一个灯具连接（图中以led实例），控制各个灯具的亮灭状态，所述整流模块11的输出端连接线电压采样模块10和led灯具，所述线电压采样模块10还连接开关动作判断模块20，所述调光控制模块30连接所述开关动作判断模块20、存储器50和led灯具。

所述整流模块11用于对交流输入电进行整流，所述线电压采样模块10用于对整流输出的线电压进行采样，根据采样电压的大小输出相应的电平信号；所述开关动作判断模块20用于根据所述电平信号及其持续时间判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块30；所述调光控制模块30用于根据所述控制指令调节各个灯具的显光状态或控制各个灯具恢复初始显光状态，所述存储器50用于存储灯具的调光值。本实施例中，所述整流模块11为整流桥，所述调光控制模块30为调光控制状态机。

本发明中，通过线电压采样模块10对整流输出的线电压进行采样，根据采样电压的大小输出相应的电平信号，以便后续判断开关的闭合或关断状态，之后开关动作判断模块20根据所述电平信号及其持续时间判断识别当前的开关动作，例如长关断、短关断或触碰开关时的抖动等等，根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块30。具体所述控制指令至少包括恢复指令和调光指令，当开关动作判断模块20输出调光指令时，调光控制模块30调节各个灯具的显光状态，例如对各个灯具的亮度、色温进行调节，当开关动作判断模块20输出恢复指令时，调光控制模块30控制各个灯具恢复初始显光状态，使得所有灯具实现显光状态的同步，调整之后将各个灯具的调光值写入存储器50中，以备下次重新上电之后能直接调用该调光值，实现了灯具的记忆功能。具体所述调光控制模块30可通过调节灯具的电流或电压，以实现亮度、色温等显光状态的调节。

本发明通过判断识别的开关动作来实现对多个灯具的调光以及状态复位控制，仅需一个开关就能实现多个灯具的调光控制，而且若各个灯具有与检测差异或者干扰导致调光不同步时，也无需拆除灯具重新擦写记忆体，仅需通过开关动作输出相应的控制指令，即可控制所有的灯具恢复初始显光状态，实现了快速恢复同步功能。

进一步地，请一并参阅图2和图3，所述线电压采样模块10具体用于在采样电压大于阈值电压时输出第一电平，在采样电压小于等于阈值电压时输出第二电平，本实施例中，采用如图3所示的采样比较电路实现所述线电压采样模块10，其包括第一电阻r1、第二电阻r2、参考电压源vref和比较器a1，所述第一电阻r1的一端连接整流桥输出端，所述第一电阻r1的另一端连接比较器a1的同相输入端、还通过第二电阻r2接地；所述参考电压源vref的正极连接比较器a1的反相输入端，所述参考电压源vref的负极接地，所述比较器a1的输出端输出电平信号vdet至开关动作判断模块20。整流桥输出vac电压经过第一电阻r1和第二电阻r2分压得到采样电压vs，然后与参考电压vref比较，当采样电压vs大于参考电压vref时，输出vdet高电平，否则输出vdet低电平，即本实施例中，第一电平为高电平，第二电平为低电平，当然在其他实施例中，也可采用第一电平为低电平而第二电平为高电平，具体可根据实际需求设定，本发明对此不作限定。线电压采样模块10将整流输出的线电压转换为高低电平信号，由于线电压大小与开关的闭合关断状态有关，因此根据线电压采样模块10输出的高低电平信号能进一步得出当前的的开关状态，以供后续的开关动作判断。

具体地，所述开关动作判断模块20包括第一计时器201、第二计时器202和判断单元203，所述第一计时器201和第二计时器202均连接判断单元203。所述第一计时器201用于在所述电平信号由第一电平转为第二电平时清零并开始计时，且在所述电平信号由第二电平转为第一电平时停止计时并持续输出第一计时值，即所述第一计时器201用于对开关处于关断状态的时间进行计时；所述判断单元用于根据所述第一计时值判断当前开关是否关断；所述第二计时器202用于在一次开关关断后所述电平信号第一次由第二电平转为第一电平时清零并开始计时，且当开关再次关断时停止计时并输出第二计时值，即所述第二计时器202的清零、开始计时以及停止计时与第一计时器输出的第一计时值判断结果有关，当判断为开关关断后第一次出现第二电平转为第一电平时，即此时开关从断开转为闭合，第二计时器202开始计时，当根据第一计时值再次判断开关产生关断动作时，表示开关从闭合转为断开，第二计时器202停止计时并输出计时结果，从而通过第二计时器202对开关处于闭合状态的时间进行计时；所述判断单元203还用于根据所述第一计时值和第二计时值判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块30。

即本发明通过对所述电平信号的状态进行检测并计时，根据电平状态以及对应的计时值来判断识别当前的开关动作及其持续时间，进而输出相应的控制指令，使调光控制模块30根据相应的控制指令控制灯具的电压或电流实现显光状态的调节。用户仅需对灯具开关进行简单操作即可达到同时调光或快速恢复同步的效果，提高了调光效率，有效节约时间。

进一步地，所述判断单元203截图包括判断子单元2031和识别子单元2032，所述判断子单元2031连接识别子单元2032和第一计时器201，所述识别子单元2032还连接第二计时器202，所述判断子单元2031用于根据所述第一计时值和第二计时值判断当前的开关动作是否为有效指令动作；所述识别子单元2032用于在当前的开关动作为有效指令动作时识别该开关动作对应的控制指令，并将其输出至调光控制模块30。

由于用户在操作开关时，可能存在多种开关行为，通过判断子单元2031对无效的开关动作进行滤出，避免出现指令处理混乱的情况，具体来说，所述判断子单元2031具体用于当第一计时值大于第一时间阈值且小于第二时间阈值时，判断为有效指令动作，否则为无效指令动作，本发明定义短关断为有效动作，即第一计时值大于第一时间阈值且小于第二时间阈值，也就是说开关关断时间在一个预设区间内，用户迅速关断开关后又重新闭合，此时定义开关为短关断动作，当开关进行了短关断操作时，继续识别当前的开关动作对应的控制指令为恢复指令或调光指令，而当开关没有进行短关断操作时，则不进行指令识别，以节约系统功耗。

因此所述判断子单元2031还用于当第一计时值小于等于第一时间阈值时，判断此时无开关动作，控制第二计时器202继续计时；当第一计时值大于等于第二时间阈值时，判断此时为长关断，控制系统复位，并控制第二计时器202清零、且在所述电平信号由第二电平转为第一电平时开始计时。当第一计时值小于等于第一时间阈值时，此时可能是误碰到开关造成的抖动，使得出现了短暂的第二电平时间，判断此时无开关动作，控制第二计时器202继续计时，有效滤除了误操作。而当第一计时值大于等于第二时间阈值时，说明此前用户关断开关持续时间较长，为一次常规的关断开关再重新闭合的操作，并没有输出恢复指令或调光指令的意图，因此控制系统中各模块复位，系统重新上电，且第二计时器202清零、并在所述电平信号由第二电平转为第一电平时重新开始计时，即长关断之后在开关重新闭合时对开关闭合时间开始计时。根据不同的开关关断时间区分多种开关操作情况，有效避开实际操作中的无效指令动作以及常规关断动作，提高系统调光以及状态复位的准确性和智能性。

进一步地，当用户进行了短关断操作，即第一计时值大于第一时间阈值且小于第二时间阈值时，此时为有效指令动作，之后由识别子单元2032继续识别该开关动作对应的具体指令，因此所述识别子单元2032具体用于当第一计时值大于第一时间阈值且小于第二时间阈值时，根据第二计时值识别当前开关动作对应的控制指令，当第二计时值大于第三时间阈值时识别为调光指令，当第二计时值小于等于第三时间阈值时识别为恢复指令。

当判断用户进行了短关断之后，判断为有效指令动作，此时用户需要对灯具进行调光或者恢复初始状态，因此通过识别子单元2032继续对第二计时值，即开关闭合持续的时间进行判断识别，当第二计时值大于第三时间阈值时，说明用户短关断后重新闭合开关并保持了一段时间，没有再进行关断操作，此时判断为调光指令，例如将灯具的亮度或色温调节至下一调光值，在存储器50中预先存储有相应顺序的调光值，每接收到一次调光指令时则按顺序调用存储器50中预存的调光值，实现显光状态的调整。而当第二计时值小于第三时间阈值时，说明用户在第一次短关断后重新短暂地闭合开关，之后第二次进行了关断操作，此时判断为恢复指令，需说明的是，由于在第二次关断时，第一计时器201重新开始计时得到新的第一计时值，因此为保证开关动作不被判断为无效指令动作，第二次关断也为短关断，即第二次关断的持续时间也应该满足大于第一时间阈值且小于第二时间阈值时，之后当用户再次闭合开关时，则所有灯具均恢复初始显光状态，即当用户进行了开关双击操作时，快速关-开-关-开操作后，所有灯具快速恢复预设的初始显光状态，具体通过调光控制模块30调用存储器50中预存的初始调光值，实现灯具显示状态的同步恢复。同时在发生操作失误时也能快速回到初始状态重新调整，无需把所有的状态循环一遍，节约调整时间。

优选地，请一并参阅图4，本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统还包括储能供电模块40，所述储能供电模块40连接整流模块11的输出端、线电压采样模块10、开关动作判断模块20、调光控制模块30和存储器50，所述储能供电模块40用于在开关闭合时或开关断开预设时间内为线电压采集模块、开关动作判断模块20、调光控制模块30和存储器50供电，即当开关闭合时，储能供电模块40给其他各模块供电，而当开关断开时，储能供电模块40还可在预设时间内继续维持各模块的供电，保证用户在进行快速调光或同步恢复时各个模块能正常工作，而当开关断开时间大于预设时间时，则储能供电模块40无法继续供电，各模块复位，当开关再次闭合时系统重新上电。

本实施例中，采用如图4所示的储能供电电路实现所述储能供电模块40，其包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三电阻r3和电容c1，所述第一二极管d1的正极连接整流桥输出端，所述第一二极管d1的负极通过第三电阻r3连接第二二极管d2的负极、电容c1的一端；所述第二二极管d2的另一端和电容c1的另一端均接地，所述第三电阻r3的另一端作为储能供电模块40的输出端为其他各模块输出供电。

基于上述通过开关实现灯具调光及状态复位的系统，本发明还相应提供一种通过开关实现灯具调光及状态复位的方法，如图5所示，所述方法包括如下步骤：

s100、由线电压采样模块对整流输出的线电压进行采样，根据采样电压的大小输出相应的电平信号；

s200、开关动作判断模块根据所述电平信号及其持续时间判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块；

s300、调光控制模块根据所述控制指令调节各个灯具的显光状态或控制各个灯具恢复初始显光状态。

由于上文已对所述通过开关实现灯具调光及状态复位的系统进行了详细描述，具体请参阅上述系统对应的实施例，此处不作详述。

为更好地理解本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统的工作过程，以下结合图1至图7，举具体应用实施例对本发明的调光及状态恢复过程进行详细说明：

如图6所示，调光及状态恢复过程包括如下步骤：

s11、系统初始上电或复位；

s12、从存储器中读取调光值n并产生对应的led电流控制信号；

s13、根据led电流控制信号保持预设亮度，并等待开关控制信号；

s14、检测到开关动作；

s15、判断开关动作是否为有效指令，若是，则当其为状态恢复指令时执行步骤s16，当其为调光指令时执行步骤s17；若否，则返回步骤s13；

s16、调光值恢复为默认值，并产生对应的led控制信号；

s17、调光值改变为下一顺序调光值或者调光值自动持续变化，并产生对应的led控制信号；

s18、将当前的调光值写入存储器并返回步骤s13。

即系统在初始上电或复位后，例如长时间关断后重新闭合开关时，系统重新上电，此时从存储器中读取上次关断时存储的调光值n并产生对应的led控制信号，根据该led控制信号控制灯具的显光状态，使灯具恢复到上次关断时的状态，实现灯具的记忆功能，之后当检测到开关动作时，先判断开关动作是否为有效指令，若是则继续识别，若否则继续等待接收开关控制信号，若当前的指令为状态恢复指令，则将调光值恢复为预设的默认值并产生对应的led控制信号，控制所有灯具恢复至初始显光状态，若当前的指令为调光指令，则根据存储器中各调光值的顺序，将调光值改变为下一顺序调光值，或者将调光值自动持续变化实现无极调光，并产生对应的led控制信号，控制所有灯具进行调光操作。

具体地，如图7所示，通过开关动作判断当前的控制指令具体包括：当线电压采样模块输出电平由高变低，第一计时器清零开始计时，当线电压采样模块输出电平由低变高，第一计时器停止计时并输出第一计时值toff，如果第一计时值toff小于（小于等于）于第一时间阈值tth1，判断为开关始终闭合无动作，第二计时器保持计时；如果第一计时值toff大于等于（大于）tth1小于（小于等于）第二时间阈值tth2，判断为开关短关断，此时如果第二计时器的第二计时值ton小于（小于等于）第三时间阈值tth3，判断为同步指令；如果ton大于等于（大于）第三时间阈值tth3判断为调光指令，然后清零第二计时器重新开始计时；如果第一计时值toff大于等于（大于）tth2，判断为开关长关断，各模块复位，清零第二计时器重新开始计时。

以具体数据为例，假设市电为220v，50hz的交流电，vref=1v，r1:r2=95:1，则线电压采样模块输出的电平信号vdet为一个周期为10ms的方波，第一电平时间thi=8ms，第二电平时间tlo=2ms。必须满足tth1>tlo，选取tth1=60ms，既满足要求，又可以滤除触碰开关时的抖动。

假设第二二极管的稳压值为6v，c1=10uf，系统最低工作电压为3v，工作电流为10ua，则储能供电模块可以在开关断开后维持系统供电的时间thold=3s，必须满足tth2<thold，取tth2=2s。人的反应时间大概为200ms，取tth3=600ms。

假设用同一开关控制的两个灯具初始状态一致，灯具1生产工差为+5%和灯具2生产工差为-5%，导致灯具1的tth11=63ms，tth21=2.1s，tth31=630ms，灯具2的tth12=57ms，tth22=1.9s，tth32=570ms。此时需要触发开关调节亮度，正好开关关闭2s后又闭合，灯具1成功切换亮度状态，并把新状态写入非易失存储器中；灯具2则重新上电，从非易失存储器读出上次保存的状态，两个灯具就出现状态不同步。这时候快速的对开关做两次关开操作(off-on-off-on)，一般人手的连续操作时间大概在100ms~300ms之间，假设操作时间为关300ms，开400ms，关300ms，开长时间。最后一次闭合开关后，线电压采样模块输出由低变高，则toff=300ms，ton=400ms满足tth11<toff<tth21，ton<tth31,同时满足tth12<toff<tth22，ton<tth32，两个灯具同时判断为同步指令，亮度状态同时切换为默认亮度，并把默认值写入非易失存储器，从而实现了多灯具的快速状态复位。

综上所述，本发明提供的通过开关实现灯具调光及状态复位的系统和方法中，所述系统包括开关、线电压采样模块、开关动作判断模块和调光控制模块，所述开关与至少一个灯具连接，由线电压采样模块对整流输出的线电压进行采样，根据采样电压的大小输出相应的电平信号；开关动作判断模块根据所述电平信号及其持续时间判断识别当前的开关动作，并根据当前的开关动作输出相应的控制指令至调光控制模块；调光控制模块根据所述控制指令调节各个灯具的显光状态或控制各个灯具恢复初始显光状态。通过判断识别当前的开关动作来实现对多个灯具调光及状态复位控制，在出现多个灯具调光不同步或者调光时错过适合的状态时，能使所有灯具快速恢复预设的初始显光状态，调节过程简单高效，大大缩短了用户调光时间。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。