CN103134019A - 主照明装置、照明装置和照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主照明装置(1)，包括照明模块(5)、用于探测环境并输出控制信号(S2)的信号采集和处理单元(3)，所述照明模块(5)接收所述控制信号(S2)以进行驱动，其特征在于：所述照明装置(1)还包括信号传输单元(4)，所述信号传输单元(4)接收并转发所述控制信号(S2)。根据本发明的主照明装置可成本低廉、无需额外的线路地作为控制装置工作，以节省系统能耗并且适合于大范围照明。此外本发明还涉及一种被该主照明装置驱动的照明装置和一种包括上述两种照明装置的照明控制系统。

Description

主照明装置、照明装置和照明控制系统

技术领域

本发明涉及一种主照明装置、一种被该主照明装置驱动的照明装置和一种包括上述两种照明装置的照明控制系统。 

背景技术

现代社会中照明装置的照明应用越来越广泛，对照明装置的照明要求控制也越来越高，例如要求灯能够自动、周期性地开关，或者要求灯能够根据不同的应用情境提供不同的照明亮度，因此，对于照明控制的要求越来越高。 

在办公场所或建筑物中经常使用自动调光的方法来控制照明系统。常用的方法是利用DALI(数字可寻址照明接口)系统来连接各个单独的照明装置，并对其工作状态进行调整。这种方法的缺点在于成本过高，这一方面体现为需要附加的电线接入DALI总线中，并且另一方面体现为还需要复杂的计算机系统、例如KNX(信息交换控制总系统)进行控制。此外，维护成本也成为了一定的问题。 

另一种方法是直接在建筑物中安装无线的PIR传感器或具有PIR传感器的照明装置。在此情况下不必消耗过多的成本用于布线和配置计算机硬件，但是也无法构成一个中央控制系统，因此不能实现对各个照明装置进行单独控制。例如在行人经过时，PIR传感器接收到信号，驱动所有的照明装置一起工作。但距离行人较远的照明装置在此情况下并不需要被驱动，由此产生了不必要的能量消耗。 

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种主照明装置，这种照明装置可以克服现有技术中存在的各个缺点，成本低廉、无需额外线路地作为控制装置工作，以节省系统能耗并且适合于大范围照明。此外本发明还提出一种被该主照明装置驱动的照明装置和一种包括上述两种照明装置的照明控制系统。 

根据本发明提出一种主照明装置，包括照明模块、用于探测环境并输出控制信号的信号采集和处理单元，照明模块接收控制信号以进行驱动，其特征在于：照明装置还包括信号传输单元，信号传输单元接收并转发控制信号。在本发明中，主照明装置不仅具有照明装置的功能，还特别有利地根据对环境的探测来控制其他的对象、例如其他的照明装置。例如在有行人经过时，主照明装置可以根据对环境的探测产生控制信号，照明模块根据控制信号点亮，同时该控制信号也通过信号传输单元被转发。 

在根据本发明的一个优选的设计中，信号采集和处理单元包括对环境进行检测并生成探测信号的传感器和处理器，该处理器将探测信号处理成控制信号。优选地，传感器为PIR传感器，处理器为PIR处理器。传感器、特别是能检测人体运动的热释电红外传感器已经广泛地应用在各个领域，其能够非常容易地在商业市场上获取，成本非常低廉。而处理器可以对传感器采集的探测信号进行处理，以便获得用于传输给后续电子元件的控制信号。 

在根据本发明的一个优选的设计中，信号传输单元包括无线接收器和发射器，无线接收器接收控制信号并且发射器将控制信号相应地转发。优选地，无线接收器为ZigBee模块，发射器为天线。无线接收器接收由信号采集和处理单元输出的控制信号并将其转发。无线接收器可以为ZigBee模块，也可以是其他适合的无线传输模块。 

在根据本发明的一个优选的设计中，主照明装置还包括管状外壳和安装在管状外壳两端的端盖，其中照明模块设置在管状外壳中并且信号传输单元和至少部分信号采集和处理单元设置在一个端盖内。优选地，信号采集和处理单元的传感器设置在端盖内。这种设计保持了传统灯管的结构，具有较高的兼容性。由于将至少部分信号采集和处理单元和用于进行无线通讯信号传输单元有利地设置在端盖中，相对现有技术而言并不占用管状外壳内部的结构空间，并且也可以有效地避免金属屏蔽信号的不良影响。因此，可以为照明模块提供更多的安装空间，从而在实现良好的无线通讯的同时不影响整个主照明装置的亮度，改善照明效果。 

在根据本发明的一个优选的设计中，端盖上开设有与传感器位置相应的开口。传感器可以经过该探测开口无障碍地获取探测信号。 

在根据本发明的一个优选的设计中，传感器安装在处理器上，发射器安装在无线接收器上，处理器和无线接收器并排地布置，并且二者串联连接在一起。从而实现信号采集和处理单元和信号传输单元之间的有效的信号传递。 

在根据本发明的另一个优选的设计中，照明模块包括光源、在一侧承载光源的电路板和驱动器，驱动器与处理器连接在一起。这种连接方式便于装配，并且可以确保驱动器与处理器之间的连接效果。 

在根据本发明的另一个优选的设计中，多个LED作为光源设置在电路板一侧上。从而通过提供LED光源实现节能照明。 

优选的，照明模块还包括散热体，该散热体设置在电路板的背离光源的一侧并且驱动器设置在散热体的背离电路板的一侧。将散热体设置在驱动器和电路板之间，不仅可以利用散热体对二者进行支撑，并且充分利用有限的结构空间，以便可以在电路板上安装足够多的LED，用于提高照明度。 

在根据本发明的一个优选的设计中，管状外壳包括可组合在一起的上壳体和下壳体，管状外壳的上壳体或下壳体设计成散热体的一部分。从而进一步改善了散热效果。 

优选的，所述端盖由塑料制成。由此可以确保对于无线通讯信号没有任何屏蔽作用，并且可以降低制造成本，并且减轻照明装置的自身重量。也可以考虑选择其他适合的轻型减少或消除屏蔽的材料来制作端盖。 

本发明还涉及一种照明装置，该照明装置从接收上面提到的主照明装置转发出的控制信号并且根据该控制信号被驱动。相应地，在这些照明装置中安装有用于接收来自主照明装置的控制信号的无线接收器。 

本发明还涉及一种照明控制系统，包括上面提到的两种照明装置，其中主照明装置相应地向多个第二照明装置发出控制信号，以相应地控制第二照明装置。 

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。 

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出： 

图1是根据本发明的主照明装置的具体实施例的内部结构示意图，其中该主照明装置设计为管形； 

图2是根据本发明的照明控制系统的示意图。 

具体实施方式

图1示出了根据本发明的的主照明装置的具体实施例的内部结构示意图，其中该主照明装置1设计为管形。具有广泛通用性的主照明装置1包括管状外壳10和安置在其两个端部上的端盖11。此外主照明装置1还包括位于同一个端盖11中的信号采集和处理单元3和信号传输单元4，以及位于管状外壳10中的照明模块5。在根据本发明的照明控制系统100中，信号采集和处理单元3包括传感器3.1和处理器3.2，信号传输单元4包括无线接收器4.1和发射器4.2，照明模块5包括光源5.1、电路板5.2、散热体5.3和驱动器5.4。传感器3.1例如是能检测人体运动的PIR传感器(热释电红外传感器)或其他类似的传感器。相应地，处理器3.2是适用于PIR的处理器。无线接收器4.1优选地例如是ZigBee模块或是其他具有类似功能的无线通信模块，发射器为相应的天线。 

用于输出探测信号S1的传感器3.1位于管状外壳10一侧的一个端盖11中，为了确保传感器3.1可以无障碍地输出探测信号S1而在该端盖11上开设有与其位置相应的探测开口12。传感器3.1固定地安置在处理器3.2获取环境信号S0并且输出探测信号S1，处理器3.2将该探测信号S1处理成控制信号S2。该处理器3.2的一端伸入管状外壳10中与照明模块5的驱动器5.4连接，由此可以将控制信号S2传输给驱动器5.4；而处理器3.2的另一端与其上固定有发射器4.2的无线接收器4.1连接，将控制信号S2转发。在此，无线接收器4.1、处理器3.2与驱动器5.4连接在一起。通过将三者直接进行连接，能够简单得进行装配，并且可以确保信号采集和处理单元3、信号传输单元4与照明模块5之间的通讯效果，尽可能地减小由于线路连接而引起的通讯中断，或者由于导线连接不合理而引起的短路。 

在优选的实施例中，选择由不屏蔽无线信号的轻型材料、例如塑料制成的端盖11和管状外壳10连接在一起。由此便于对端盖11和管状外壳10中的各个部件进行装配。电路板5.2、散热体5.3和驱动器5.4逐层重叠地布置在管状外壳10中。由于无需将信号采集和处理单元3和信号传 输单元4设置在管状外壳10中，因此整条管状外壳10内都可分布LED，不会形成暗区。 

散热体5.3设计为管状外壳10的一部分，即下壳体部分。为了避免金属材料制成的散热体5.3对无线信号产生屏蔽，因此将信号采集和处理单元3和一侧与其连接的信号传输单元4全部安置在端盖11中，当然使得主照明装置1设计得更为紧凑，可以将处理器3.2地安置在端盖11中。处理器3.2的另一侧和管状外壳10中的驱动器5.4连接。散热体5.3的长条形安装面在纵向方向上贯穿整个管状外壳10的中央，驱动器5.4固定在安装面朝向散热体5.3的一侧，而具有作为光源5.1的多个LED的电路板5.2固定在安装面的另一侧上。 

图2示出了根据本发明的照明控制系统的示意图。在根据本发明的照明控制系统100中，实心圆点表示的是主照明装置1，空心圆点表示的是第二照明装置2。多个第二照明装置2围绕一个主照明装置1在一定距离范围内排布，以便可以有效地接收来自主照明装置1的控制信号S2，并且照亮预定的照明区域。在照明控制系统100中通过主照明装置1可以实现对相应的多个第二照明装置2的自动控制，同时主照明装置1自身也具有自动照明的功能。例如，仅仅在检测到人体运动时，主照明装置1中的信号采集和处理单元3获取关于人员进入预定的照明区域的环境信号S0，以节省系统能耗的方式在实现自身点亮的同时向周围分散布置的多个第二照明装置2转发控制信号S2，以便使整个照明控制系统100进入照明状态，为人员提供所需的照明。根据本发明的照明控制系统100的成本低廉、无需额外的线路并且适合于大范围照明。 

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

参考标号表 

1主照明装置 

2第二照明装置 

3信号采集和处理单元 

3.1传感器 

3.2处理器 

4信号传输单元 

4.1无线接收器 

4.2发射器 

5照明模块 

5.1光源/LED 

5.2电路板 

5.3散热体 

5.4驱动器 

10管状外壳 

11端盖 

12探测开口 

100照明控制系统 

S0环境信号 

S1探测信号 

S2控制信号 。

Claims (14)

1.一种主照明装置(1)，包括照明模块(5)、用于探测环境并输出控制信号(S2)的信号采集和处理单元(3)，所述照明模块(5)接收所述控制信号(S2)并且根据所述控制信号(S2)进行驱动，其特征在于：所述照明装置(1)还包括信号传输单元(4)，所述信号传输单元(4)接收并转发所述控制信号(S2)。

2.根据权利要求1所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述信号采集和处理单元(3)包括对环境进行检测并生成探测信号(S1)的传感器(3.1)和处理器(3.2)，所述处理器(3.2)将所述探测信号(S1)处理成所述控制信号(S2)。

3.根据权利要求2所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述传感器(3.1)为PIR传感器，所述处理器(3.2)为单片机。

4.根据权利要求1所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述信号传输单元(4)包括无线接收器(4.1)和发射器(4.2)，所述接收器(4.1)接收所述控制信号(S1)并且所述发射器(4.2)将所述控制信号(S1)转发。

5.根据权利要求4所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述无线接收器(4.1)为ZigBee模块，所述发射器(4.2)为天线。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述主照明装置(1)还包括管状外壳(10)和安装在所述管状外壳(10)两端的端盖(11)，其中所述照明模块(5)设置在所述管状外壳(10)中并且所述信号传输单元(4)和至少部分所述信号采集和处理单元(3)设置在一个所述端盖(11)内。

7.根据权利要求6所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述传感器(3.1)设置在所述端盖(11)内。

8.根据权利要求7所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述端盖(11)上开设有与所述传感器(3.1)位置相应的开口(12)。

9.根据权利要求8所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述照明模块(5)包括光源(5.1)、在一侧承载所述光源(5.1)的电路板(5.2)和驱动器(5.4)，所述驱动器(5.4)与所述处理器(3.2)连接在一起。

10.根据权利要求9所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述照明模块(5)还包括散热体(5.3)，所述散热体(5.3)设置在所述电路板(5.2)的背离所述光源(5.1)的一侧并且所述驱动器(5.4)设置在所述散热体(5.3)的背离所述电路板(5.2)的一侧。

11.根据权利要求10所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述管状外壳(10)包括可组合在一起的上壳体和下壳体，所述管状外壳(10)的上壳体或下壳体设计成所述散热体(5.3)的一部分。

12.根据权利要求11所述的主照明装置(1)，其特征在于，所述端盖(11)由塑料制成。

13.一种照明装置(2)，用于接收根据权利要求1-12中任一项所述的主照明装置(1)转发出的控制信号(S2)并且根据所述控制信号(S2)进行驱动。

14.一种照明控制系统(100)，包括一个根据权利要求1-12中任一项所述的主照明装置(1)和多个第二照明装置(2)，其中所述主照明装置(1)相应地向所述多个第二照明装置(2)发出控制信号(S2)，以控制相应的所述第二照明装置(2)。

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