CN102869166A - 城市led照明智能控制系统 - Google Patents

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尹纪庭
袁佳
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Abstract

本发明公开了一种城市LED照明智能控制系统,服务器端接入通信网络系统,为用户提供简单易操作的界面,使用户方便灵活的对灯光进行控制。网桥即通信转换器用来接收和传输用户控制指令,具有连接和协议转换的功能,扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离。智能控制终端与网桥和LED灯具相连接,接收用户灯光控制指令,并作出相应动作。此系统响应及时,控制灵活方便,能够在线实现照明方案的调整,即跑马灯、跳亮和渐亮渐暗等艺术效果的任意组合和参数设置,且可监测LED灯具的工作电流和电压。本发明适用于城市大型建筑和广场的景观照明控制和管理,特别适用于灯具数量多,控制要求高的场所,具有节能,功能灵活和易于控制的特点。

Description

城市LED照明智能控制系统
技术领域
本发明属于照明控制领域,涉及一种城市LED照明智能控制系统,适用于城市大型建筑和广场的景观照明控制和管理,特别适用于灯具数量多,控制要求高的场所,具有节能,功能灵活和易于控制的特点。
背景技术
LED照明是一种新型的、高效的现代照明技术,具有寿命长,体积小,结构紧凑,启动速度快,绿色环保等优点,近些年来,LED 作为绿色高效的新一代照明光源应用越来越广,LED已在指示灯、交通信号灯、景观装饰灯、显示屏、汽车尾灯、手机背光源等领域得到了成熟广泛的应用,随着材料科学与半导体技术的进步,LED各方面性能(光输出量、功率和散热性能等)迅速提高,并且成本价格也在逐年降低。与传统的照明产品相比,例如白炽灯、荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等,LED灯极大地节约了电能,而且LED灯具有便于智能控制、色彩丰富的特点,这些都使得它在照明领域有广阔的市场前景。
LED灯光控制系统是城市照明系统的关键部分,控制系统的主要作用是智能的实现灯光的亮度调节。首先,控制系统应该具有智能性,能够将灯光效果图通过对灯光的控制表现出来;其次,能控制灯光的亮度实现不同的视觉效果,即调光。目前,照明面临的挑战:1.照明区域扩大,灯具数量相应增加,将照明灯具有效的控制,组成自动化的集中控制系统显得尤为重要;2.效果图变复杂,人们对景观的设计,融合了更多的艺术性,这需要复杂的灯光效果来表达,这样要求控制系统更加智能,能够灵活的实现各种效果。
灯光控制系统通信方式主要有专线、电话拨号、电缆、GSM短消息、GPRS等,每种通信方式都各有优点和局限性,其中RS485总线性能优异、结构简单、组网容易,在数据通信、计算机网络和控制系统中得到越来越多的应用,RS485总线允许多个发送器连接到同一条总线上,增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线的共模范围;Ethernet是当前应用最广泛的局域网,通信稳定、速度快,通过与PC计算机连接可实现联网控制。本发明结合RS485和Ethernet两种通信方式的优点及实际需求,设计了一种LED照明智能控制系统。将RS485和Ethernet结合使用,系统组网和远程控制更加方便灵活。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市LED照明智能控制系统,结合通信技术使照明自动化、智能化。解决了控制功能单一、控制方案和参数不可更改的局限性,在满足对多灯具集中控制、复杂灯光效果和灵活控制的同时,还具有节能的效果。
为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:城市LED照明智能控制系统包括服务器端经通信网络系统连接网桥、网桥(通信转换器)经智能控制终端连接LED灯具。其特征在于:所述服务器端接入通信网络系统,为用户提供简单易操作的界面,使用户方便灵活的对灯光进行控制;所述网桥即通信转换器用来接收和传输用户控制指令,具有连接和协议转换的功能,扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离;所述智能控制终端与网桥和LED灯具相连接,接收用户灯光控制指令,并作出相应动作。
所述的服务器端为用户提供简单易操作的界面,用户通过此界面向智能控制终端发出灯光设置指令(参数设置:最大最小亮度、渐变时间、采集频率等)和控制指令(可以是实时控制命令,也可以是定时执行的命令组合),可以集中设置和控制所有智能终端,也可通过编号分别设置和控制每个智能终端,达到需要的多灯具组合效果,并能监测灯具工作状态,如以具体数值或曲线形式显示灯具工作电流电压值等。
所述的通信网络系统包括GPRS/GSM无线网络,Internet广域网和局域网。
所述的网桥(通信转换器)负责服务器和智能控制终端之间的数据透传,支持GPRS/GSM、TCP/IP和串口通信协议,每个网桥都分配一个IP地址,通过此地址与服务器建立连接和通信关系,包括GPRS/GSM模块、Ethernet模块和485通讯模块,GPRS/GSM模块通过无线收发接口发送和接收数据;Ethernet模块通过RJ-45接口和网线连接网络路由器接入互联网,接收灯光设置和控制指令,发送监测到的灯具工作状态信息;485通讯模块通过RS485接口和特性阻抗为120Ω的双绞屏蔽电缆连接智能控制终端,发送灯光设置和控制指令,接收监测到的灯具工作状态信息。
所述的智能控制终端与灯具连接,包括EEPROM存储单元,该存储单元用于存储各种灯光效果数据,这些灯光效果可以更新、删除、任意组合和定时切换。每个智能控制终端都有唯一的ID编号,随时接收网桥发出的灯光设置和控制指令,若是集中控制指令或是与编号相符的指令,就去响应并作出相应动作,否则就过滤掉。智能控制终端按时响应预先设定好的命令组合,当有实时控制命令到来时,及时响应。
本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步:调光智能化、节能、环保;控制灵活方便,能够在线实现照明方案的调整,即跑马灯、跳亮和渐亮渐暗等艺术效果的任意组合和参数设置,不需要重新布线和更改控制程序,只需要通过服务器端控制界面进行更改;可监测灯具的工作状态,即采集LED灯具的工作电流和电压,实用性强。
附图说明
图1是本发明的城市LED照明智能控制系统结构示意图;
图2是本发明城市LED照明智能控制系统中网桥结构示意图;
图3是本发明城市LED照明智能控制系统中智能终端与电源和灯具连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一:
参见图1:本城市LED景观灯智能控制系统包括服务器端(1)经通信网络系统(2)连接网桥(3),网桥(通信转换器)(3)经智能控制终端(4)连接LED灯具(5)。所述服务器端(1)接入通信网络系统(2),为用户提供简单易操作的界面,使用户方便灵活的对灯光进行控制;所述网桥(3)即通信转换器用来接收和传输用户控制指令,具有连接和协议转换的功能,扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离;所述智能控制终端(4)与网桥和LED灯具相连接,接收用户灯光控制指令,并作出相应动作。
实施例二:本实施例与实施例一基本相同,特别之处是:
所述的服务器端(1)为用户提供简单易操作的界面,用户通过此界面向智能控制终端发出灯光设置指令—参数设置:最大最小亮度、渐变时间、采集频率以及控制指令—实时控制命令或者定时执行的命令组合,集中设置和控制所有智能终端,或者通过编号分别设置和控制每个智能终端,达到需要的多灯具组合效果,并能监测灯具工作状态,以具体数值或曲线形式显示灯具工作电流电压值。
所述的通信网络系统(2)为GPRS/GSM无线网络、Internet广域网或局域网。
实施例三:本实施例与实施例一基本相同,特别之处如下:
参见图2,所述的网桥(3)为通信转换器,其结构是:一个微处理器(6)经电源接口(8)、AC-DC(7)连接电源,经Ethernet接口(9)连接网线,经GPRS/GSM接口(10)连接无线收发天线(11),经RS485接口(13)连接485总线,还连接一个RS232接口(12);该通信转换器负责服务器和智能控制终端之间的数据透传,支持GPRS/GSM、TCP/IP和串口通信协议,每个网桥都分配一个IP地址,通过此地址与服务器建立连接和通信关系,无线收发接口发送和接收数据;通过RJ-45接口和网线连接网络路由器接入互联网,接收灯光设置和控制指令,发送监测到的灯具工作状态信息;通过RS485接口和特性阻抗为120Ω的双绞屏蔽电缆连接智能控制终端,发送灯光设置和控制指令,接收监测到的灯具工作状态信息。
实施例四:本实施例与实施例一基本相同,特别之处如下:
参见图3,所述的智能控制终端(4)的结构是:一个微控制器(14)经电源接口(15)和AC-DC(16)连接电源,经485通讯接口(17)连接485总线,经灯具接口(18)连接LED灯具(5),还连接一个EEPROM存储器(19); EEPROM存储单元用于存储各种灯光效果数据,这些灯光效果可以更新、删除、任意组合和定时切换;每个智能控制终端(4)都有唯一的ID编号,随时接收网桥(3)发出的灯光设置和控制指令,若是集中控制指令或是与编号相符的指令,就去响应并作出相应动作,否则就过滤掉;智能控制终端(4)按时响应预先设定好的命令组合,当有实时控制命令到来时,及时响应。
实施例五:本实施例与实施例一基本相同,特别之处如下:
所述服务器端提供用户操作界面,负责通信网络管理、实时控制、控制切换、数据采集、历史数据存储和查询。通信网络可以是GPRS/GSM无线网络,Internet广域网或局域网。通信转换器接收PC传来的照明方案和控制参数,通过总线输出至智能终端节点,一个通信转换器最多控制256个终端节点,本实施例中通信转换器采用STM32F107VCT6为主控制芯片,扩展GPRS/GSM、Ethernet和RS485通信接口,通过GPRS/GSM接口接入无线通信网络,实现远程无线控制;通过Ethernet接口连接网络路由器,通过相关设置,接入Internet广域网或局域网,实现远程有线控制;通过RS485接口连接智能终端节点,实现与终端节点的数据传输。智能控制终端包括电源接口、485通讯接口、灯具接口、微控制器和EEPROM存储器,其与电源和LED灯具的连接示意图如图2所示,485通讯接口负责接收数据,采用MAX485芯片,微控制器采用新唐M0516LAN芯片用于分析处理接收的数据,EEPROM存储器采用AT24C02芯片,按照I2C协议将掉电时需要保存的控制命令和参数保存到AT24C02芯片中。
PC服务器通过通信网络、通信转换器和智能控制终端与LED景观灯组成网络,按照双方约定的通信协议进行双向通讯。每个智能控制终端设置一个1字节唯一ID编码,PC服务器可以通过此编码对每个终端进行控制,通信数据帧统一格式为:帧起始:1字节;帧长度:1字节;控制模式:2字节;调光码或参数设置值:2字节;地址码:2字节(回路号和ID编码各1字节);校验码:1字节;帧尾:1字节。

Claims (5)

1.一种城市LED照明智能控制系统包括服务器端(1)经通信网络系统(2)连接网桥(通信转换器)(3),网桥(3)经智能控制终端(4)连接LED灯具(5);其特征在于所述服务器端(1)接入通信网络系统(2),为用户提供简单易操作的界面,使用户方便灵活的对灯光进行控制;所述网桥(3)即通信转换器用来接收和传输用户控制指令,具有连接和协议转换的功能,扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离;所述智能控制终端(4)与网桥和LED灯具相连接,接收用户灯光控制指令,并作出相应动作。
2.根据权利要求1所述的城市LED照明智能控制系统,其特征在于:所述的服务器端(1)为用户提供简单易操作的界面,用户通过此界面向智能控制终端发出灯光设置指令—参数设置:最大最小亮度、渐变时间、采集频率以及控制指令—实时控制命令或者定时执行的命令组合,集中设置和控制所有智能终端,或者通过编号分别设置和控制每个智能终端,达到需要的多灯具组合效果,并能监测灯具工作状态,以具体数值或曲线形式显示灯具工作电流电压值。
3.根据权利要求1所述的城市LED照明智能控制系统,其特征在于:所述的通信网络系统(2)为GPRS/GSM无线网络、Internet广域网或局域网。
4.根据权利要求1所述的城市LED照明智能控制系统,其特征在于:所述的网桥(3)为通信转换器,其结构是:一个微处理器(6)经电源接口(8)、AC-DC(7)连接电源,经Ethernet接口(9)连接网线,经GPRS/GSM接口(10)连接无线收发天线(11),经RS485接口(13)连接485总线,还连接一个RS232接口(12);该通信转换器负责服务器和智能控制终端之间的数据透传,支持GPRS/GSM、TCP/IP和串口通信协议,每个网桥都分配一个IP地址,通过此地址与服务器建立连接和通信关系,无线收发接口发送和接收数据;通过RJ-45接口和网线连接网络路由器接入互联网,接收灯光设置和控制指令,发送监测到的灯具工作状态信息;通过RS485接口和特性阻抗为120Ω的双绞屏蔽电缆连接智能控制终端,发送灯光设置和控制指令,接收监测到的灯具工作状态信息。
5.根据权利要求1所述的城市LED照明智能控制系统,其特征在于:所述的智能控制终端(4)的结构是:一个微控制器(14)经电源接口(15)和AC-DC(16)连接电源,经485通讯接口(17)连接485总线,经灯具接口(18)连接LED灯具(5),还连接一个EEPROM存储器(19); EEPROM存储单元用于存储各种灯光效果数据,这些灯光效果可以更新、删除、任意组合和定时切换;每个智能控制终端(4)都有唯一的ID编号,随时接收网桥(3)发出的灯光设置和控制指令,若是集中控制指令或是与编号相符的指令,就去响应并作出相应动作,否则就过滤掉;智能控制终端(4)按时响应预先设定好的命令组合,当有实时控制命令到来时,及时响应。
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