申请/专利权人：岭南师范学院

申请日：2017-12-07

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN107883266B

主分类号：F21S8/00

分类号：F21S8/00;F21V3/02;F21V14/08;F21V23/04;H05B45/12;H05B45/22;H05B45/30;H05B47/12;H05B47/19;F21W131/208;F21Y115/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2018.05.01#实质审查的生效;2018.04.06#公开

摘要：本发明涉及医疗设备领域，更具体地，涉及一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统。包括LED灯、灯罩、Arduino模块、继电器以及转动机构，所述的LED灯设于灯罩内，所述的转动机构与灯罩连接驱动灯罩转动，所述的Arduino模块通过继电器与转动机构电连接，Arduino模块设于灯罩内，所述的继电器还与LED灯电连接。本发明提供的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，病房人员通过照明系统的Arduino模块与医护人员的客户端进行实时交流，医护人员可通过客户端控制病房内的照明亮度等，同时，照明系统监测的病房内的环境结构实时发送到客户端，医护人员可实时查看病房环境。

主权项：1.一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，包括LED灯1、灯罩、Arduino模块3、继电器4、转动机构5以及客户端6，所述的LED灯1设于灯罩内，所述的转动机构5与灯罩连接驱动灯罩转动，所述灯罩转动角度为360°，所述的Arduino模块3通过继电器4与转动机构5电连接，Arduino模块3设于灯罩内，所述的继电器4还与LED灯1电连接；所述的Arduino模块3包括光敏传感器304，通过连接光敏传感器304，系统自动调节光照强度和光线色温，其LED灯1能够达到2500k-6000k的色温调节；所述的Arduino模块3还包括声控模块306，所述的声控模块306包括麦克风和扬声器；医护人员和病人通过语音指令或者手机APP来调控LED灯1的开关和照射角度；同时通过APP与Arduino模块3的麦克风与扬声器组件实现对话；所述的Arduino模块3还包括Wifi模块307，所述的客户端6通过无线网络与Wifi模块307连接。

全文数据：一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统技术领域[0001]本发明涉及医疗设备领域，更具体地，涉及一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统。背景技术[0002]科技不断发展，人们生活水平不断提高，人们的健康意识也在不断增强。人们对健康的需求越来越大，尤其是在老龄化严重的社会群体中，健康护理显得尤为重要。一个舒适的疗养环境，对于安养护理是非常重要的，而照明则是营造环境的重要手段。好的灯光环境，可以给人愉悦的心情。目前，国内医疗照明并没有行业化、专业化，医院灯光布置没有过多地从患者角度去思考。随着智能科技的发展，智能LH的节能高效，可调节性高等特点，在医疗照明具有广阔前景。[0003]医疗照明行业在国内依然停留在普通照明层次。国内的医疗机构基本上只使用普通的白炽灯及LED灯和最基本的紫外UV灯管，未达到符合医疗照明环境的标准。基于智能系统医疗照明产品急需被发明设计。发明内容[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，可通过Arduino模块控制LED灯照射角度以及亮度，同时还能通过Arduino模块实时监测病房内的温湿度、空气环境等。[0005]为解决上述问题，本发明提供的技术方案为:一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其中，包括LED灯、灯罩、Arduino模块、继电器以及转动机构，所述的LED灯设于灯罩内，所述的转动机构与灯罩连接驱动灯罩转动，所述的Arduino模块通过继电器与转动机构电连接，Arduino模块设于灯罩内，所述的继电器还与LED灯电连接。[0006]进一步地，所述的Arduino模块包括Arduino核心控制单元、温度传感器、湿度传感器、光敏传感器以及气体传感器，所述的温度传感器、湿度传感器、光敏传感器以及气体传感器均与Arduino核心控制单元电连接。通过温度传感器、湿度传感器、光敏传感器以及气体传感器可以实时监测病房内的环境状况，方便医护人员及时了解病房内的环境，以对病房的环境进行及时调整控制，使病人享受最舒适的环境。[0007]在本发明中，通过连接光敏传感器，该系统可以自动调节光照强度和光线色温，其LED灯可以达到2500k-6000k的色温调节，满足不同时段对光照的需求。[0008]进一步地，还包括声控模块，所述的声控模块与Arduino核心控制单元电连接，声控模块设于左套架内。医护人员和病人可以通过语音指令或者手机APP来调控LED灯的开关和照射角度，达到最舒适的光照。同时通过APP与Arduino模块的麦克风与扬声器组件实现对话，病人可以向医护人员寻求帮助，医护人员可以通过它给予病人医嘱。[0009]进一步地，所述的Arduino模块还包括Wifi模块，所述的Wifi模块与Arduino核心控制单元电连接。[0010]进一步地，还包括客户端，所述的客户端通过无线网络与Wifi模块连接。用户可通过手机下载APP，APP通过Wifi与Wifi模块连接，使用人员可直接通过APP控制照明系统，也可实时查看环境监测结果。[0011]在本发明中，利用温度传感器、湿度传感器、气体传感器、光敏传感器对室内环境进行检测，将检测结果经由Arduino核心控制单元通过wifi模块传输到客户端，还可利用声控模块识别用户命令，实现对照明系统的无线语音控制，医护人员通过使用客户端通过wifi模块与照明系统连接，实现远程控制功能，通过麦克风与扬声器与病房内人员进行互相交流对话。[0012]进一步地，所述的灯罩包括上灯罩、透明灯板;所述的LED灯设于上灯罩与透明灯板之间，透明灯板与上灯罩可拆卸连接。透明灯板与上灯罩可拆卸连接，当LED灯损坏时，便于更换LED灯。[0013]进一步地，所述的上灯罩的一端设有左套架，另一端设有右套架，所述的Arduino模块、继电器设于右套架内。[0014]进一步地，所述的转动机构包括第一步进电机、第二步进电机，所述的灯罩还包括左灯罩、右灯罩以及底座;所述的第一步进电机包括第一电机和第一转轴，所述的第二步进电机包括第二电机和第二转轴;所述的第一电机固定于右灯罩内，所述的第一转轴与右套架连接;所述的第二电机固定于左灯罩内，所述的第二转轴与左套架连接;所述的左灯罩和右灯罩均与底座固定连接。[0015]进一步地，所述的声控模块包括麦克风和扬声器，麦克风、扬声器均与Arduino核心控制单元电连接。[0016]进一步地，所述的第一转轴和第二转轴上均套设有同步轴套，同步轴套上设有弹性爪扣，所述的左套架上设有左轴孔，右套架上设有右轴孔，所述的第一转轴通过弹性爪扣与右套架上的右轴孔卡紧配合，所述的第二转轴通过弹性爪扣与左套架上的左轴孔卡紧配合。[0017]在本发明中，LED灯中间灯罩部件可以旋转360°，其转动由两个步进电机控制，步进电机安装于左右灯罩和左右套架之间。步进电机与同步轴套通过过盈配合连接，同步轴套通过弹性抓扣与左右套架进行卡紧配合，而左右套架分别嵌套在整个灯罩的左右两端，当步进电机转动时，同步轴套带动左右套架旋转，进而带动整个中间灯罩的旋转运动。左灯罩部件旋转部件与右灯罩相同。步进电机的控制指令由Arduino模块和声控板通过继电器发出。[0018]与现有技术相比，有益效果是:本发明提供的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，病房人员通过照明系统的Arduino模块与医护人员的客户端进行实时交流，医护人员可通过客户端控制病房内的照明亮度等，同时，照明系统监测的病房内的环境结构实时发送到客户端，医护人员可实时查看病房环境。附图说明[0019]图1为本发明整体结构示意图。[0020]图2为本发明剖面图。[0021]图3为本发明步进电机连接示意图。[0022]图4为本发明Arduino模块结构示意图。[0023]图5为本发明系统控制流程图。[0024]图6为本发明温度传感器与Arduino核心控制单元连接示意图。[0025]图7为本发明湿度传感器与Arduino核心控制单元连接示意图。[0026]图8为本发明气体传感器与Arduino核心控制单元连接示意图。[0027]图9为本发明Wifi模块与Arduino核心控制单元连接示意图。具体实施方式[0028]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。[0029]如图1所示，一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其中，包括LED灯1、灯罩、Arduino模块3、继电器4以及转动机构5,所述的LED灯1设于灯罩内，所述的转动机构5与灯罩连接驱动灯罩转动，所述的Arduino模块3通过继电器4与转动机构5电连接，Arduino模块3设于灯罩内，所述的继电器4还与LED灯1电连接。[0030]如图1至图3所示，所述的灯罩包括上灯罩201、透明灯板202;所述的LED灯1设于上灯罩201与透明灯板202之间，透明灯板202与上灯罩201可拆卸连接。所述的上灯罩201的一端设有左套架205,另一端设有右套架2〇6,所述的Arduino模块3、继电器4设于右套架206内。所述的转动机构5包括第一步进电机501、第二步进电机502,所述的灯罩还包括左灯罩203、右灯罩204以及底座207;所述的第一步进电机501包括第一电机5011和第一转轴5012,所述的第二步进电机502包括第二电机和第二转轴;所述的第一电机5011固定于右灯罩204内，所述的第一转轴5012与右套架206连接;所述的第二电机固定于左灯罩203内，所述的第二转轴与左套架205连接;所述的左灯罩203和右灯罩204均与底座207固定连接。所述的第一转轴5012和第二转轴上均套设有同步轴套503,同步轴套503上设有弹性爪扣，所述的左套架205上设有左轴孔，右套架206上设有右轴孔2061，所述的第一转轴5012通过弹性爪扣与右套架206上的右轴孔2061卡紧配合，所述的第二转轴通过弹性爪扣与左套架205上的左轴孔卡紧配合。[0031]在本发明中，LED灯1中间灯罩部件可以旋转360°，其转动由两个步进电机控制，步进电机安装于左右灯罩204和左右套架206之间。步进电机与同步轴套503通过过盈配合连接，同步轴套503通过弹性抓扣与左右套架206进行卡紧配合，而左右套架206分别嵌套在整个灯罩的左右两端，当步进电机转动时，同步轴套503带动左右套架206旋转，进而带动整个中间灯罩的旋转运动。左灯罩203部件旋转部件与右灯罩204相同。步进电机的控制指令由Arduino模块3和声控板通过继电器4发出。[0032]如图4所示，所述的Arduino模块3包括Arduino核心控制单元301、温度传感器3〇2、湿度传感器303、光敏传感器304以及气体传感器305,所述的温度传感器302、湿度传感器303、光敏传感器304以及气体传感器3〇5均与Arduino核心控制单元3〇1电连接，本发明提供的照明系统还包括声控模块306,所述的声控模块306与Arduino核心控制单元301电连接，声控模块306设于左套架2〇5内。其中，Arduino模块3还包括Wifi模块3〇7,所述的Wifi模块307与Arduino核心控制单元301电连接。通过温度传感器302、湿度传感器303、光敏传感器304以及气体传感器305可以实时监测病房内的环境状况，方便医护人员及时了解病房内的环境，以对病房的环境进行及时调整控制，使病人享受最舒适的环境。在本发明中，通过连接光敏传感器304,该系统可以自动调节光照强度和光线色温，其LED灯1可以达到2500k-6000k的色温调节，满足不同时段对光照的需求。另外，医护人员和病人可以通过语音指令或者手机APP来调控LED灯1的开关和照射角度，达到最舒适的光照。同时通过APP与Arduino模块3的麦克风与扬声器组件实现对话，病人可以向医护人员寻求帮助，医护人员可以通过它给予病人医嘱。[0033]具体地，还包括客户端6,所述的客户端6通过无线网络与Wifi模块307连接。用户可通过手机下载APP，APP通过Wifi与Win模块307连接，使用人员可直接通过APP控制照明系统，也可实时查看环境监测结果。[0034]另外，所述的声控模块306包括麦克风和扬声器，麦克风、扬声器均与Arduino核心控制单元301电连接。[0035]如图5所示，在本发明中，利用温度传感器302、湿度传感器303、气体传感器305、光敏传感器304对室内环境进行检测，将检测结果经由Arduino核心控制单元301通过Wifi模块307传输到客户端6，还可利用声控模块306识别用户命令，实现对照明系统的无线语音控制，医护人员通过使用客户端6通过Wifi模块307与照明系统连接，实现远程控制功能，通过麦克风与扬声器与病房内人员进行互相交流对话。[0036]如图6所示，温度检测采用现有DS18B20温度传感器302,其有独特的单线接口方式，DS18B20在与处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。测温范围一55°C〜+125°C，固有测温误差。工作电源：3.0〜5.5VDC。在使用中不需要任何外围元件。测量结果以9-12位数字量方式串行传送。[0037]在本发明中，如图7所示，湿度传感器303采用现有DHT11数字湿度传感器303，测量相对湿度的测量范围在20%RH-90%RH。该传感器采用针单排引脚安装，可直接与Arduino核心控制单元301连接。它通过不断地对周围环境进行检测，将得到的数据发送至Arduino核心控制单元301，Arduino核心控制单元301处理得到数据后，将数据通过wifi向客户端6发送数据。[0038]在一些实施例中，如图8所示，本系统采用MQ-2气体传感器305,当检测到的有害气体达到设定阈值后，Arduino控制引脚的电平，通过wifi向客户端6发送警报。[0039]在一些实施例中，本系统采用光敏传感器304检测环境亮度，光敏电阻模块对环境光线敏感，来检测周围环境的光线的亮度，模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，D0端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，D0端输出低电平;D0输出端与Arduino核心控制单元301直接相连，通过Arduino来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；从而控制LED输出功率，达到根据环境光照自动调节灯光亮度的功能。[0040]在一些实施例中，本系统采用LD3320声控模块306通过识别人语言中的关键词，声控模块3〇6会自动识别字符从而控制继电器4的工作。如：向声控模块306发出“on”，则LD3320声控模块306控制继电器4,打开灯光开关;发出“off”则关闭灯光开关。[0041]在一些实施例中，本系Wifi模块307采用ESP8266模块，ESP8266片内高度集成，包括天线开关balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个解决房案在设计时将所占PCB空间降到最低。ESP8266模块与Arduino模块3连接原理图如图9所示。[0042]本发明提供的照明系统采用ArduinoIDE开发环境进行设计，调试完成后下载到Arduino控制器中运行。系统程序运用C语言编写，结合主要函数来实现各个模块对应的功能。基于Arduino平台的智能照明控制系统运行稳定、反应精准。采用Wifi模块307、温湿度、光敏、危险气体等采集感应模块、语音输出设备等主要的功能性部件，构建了一套智能医疗灯光控制系统。该系统具有广泛的实用价值以及推广意义。[0043]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

权利要求：1.一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，包括LED灯（1、灯罩、Arduino模块3、继电器4以及转动机构5，所述的LED灯1设于灯罩内，所述的转动机构（5与灯罩连接驱动灯罩转动，所述的Arduino模块3通过继电器4与转动机构（5电连接，Arduino模块3设于灯罩内，所述的继电器4还与LED灯（1电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，所述的Arduino模块（3包括Arduino核心控制单元C301、温度传感器（302、湿度传感器303、光敏传感器（304以及气体传感器（305，所述的温度传感器（302、湿度传感器303、光敏传感器304以及气体传感器305均与Arduino核心控制单元301电连接。3.根据权利要求2所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，还包括声控模块306，所述的声控模块306与Arduino核心控制单元301电连接，声控模块306设于左套架205内。4.根据权利要求2所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，所述的Arduino模块（3还包括Win模块（3〇7，所述的Wifi模块307与Arduino核心控制单元301电连接。5.根据权利要求4所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，还包括客户端6，所述的客户端6通过无线网络与Wifi模块307连接。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，所述的灯罩包括上灯罩201、透明灯板202;所述的LED灯（1设于上灯罩201与透明灯板202之间，透明灯板202与上灯罩201可拆卸连接。7.根据权利要求6所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，所述的上灯罩201的一端设有左套架2〇5，另一端设有右套架206，所述的Arduino模块3、继电器4设于右套架206内。8.根据权利要求7所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，所述的转动机构5包括第一步进电机5〇1、第二步进电机502，所述的灯罩还包括左灯罩203、右灯罩204以及底座2〇7;所述的第一步进电机501包括第一电机5011和第一转轴（5〇12，所述的第二步进电机（5〇2包括第二电机和第二转轴；所述的第一电机5011固定于右灯罩204内，所述的第一转轴5012与右套架206连接;所述的第二电机固定于左灯罩203内，所述的第二转轴与左套架205连接;所述的左灯罩203和右灯罩204均与底座207固定连接。9.根据权利要求5所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，所述的声控模块3〇6包括麦克风和扬声器，麦克风、扬声器均与Arduino核心控制单元301电连接。10.根据权利要求8所述的一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统，其特征在于，所述的第一转轴5012和第二转轴上均套设有同步轴套503，同步轴套503上设有弹性爪扣，所述的左套架205上设有左轴孔，右套架206上设有右轴孔2061，所述的第一转轴5〇12通过弹性爪扣与右套架2〇6上的右轴孔2061卡紧配合，所述的第二转轴通过弹性爪扣与左套架205上的左轴孔卡紧配合。

百度查询： 岭南师范学院 一种基于Arduino平台的智能医疗照明系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD