專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種家居照明系統(tǒng)，尤其涉及ー種家居LED智能照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)照明的需求也越來(lái)越高，從最初提供亮度的基本功能到現(xiàn)在多方面的需求除了提供適宜的環(huán)境亮度以外，還要營(yíng)造優(yōu)雅舒適的氛圍，用戶(hù)方要求控制方式靈活方便，能夠?qū)崿F(xiàn)按需配置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低運(yùn)行費(fèi)用、有益身體健康；施工方要求安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便；設(shè)計(jì)方要求系統(tǒng)提供滿(mǎn)足用戶(hù)多樣性要求的 各種技術(shù)手段。需求的變化導(dǎo)致控制方式的改進(jìn)從傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)演變成為現(xiàn)在綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)的智能照明系統(tǒng)。隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展，LED照明器具在人們的日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。與傳統(tǒng)日光燈相比，low LED日光燈要比傳統(tǒng)40W日光燈還要亮，16W LED日光燈要比傳統(tǒng)64W日光燈還要亮，LED日光燈采用最新的LED光源技術(shù)，節(jié)電高達(dá)70%以上，幾乎免維護(hù)，無(wú)需經(jīng)常更換燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器，光線(xiàn)柔和，光譜純，有利于使用者的視カ保護(hù)及身體健康，是國(guó)家綠色節(jié)能照明工程重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品之一，是目前取代傳統(tǒng)日光燈的最理想產(chǎn)品。為了滿(mǎn)足上述需求，實(shí)現(xiàn)智能照明，有人發(fā)明了一種基于ZigBee與ARM技術(shù)的智能家居LED照明系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)朇N200920252039. 7)，該照明系統(tǒng)由ZigBee網(wǎng)關(guān)、至少ー個(gè)ZigBee路由器、多個(gè)終端設(shè)備組成，其中終端設(shè)備包括ZigBee終端節(jié)點(diǎn)、調(diào)光模塊和LED燈具。ZigBee網(wǎng)關(guān)采用ARM處理器芯片，路由器與終端設(shè)備采用8051芯片。該照明系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)照明開(kāi)關(guān)只有単一的開(kāi)關(guān)功能的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程照明控制、照明時(shí)間控制及照明色彩控制，能夠滿(mǎn)足人們對(duì)家居生活照明質(zhì)量的基本要求，節(jié)約了能源，實(shí)現(xiàn)了家庭生活信息化。但是，此照明系統(tǒng)不能根據(jù)自然光的照度實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)光，不能實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮，人走燈滅的人性化配置，同時(shí)在家庭這個(gè)環(huán)境中，墻多以及家用電器多這些特征會(huì)影響無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)馁|(zhì)量，如果架設(shè)專(zhuān)用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)又増加了成本。低壓電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)是唯一不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線(xiàn)，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的有線(xiàn)通信方式。但是，利用低壓電カ線(xiàn)作為傳輸媒介具有噪聲大，安全性低，存在信號(hào)衰減，拓?fù)涮匦暂^為復(fù)雜等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供ー種信號(hào)傳輸穩(wěn)定，節(jié)能降耗的智能照明系統(tǒng)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案ー種基于電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在干其包括主控制器、多個(gè)從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個(gè)從控制器之間通過(guò)電カ線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個(gè)從控制器控制ー組LED燈組，其中[0009]所述主控制器用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示LED燈組的動(dòng)態(tài)信息、與從控制器之間的數(shù)據(jù)通信、按照預(yù)先設(shè)定好的照明策略自動(dòng)控制LED燈組的開(kāi)關(guān)及亮度、通過(guò)觸摸方式手動(dòng)輸入控制命令控制LED燈組的開(kāi)關(guān)及亮度、事件任務(wù)調(diào)度、讀取數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)視事件及報(bào)警應(yīng)答功能；從控制器用于實(shí)現(xiàn)自然光的照度采集、人體紅外采集、LED燈組動(dòng)態(tài)信息采集、直接控制LED燈的亮度及亮滅、與主控制器之間的數(shù)據(jù)通信。所述主控制器可以與控制中心相連接。其進(jìn)ー步特征在于所述主控制器包括MCU、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器電路、觸摸顯示電路、電カ線(xiàn)通信接ロ電路、聲光報(bào)警電路、外部設(shè)備接ロ電路；其中所述MCU采用基于ARMv7架構(gòu)的CorteX-M3內(nèi)核的處理器芯片，主要負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)各模塊實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)置的功能；所述電源電路用于產(chǎn)生工作電壓為主控制器供電；所述時(shí)鐘電路主要負(fù)責(zé)為主控制器提供系統(tǒng)參考時(shí)鐘；所述存儲(chǔ)器電路用于存儲(chǔ)每組LED燈的工作參數(shù)和重要 歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，它采用非易失性存儲(chǔ)器件，不受掉電影響，能夠保證主控制器在重新上電后恢復(fù)正常工作狀態(tài)；所述觸摸顯示電路主要負(fù)責(zé)顯示LED燈組的動(dòng)態(tài)信息,通過(guò)觸摸方式手動(dòng)輸入控制命令；所述電カ線(xiàn)通信接ロ電路主要負(fù)責(zé)發(fā)送主控制器的控制信息給從控制器、接收從控制器發(fā)給主控制器的數(shù)據(jù)信息；所述聲光報(bào)警電路主要負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警；所述外部設(shè)備接ロ電路主要負(fù)責(zé)方便以后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，能夠通過(guò)此模塊將控制中心與主控制器連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、群組管理等功能。所述從控制器包括MCU、時(shí)鐘電路、電カ線(xiàn)通信接ロ電路、紅外檢測(cè)電路、光照檢測(cè)電路、數(shù)據(jù)采集電路；其中所述MCU采用單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)通過(guò)PWM方式控制LED燈組的開(kāi)、關(guān)及亮度；所述紅外檢測(cè)電路采用熱釋電紅外線(xiàn)傳感器，用于檢測(cè)有無(wú)人員走動(dòng)；所述光照檢測(cè)電路主要負(fù)責(zé)檢測(cè)自然光的光照度；所述數(shù)據(jù)采集電路主要負(fù)責(zé)采集LED燈組的動(dòng)態(tài)ィ目息。優(yōu)選的所述主控制器與從控制器之間主要是通過(guò)電カ線(xiàn)采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明的積極效果是(I)本發(fā)明對(duì)LED燈組進(jìn)行智能化管理，通過(guò)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的自然光的光照度、人員走動(dòng)情況合理設(shè)置該區(qū)域內(nèi)的燈具的開(kāi)、關(guān)及亮度，同時(shí)能夠通過(guò)觸摸屏手動(dòng)輸入控制命令控制每個(gè)區(qū)域內(nèi)的燈具的開(kāi)、關(guān)及亮度，在保證照明質(zhì)量的前提下具有明顯的節(jié)能效果;(2)本發(fā)明采用電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)，利用原有的照明線(xiàn)路，無(wú)需布線(xiàn)，通信可靠，節(jié)約了布線(xiàn)成本、解決了通信質(zhì)量和安全問(wèn)題；(3)本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，具有自動(dòng)報(bào)警功能；(4)本發(fā)明通過(guò)電カ線(xiàn)采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，解決了信息在傳輸過(guò)程中的可靠性，穩(wěn)定性以及安全性，能夠明顯提高了通信質(zhì)量，解決了以電カ線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)所存在的缺陷。

圖I為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)圖；[0021]圖3為本發(fā)明通信協(xié)議層次結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示ー種基于電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其包括主控制器、多個(gè)從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個(gè)從控制器之間通過(guò)電カ線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個(gè)從控制器控制ー組LED燈組。擴(kuò)展功能部分包括控制中心，控制中心與主控制器連接，控制中心與主控制器之間通過(guò)專(zhuān)用總線(xiàn)、以太網(wǎng)或者無(wú)線(xiàn)通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，這部分主要是為了考慮以后可能需要擴(kuò)展控制中心模塊實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于大型樓宇中的智能照明系統(tǒng)的群組監(jiān)控功能。主控制器與從控制器之間采用電カ線(xiàn)載波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如圖2所示本發(fā)明的主控制器包括MCU、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器電路、觸摸顯示電路、電カ線(xiàn)通信接ロ電路、聲光報(bào)警電路、外部設(shè)備接ロ電路(如GPRS接ロ、 Internet 接ロ、USB 接ロ、RS232 串行接ロ)。MCU :采用基于32位ARMv7架構(gòu)的Cortex_M3內(nèi)核的處理器芯片，主要負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)各模塊實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)置的功能；電源電路采用三相隔離供電方式進(jìn)行供電，不論用戶(hù)接交流電任意一相、兩相、或三相，該電源電路均可產(chǎn)生工作電壓；電源電路可輸出DC3. 3V、DC5V、DC12V直流電，以便為主控制器提供供電電壓；時(shí)鐘電路主要負(fù)責(zé)為主控制器提供系統(tǒng)參考時(shí)鐘；存儲(chǔ)器電路用于存儲(chǔ)每組LED燈的工作參數(shù)和重要?dú)v史運(yùn)行數(shù)據(jù)，它采用非易失性存儲(chǔ)器件，不受掉電影響，能夠保證主控制器在重新上電后恢復(fù)正常工作狀態(tài)；觸摸顯示電路主要負(fù)責(zé)顯示LED燈組的動(dòng)態(tài)信息(亮度、電壓、電流、功率)，通過(guò)觸摸方式手動(dòng)輸入控制命令；電カ線(xiàn)通信接ロ電路主要負(fù)責(zé)發(fā)送主控制器的控制信息給從控制器、接收從控制器發(fā)給主控制器的數(shù)據(jù)信息；聲光報(bào)警電路主要負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警；外部設(shè)備接ロ電路主要負(fù)責(zé)方便以后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，能夠通過(guò)此模塊將控制中心與主控制器連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、群組管理等功能。本發(fā)明的各個(gè)從控制器結(jié)構(gòu)相同，包括MCU、時(shí)鐘電路、電カ線(xiàn)通信接ロ電路、紅外檢測(cè)電路、光照檢測(cè)電路、數(shù)據(jù)采集電路。MCU :采用單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)通過(guò)PWM方式控制LED燈組的開(kāi)、關(guān)及亮度；紅外檢測(cè)電路采用熱釋電紅外線(xiàn)傳感器，主要負(fù)責(zé)檢測(cè)有無(wú)人員走動(dòng)；光照檢測(cè)電路主要負(fù)責(zé)檢測(cè)自然光的光照度；數(shù)據(jù)采集電路主要負(fù)責(zé)采集LED燈組的動(dòng)態(tài)信息。如圖3所示，本發(fā)明的主控制器與從控制器之間通過(guò)電カ線(xiàn)采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明中參照OSI模型并考慮到本發(fā)明需要實(shí)現(xiàn)的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，故將協(xié)議分為三個(gè)層次物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。物理層位于通信協(xié)議的最底層。本發(fā)明通信協(xié)議的物理層為主控制器與從控制器之間的信號(hào)傳輸提供傳輸媒介與互連設(shè)備。本發(fā)明通信協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。本發(fā)明通信協(xié)議的應(yīng)用層提供地址控制和重傳控制功能。[0039]本發(fā)明包括主控制器、從控制器和LED燈組。從控制器通過(guò)紅外檢測(cè)電路和光照檢測(cè)電路檢測(cè)自然光的光照度及人員走動(dòng)情況，通過(guò)數(shù)據(jù)采集電路采集與該從控制器相對(duì)應(yīng)的LED燈組的動(dòng)態(tài)信息，并將檢測(cè)和采集到的數(shù)據(jù)信息通過(guò)電カ線(xiàn)通信接ロ電路發(fā)送給主控制器；同時(shí)接收來(lái)自主控制器的控制信息直接控制該從控制器相對(duì)應(yīng)的LED燈組的亮、滅及亮度。主控制器通過(guò)聲光報(bào)警電路可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)中的某個(gè)模塊發(fā)生異常時(shí)進(jìn)行可聽(tīng)可見(jiàn)的報(bào)警，提醒使用者及時(shí)維護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)維護(hù)方便這ー效果。主控制器通過(guò)電カ線(xiàn)通信接ロ電路接收來(lái)自從控制器的數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息，再通過(guò)電カ線(xiàn)通信接ロ電路將控制信息發(fā)送給從控制器，并將接收到的LED燈組動(dòng)態(tài)信息通過(guò)觸摸顯示電路實(shí)時(shí)顯示出來(lái)；同時(shí)用戶(hù)可通過(guò)觸摸顯示電路手動(dòng)調(diào)節(jié)LED燈組的亮、滅及亮度。 本發(fā)明的主控制器與從控制器之間通過(guò)電カ線(xiàn)采用Lonworks通信協(xié)議傳輸控制信息，根據(jù)本發(fā)明所需實(shí)現(xiàn)的功能，將協(xié)議分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。通過(guò)本發(fā)明采用的通信協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)主控制器與從控制器之間通過(guò)電カ線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)功能，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重發(fā)功能?？朔穗姤€(xiàn)作為傳輸媒介過(guò)程中的缺陷。
權(quán)利要求1.ー種基于電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于其包括主控制器、多個(gè)從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個(gè)從控制器之間通過(guò)電カ線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個(gè)從控制器控制ー組LED燈組，其中 所述主控制器用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示LED燈組的動(dòng)態(tài)信息、與從控制器之間的數(shù)據(jù)通信、按照預(yù)先設(shè)定好的照明策略自動(dòng)控制LED燈組的開(kāi)關(guān)及亮度、通過(guò)觸摸方式手動(dòng)輸入控制命令控制LED燈組的開(kāi)關(guān)及亮度、事件任務(wù)調(diào)度、讀取數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)視事件及報(bào)警應(yīng)答功倉(cāng)泛; 所述從控制器用于實(shí)現(xiàn)自然光的照度采集、人體紅外采集、LED燈組動(dòng)態(tài)信息采集、直接控制LED燈的亮度及亮滅、與主控制器之間的數(shù)據(jù)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述主控制器與控制中心相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種基于電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在干所述主控制器包括MCU、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器電路、觸摸顯示電路、電カ線(xiàn)通信接ロ電路、聲光報(bào)警電路、外部設(shè)備接ロ電路；其中 所述MCU采用基于ARMv7架構(gòu)的Cortex-M3內(nèi)核的處理器芯片，主要負(fù)責(zé)控 制和協(xié)調(diào)各模塊實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)置的功能； 所述電源電路用于產(chǎn)生工作電壓為主控制器供電； 所述時(shí)鐘電路主要負(fù)責(zé)為主控制器提供系統(tǒng)參考時(shí)鐘； 所述存儲(chǔ)器電路用于存儲(chǔ)每組LED燈的工作參數(shù)和重要?dú)v史運(yùn)行數(shù)據(jù)，它采用非易失性存儲(chǔ)器件，不受掉電影響，能夠保證主控制器在重新上電后恢復(fù)正常工作狀態(tài)； 所述觸摸顯示電路主要負(fù)責(zé)顯示LED燈組的動(dòng)態(tài)信息，通過(guò)觸摸方式手動(dòng)輸入控制命令； 所述電カ線(xiàn)通信接ロ電路主要負(fù)責(zé)發(fā)送主控制器的控制信息給從控制器、接收從控制器發(fā)給主控制器的數(shù)據(jù)信息； 所述聲光報(bào)警電路主要負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警； 所述外部設(shè)備接ロ電路主要負(fù)責(zé)方便以后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，能夠通過(guò)此模塊將控制中心與主控制器連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、群組管理等功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述從控制器包括MCU、時(shí)鐘電路、電カ線(xiàn)通信接ロ電路、紅外檢測(cè)電路、光照檢測(cè)電路、數(shù)據(jù)采集電路；其中 所述MCU采用單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)通過(guò)PWM方式控制LED燈組的開(kāi)、關(guān)及亮度； 所述紅外檢測(cè)電路采用熱釋電紅外線(xiàn)傳感器，用于檢測(cè)有無(wú)人員走動(dòng)； 所述光照檢測(cè)電路主要負(fù)責(zé)檢測(cè)自然光的光照度； 所述數(shù)據(jù)采集電路主要負(fù)責(zé)采集LED燈組的動(dòng)態(tài)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于電カ線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述主控制器與從控制器之間是通過(guò)電カ線(xiàn)采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公布了一種基于電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于其包括主控制器、多個(gè)從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個(gè)從控制器之間通過(guò)電力線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個(gè)從控制器控制一組LED燈組。本實(shí)用新型對(duì)LED燈組進(jìn)行智能化管理，通過(guò)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的自然光的光照度、人員走動(dòng)情況合理設(shè)置該區(qū)域內(nèi)的燈具的開(kāi)、關(guān)及亮度，同時(shí)能夠通過(guò)觸摸屏手動(dòng)輸入控制命令控制每個(gè)區(qū)域內(nèi)的燈具的開(kāi)、關(guān)及亮度，在保證照明質(zhì)量的前提下具有明顯的節(jié)能效果；同時(shí)采用電力線(xiàn)載波通信技術(shù)，利用原有的照明線(xiàn)路，無(wú)需布線(xiàn)，通信可靠，節(jié)約了布線(xiàn)成本，解決了通信質(zhì)量和安全問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04B3/54GK202396037SQ201120488530
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者俞健康, 倪偉, 婁秀麗, 展山山, 張繼璠, 李冰, 李瑋, 郭彥鋒 申請(qǐng)人:無(wú)錫芯響電子科技有限公司