CN101730348B - 无线网络化的照明控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种无线网络化的照明控制系统。由N个无线控制器通过自组织无线组网方式与汇聚节点和监控中心相连构成，N为大于等于2小于等于255的自然数；其中单个控制器的组成包括：中心处理器、亮度传感器、红外人体探测器、场景控制器、继电器模块、调光模块以及系统时钟。本发明通过采集光线、温度、室内人数等信息，实现对照明设备的智能控制，并通过433MHz CC1000无线射频模块和自组织组网协议将所有控制器组成一个网络，由监控中心集中管理监控。解决了楼宇灯光实时控制管理的问题，可有效地节约电能以及延长照明设备的使用寿命。

Description

无线网络化的照明控制系统
【技术领域】：本发明属于无线照明控制技术领域，特别涉及一种基于多传感器技术和自组织网络的无线网络化照明控制系统。
【背景技术】：随着现代建筑科学技术的不断发展和信息化设备的普及，现代化建筑中控制设备的智能化已经成为当今建筑发展的潮流。但是长期以来，智能照明设备在国内一直被忽视，大多数建筑物仍采用传统的照明控制方式，不仅不利于集中监控和管理，而且在电能的使用上效率很低，浪费了大量电能。
目前，市场上出现的一些小型照明控制系统能够实现对本地和远端灯具的控制、区域照明、定时开关等功能，但其控制功能单一，在很大程度上还属于人为控制，没有实现自动化和智能控制。
此外，还有一些楼宇采用楼宇自控来监控照明，采用专用的总线，如RS485总线、CAN总线、HDL-BUS、CEBUS、LonWorks等。这些系统的功能强大，能够实现对多种照明设备的智能控制，但规模庞大，价格昂贵，用途专一，有线方式布线困难，施工成本高、通用性较差。这类系统一般应用于星级酒店、智能大厦等对照明艺术和照明环境要求较高的场合。
【发明内容】：
本发明的目的是解决现有技术存在的上述不足，提供一种无线网络化的照明控制系统。
本发明提供的无线网络化的照明控制系统，由N个无线控制器通过自组织无线组网方式与汇聚节点和监控中心相连构成，N为大于等于2小于等于255的自然数；其中单个无线控制器包括：
中心处理器：用于接受亮度传感器和红外人体探测器采集到的光照强度、室内人数和位置信息，并根据这些信息来控制调光模块，实现自动调光；
亮度传感器：与中心处理器连接，用于采集光照强度信息并将该信息传送到中心处理器；
红外人体探测器：与中心处理器连接，用于采集室内人数和位置信息并将该信息传送到中心处理器；
场景控制器：与中心处理器连接，通过控制面板实现不同区域的场景切换；
调光模块：与中心处理器连接，接受中心处理器发出的控制信号，并对照明设备进行自动调光；
无线收发模块：与中心处理器连接，实现无线数据的收发。
本发明的优点和积极效果：
本发明系统通过多种传感器采集光线、温度、室内人数等信息，实现对照明设备的智能控制。该控制系统能解决楼宇灯光实时控制管理的问题。可有效地节约电能以及延长照明设备的使用寿命。并具有低成本、低功耗、安装方便以及可靠性高等特点。各无线控制器间通过自组织的方式进行组网，并通过汇聚节点与监控中心通信，从而实现对整个大楼的实时监控。
【附图说明】：
图1是无线网络化的照明控制系统整体系统框图；
图2是无线网络化的照明控制系统中的单个无线控制器原理框图；
图3是CC1100无线模块电路原理图。
【具体实施方式】：
实施例1：
如图1所示，本发明提供的无线网络化的照明控制系统，由N个(本例可以取255个)线控制器通过自组织无线(组网方式与汇聚节点和监控中心相连构成，N一般取大于等于2小于等于255的自然数。
每个无线控制器包括中心处理器、亮度传感器、红外人体探测器、场景控制器、调光模块和以CC1100无线收发模块，见图2。图2是单个控制器原理框图，亮度传感器主要由硅光电池和精密运算放大器组成，根据外界光照的强弱输出0～5V直流模拟电压，供中心控制器进行采集；红外人体探测器采用红外专用芯片BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成，能够探知所在区域的人员分布情况，并将该信号输出到中心处理器；场景控制器用来实现不同区域的场景切换和手动控制；中心处理器根据光照信息和室内人员分布信息进行自动调光。根据光照强弱对电灯亮度进行反向调节，使室内亮度保持在一固定值；当红外人体探测器探测到室内某个区域内没有人时，中心处理器控制调光模块关闭该区域内的电灯。CC1100无线模块用来实现无线数据的收发。
该系统具体使用方法：
在每个教室(或其它公共场合)安装一台无线控制器，带有亮度传感器的光电测量模块安装在室外，红外传感模块及旋转云台安装在教室天花板上，教室内电灯分组连接到调光模块上；无线模块要安装在室外走廊内，以减少无线信号穿墙带来的衰减；打开汇聚节点电源和监控中心的PC监控平台，即可在监控中心进行各项实施监控。当增加或减少节点时，自组织网络将自动适应网络的变化，并将更新后的网络拓扑图在监控平台上显示出来。
无线收发模块如图3所示，由TI公司的CC1100芯片，加上外围无源器件和天线构成；其中，第一电阻R1串联接在CC1100(U1)的RBLAS引脚和地之间，用来设置CC1100内部参考电流；第六电容C6串接在CC1100(U1)的DCOUPL引脚和地之间，用来对CC1000(U1)的数字电源去耦；晶振Y1连接在CC1100(U1)的XOSC_Q1引脚和XOSC_Q2引脚之间，第八电容C8、第九电容C9分别连接在晶振Y1两端与地之间，作为晶振Y1的负载电容；第一至第五电容C1、C2、C3、C4、C5和第一至第四电感L1、L2、L3、L4构成CC1100(U1)的输出匹配电路，并起到差分转单端的作用，第一电容C1串接在CC1100(U1)的RF_N引脚和地之间，第四电感L4串接在CC1100(U1)的RF_P引脚和地之间，第一电感L1和第三电容C3串接在CC1100(U1)的RF_N引脚和RF_P引脚之间，第二电感L2一端连接第一电感L1和第三电容C3的公共端，另一端通过第三电感L3和第二电容C2串接后连接到SMA连接器上，第四电容C4串接在第二电感L2、第三电感L3的公共端和地之间，第五电容C5串接在第三电感L3、第二电容C2的公共端和地之间。

Claims (1)

1.一种无线网络化的照明控制系统，其特征在于该网络由N个无线控制器通过自组织无线组网方式与汇聚节点和监控中心相连构成，N为大于等于2小于等于255的自然数；其中单个无线控制器包括：
中心处理器：用于接受亮度传感器和红外人体探测器采集到的光照强度、室内人数和位置信息，并根据这些信息来控制调光模块，实现自动调光；
亮度传感器：与中心处理器连接，用于采集光照强度信息并将该信息传送到中心处理器；
红外人体探测器：与中心处理器连接，用于采集室内人数和位置信息并将该信息传送到中心处理器；
场景控制器：与中心处理器连接，通过控制面板实现不同区域的场景切换；
调光模块：与中心处理器连接，接受中心处理器发出的控制信号，并对照明设备进行自动调光；
无线收发模块：与中心处理器连接，实现无线数据的收发；无线收发模块由TI公司的CC1100芯片，加上外围无源器件和天线构成；其中，第一电阻（R1）串联接在CC1100（U1）的RBLAS引脚和地之间，用来设置CC1100内部参考电流；第六电容（C6）串接在CC1100（U1）的DCOUPL引脚和地之间，用来对CC1000（U1）的数字电源去耦；晶振（Y1）连接在CC1100（U1）的XOSC_Q1引脚和XOSC_Q2引脚之间，第八电容（C8）、第九电容（C9）分别连接在晶振（Y1）两端与地之间，作为晶振（Y1）的负载电容；第一至第五电容（C1）、（C2）、（C3）、（C4）、（C5）和第一至第四电感（L1）、（L2）、（L3）、（L4）构成CC1100（U1）的输出匹配电路，并起到差分转单端的作用，第一电容（C1）串接在CC1100（U1）的RF_N引脚和地之间，第四电感（L4）串接在CC1100（U1）的RF_P引脚和地之间，第一电感（L1）和第三电容（C3）串接在CC1100（U1）的RF_N引脚和RF_P引脚之间，第二电感（L2）一端连接第一电感（L1）和第三电容（C3）的公共端，另一端通过第三电感（L3）和第二电容（C2）串接后连接到射频天线（SMA）连接器上，第四电容（C4）串接在第二电感（L2）、第三电感（L3）的公共端和地之间，第五电容（C5）串接在第三电感（L3）、第二电容（C2）的公共端和地之间。
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