CN103347341A

CN103347341A - 一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统

Info

Publication number: CN103347341A
Application number: CN2013102929395A
Authority: CN
Inventors: 姚志图
Original assignee: HUIZHOU WEIZHI ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: HUIZHOU WEIZHI ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: CN103347341B

Abstract

本发明涉及一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统。传统捕鱼用金卤灯功效低，现有的LED捕鱼灯控制系统古老，控制方式单一，无法实现多级调光。本发明由遥控器、设置在LED灯具上的接收装置和操作系统构成，遥控器按键输入指令，通过无线收发模块、发送接收天线发送信号数据，接收装置采用双MCU模式，接收装置上的接收机微处理器负责接收数据并处理存储数据，恒流及调光模块负责处理数据及输出调光PWM信号驱动绝缘栅型场效应管恒定LED电流，稳压二极管起过压保护作用，分压取样电阻稳定输出电压，续流二极管保护电路中的其它原件的安全，本发明的操作系统包括遥控器操作系统和接收装置操作系统，无线智能控制操作，控制方式灵活、便捷、效率高。

Description

一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统

技术领域

本发明涉及电子照明控制技术领域，具体涉及一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统。

背景技术

在海洋渔业行业，目前用于捕鱼所用的灯具大多为金卤灯，金卤灯是在高压汞灯的基础上添加某些金属卤化物成份而研制发展起来的第三代气体放电灯，它具有高光效(约90-110Lm/w)、高强度(单灯功率一般已做到2KW-5KW)、长寿命(10000小时)以及优良的显色性(Ra≈65)。但是，金卤灯存在着以下的缺点：

Figure 2013102929395100002DEST_PATH_IMAGE002

不能连续作业；颜色不可调；灯内汞化物有毒，一旦灯泡破裂，对海水会产生很大的污染；

Figure 2013102929395100002DEST_PATH_IMAGE008

玻璃壳易碎；

Figure 2013102929395100002DEST_PATH_IMAGE010

灯泡工作温度高，生产存在一定的安全隐患。

LED光源以其节能、高效、长寿命、环保等优点成为第四代光源，LED光源为冷光源，而且是直流驱动，所以可以轻易的对其发光强度进行控制，比如可以通过改变其驱动电流大小来改变其发光亮度；也可以以固定的电流驱动LED光源，采用PWM（脉宽调制）的方式改变LED发光的强度。

现有少数渔船上使用了LED节能灯，但它们的控制系统比较古老，一般是通过将LED灯的电源线集中拉至配电箱，在配电箱里给每盏灯按上一个开关，手动关闸相应的开关来控制相应的灯亮灭。这种控制方式简单明了，渔民只需闸上开关就可以让相应的灯亮起来，或闸下相应的开关让相应的灯熄灭。但是由于捕鱼船上需要的灯众多，线材需要量很大，其布线工作困难，需要将每盏灯的电源线拉至控制柜里，而且LED模组的电压必须控制在安全电压范围内，电源线的电流较大，这样电源线上的线阻电功率损耗很大，因而降低了LED节能灯的效率，另外，渔民操作起来不安全也增加了劳动强度，并且这种控制方式单一，每盏灯只能仅局限于在亮与灭两种状态下切换，无法做到多级调光。

发明内容

本发明目的在于针对上述技术不足，提供一种新型的大功率捕鱼灯控制系统，采用并联控制方式的DMX512协议、无线智能控制操作，控制方式灵活、便捷、效率高、可实现捕鱼灯的统一控制以及有效的提高捕鱼的数量和种类。

本发明由遥控器、接收装置和操作系统构成，遥控器由壳体、AVR单片机、液晶显示屏、输入按键、无线收发模块A、发送接收天线A构成；接收装置设置在LED灯具上，其由发送接收天线B、无线收发模块B、接收机微处理器、恒流及调光模块、稳压二极管、分压取样电阻A、分压取样电阻B、储能续流电感、续流二极管、绝缘栅型场效应管、取样反馈电阻构成。

所述的遥控器输入方式为按键输入，输入按键包含四个按键，分别为：功能、加、减、确认。包含的功能具有：灯的地址设定、灯的地址读取、灯好坏检测、手动调节灯的亮暗、灯场景设定、运行场景的选择。

所述的接收装置上2.4G无线收发模块B将接收到的无线信号解调出来传递到无线数据传输处理模块，无线数据传输处理模块再将无线收发模块B传来的数据处理成亮度数据通过串口数据传输模块B传递给串口数据传输模块A, 串口数据传输模块A接收到的亮度数据以及ADC所采样来的输入电压值给出相应的PWM信号及恒流电路。

所述的每个灯具终端上设有接收恒流及调光模块，恒流及调光模块具有MCU，恒流及调光模块根据接收机微处理器接收机MCU串来的亮度数据以及电源的采样电路的采样值进行一定的补偿算法，给LED驱动管输出相应的PWM信号及恒流电路实现调光。

所述的恒流及调光模块其调光方式为取样反馈电阻直接决定了LED的最大电流，而绝缘栅型场效应管驱动是由恒流及调光模块输出的PWM信号及恒流电路驱动；恒流电路及时监测电源的变化通过特定方式恒定LED上的电流；LED上的电流的特定方式为恒流及调光模块根据由稳压二极管、分压取样电阻A、分压取样电阻B和ADC组成的输入级采样电路所采样来的输入电压值和接收机微处理器所传来的亮度数据通过补偿算法给出相应的PWM信号及恒流电路驱动绝缘栅型场效应管，从而达到LED上的光强恒定的效果。

所述的接收装置采用双MCU模式，接收机微处理器负责接收数据并处理存储数据，恒流及调光模块负责处理数据及输出调光PWM信号及恒流电路驱动绝缘栅型场效应管最终恒定LED上的电流，稳压二极管起过压保护作用，当电路过压时，二极管首先击穿短路，分压取样电阻稳定输出电压，续流二极管保护电路中的其它原件的安全。

实现数据传输的无线信号采用的频段为2.4GHZ附近，避免对低频段无线信号造成相当大的干扰。

本发明的操作系统包括遥控器操作系统和接收装置操作系统。

遥控器的操作系统是：遥控器初始化，然后进行按键扫描，再进入功能菜单选择，菜单选择界面包括：灯地址设计、灯地址读取、灯好坏检测、手动调节灯亮暗、场景设计、运行场景设计，选择后保存并发送地址数据，确认后生效相应的操作。

遥控器的工作原理是：在遥控器上输入按键输入操作命令，液晶显示屏显示操作数据，AVR单片机处理好数据传递给无线收发模块A，由无线收发模块A将数据通过发送接收天线A以2.4GHZ频率无线信号发送出去。

接收装置的操作系统是：由开始进入初始化，然后接收数据并处理数据，当确认执行相应的指令时，进入下一层灯地址设计、灯地址读取、灯亮暗数据的选择操作，进行生效、执行、保存数据，并向反射机反馈地址，最后结束操作。

接收装置的工作原理是：LED灯具上的发送接收天线B、无线收发模块B将遥控器上发送的信号接收并送至接收机微处理器进行数据的接收处理，接收机微处理器将接收来的信号变成PWM占空比并通过串口通信发送给恒流及调光模块，恒流调及光模块根据接收机微处理器发来的数据和取样反馈电阻输出PWM信号及恒流电路驱动绝缘栅型场效应管，在绝缘栅型场效应管开启期间储能续流电感起到储能作用，在绝缘栅型场效应管关断期间储能续流电感起到续电流作用。

本捕鱼灯遥控系统的优点在于：每个灯都具备无线收发功能，所以不用布控制信号线，而只需给每个灯拉电源线就可以；控制方式灵活，控制种类繁多，每个灯可以单独实现亮灭，再次还可以把每个灯做成三色灯，这样可以将每个灯组合出100万种以上的颜色，可以针对不同的鱼选择其喜欢的颜色，这样可以诱到不同种类的鱼；无线遥控是一个手持终端，渔民可以在船上的任意位置对灯进行操控。

附图说明

图1是本发明系统整体结构示意图；

图2是本发明遥控器操作系统方框示意图；

图3是本发明接收装置操作系统方框示意图。

图中1是AVR单片机，2是液晶显示屏，3是输入按键，4是无线收发模块A ，5是发送接收天线A，6是无线收发模块B，7是发送接收天线B，8是接收机微处理器，9是恒流及调光模块，10是ADC，11是串口数据传输模块A，12是无线数据传输处理模块，13是串口数据传输模块B，14是PWM信号及恒流电路，15是稳压二极管，16是分压取样电阻A，17是分压取样电阻B，18是电源，19是LED，20是储能续流电感，21是续流二极管，22是绝缘栅型场效应管，23是取样反馈电阻。

具体实施方式

下面结合附图以最佳实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明由遥控器、接收装置和操作系统构成，遥控器由壳体、AVR单片机（1）、液晶显示屏（2）、输入按键（3）、无线收发模块A（4）、发送接收天线A（5）构成；接收装置设置在LED灯具上，其由发送接收天线B（7）、无线收发模块B（6）、接收机微处理器（8）、恒流及调光模块（9）、稳压二极管（15）、分压取样电阻A(16)、分压取样电阻B（17）、储能续流电感（20）、续流二极管（21）、绝缘栅型场效应管（22）、取样反馈电阻（23）构成。

所述的遥控器输入方式为按键输入，输入按键（3）包含四个按键，分别为：功能、加、减、确认。包含的功能具有：灯的地址设定、灯的地址读取、灯好坏检测、手动调节灯的亮暗、灯场景设定、运行场景的选择。

所述的接收装置上2.4G无线收发模块B（6）将接收到的无线信号解调出来传递到无线数据传输处理模块（12），无线数据传输处理模块（12）再将无线收发模块B（6）传来的数据处理成亮度数据通过串口数据传输模块B(13)传递给串口数据传输模块A(11), 串口数据传输模块A(11)接收到的亮度数据以及ADC（10）所采样来的输入电压值给出相应的PWM信号及恒流电路（14）。

所述的每个灯具终端上设有接收恒流及调光模块（9），恒流及调光模块（9）具有MCU，恒流及调光模块（9）根据接收机微处理器（8）接收机MCU串来的亮度数据以及电源(18)的采样电路的采样值进行一定的补偿算法，给LED（19）驱动管输出相应的PWM信号及恒流电路(14)实现调光。

所述的恒流及调光模块（9）其调光方式为取样反馈电阻（23）直接决定了LED（19）的最大电流，而绝缘栅型场效应管（22）驱动是由恒流及调光模块（9）输出的PWM信号及恒流电路（14）驱动；恒流电路及时监测电源(18)的变化通过特定方式恒定LED（19）上的电流；LED（19）上的电流的特定方式为恒流及调光模块（9）根据由稳压二极管（15）、分压取样电阻A（16）、分压取样电阻B（17）和ADC（10）组成的输入级采样电路所采样来的输入电压值和接收机微处理器（8）所传来的亮度数据通过补偿算法给出相应的PWM信号及恒流电路（14）驱动绝缘栅型场效应管（22），从而达到LED（19）上的光强恒定的效果。

所述的接收装置采用双MCU模式，接收机微处理器（8）负责接收数据并处理存储数据，恒流及调光模块（9）负责处理数据及输出调光PWM信号及恒流电路（14）驱动绝缘栅型场效应管（22）最终恒定LED（19）上的电流，稳压二极管（15）起过压保护作用，当电路过压时，二极管首先击穿短路，分压取样电阻（16）稳定输出电压，续流二极管（21）保护电路中的其它原件的安全。

遥控器的工作原理是：在遥控器上输入按键输入操作命令，液晶显示屏（2）显示操作数据，AVR单片机（1）处理好数据传递给无线收发模块A（4），由无线收发模块A（4）将数据通过发送接收天线A（5）以2.4GHZ频率无线信号发送出去。

接收装置的工作原理是：LED灯具上的发送接收天线B（7）、无线收发模块B（6）将遥控器上发送的信号接收并送至接收机微处理器（8）进行数据的接收处理，接收机微处理器（8）将接收来的信号变成PWM占空比并通过串口通信发送给恒流及调光模块（9），恒流调及光模块（9）根据接收机微处理器（8）发来的数据和取样反馈电阻（23）输出PWM信号及恒流电路(14)驱动绝缘栅型场效应管（22），在绝缘栅型场效应管（22）开启期间储能续流电感（20）起到储能作用，在绝缘栅型场效应管（22）关断期间储能续流电感（20）起到续电流作用。

Claims

1.一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于它由遥控器、接收装置和操作系统构成，遥控器由壳体、AVR单片机（1）、液晶显示屏（2）、输入按键（3）、无线收发模块A（4）、发送接收天线A（5）构成；接收装置设置在LED灯具上，其由发送接收天线B（7）、无线收发模块B（6）、接收机微处理器（8）、恒流及调光模块（9）、稳压二极管（15）、分压取样电阻A(16)、分压取样电阻B（17）、储能续流电感（20）、续流二极管（21）、绝缘栅型场效应管（22）、取样反馈电阻（23）构成；操作系统包括遥控器操作系统和接收装置操作系统，遥控器的操作系统是：遥控器初始化，然后进行按键扫描，再进入功能菜单选择，菜单选择界面包括：灯地址设计、灯地址读取、灯好坏检测、手动调节灯亮暗、场景设计、运行场景设计，选择后保存并发送地址数据，确认后生效相应的操作；接收装置操作系统是：由开始进入初始化，然后接收数据并处理数据，当确认执行相应的指令时，进入下一层灯地址设计、灯地址读取、灯亮暗数据的选择操作，进行生效、执行、保存数据，并向反射机反馈地址，最后结束操作。

2.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的遥控器输入方式为按键输入，输入按键（3）包含四个按键，分别为：功能、加、减、确认。

3.包含的功能具有：灯的地址设定、灯的地址读取、灯好坏检测、手动调节灯的亮暗、灯场景设定、运行场景的选择。

4.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的接收装置采用双MCU模式，2.4G无线收发模块B（6）将接收到的无线信号解调出来传递到无线数据传输处理模块（12），无线数据传输处理模块（12）再将无线收发模块B（6）传来的数据处理成亮度数据通过串口数据传输模块B(13)传递给串口数据传输模块A(11), 串口数据传输模块A(11)接收到的亮度数据以及ADC（10）所采样来的输入电压值给出相应的PWM信号及恒流电路（14），接收机微处理器（8）负责接收数据并处理存储数据，恒流及调光模块（9）负责处理数据及输出调光PWM信号及恒流电路（14），稳压二极管（15）起过压保护作用，当电路过压时，二极管首先击穿短路，分压取样电阻（16）稳定输出电压，续流二极管（21）保护电路中的其它原件的安全。

5.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的每个灯具终端上设有接收恒流及调光模块（9），恒流及调光模块（9）具有MCU，恒流及调光模块（9）根据接收机微处理器（8）接收机MCU串来的亮度数据以及电源(18)的采样电路的采样值进行一定的补偿算法，输出相应的PWM信号及恒流电路(14)驱动绝缘栅型场效应管（22）恒定LED（19）电流实现调光。

6.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的恒流及调光模块（9）其调光方式为取样反馈电阻（23）直接决定了LED（19）的最大电流。

7.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的LED（19）上的电流的恒方式为恒流及调光模块（9）根据由稳压二极管（15）、分压取样电阻A（16）、分压取样电阻B（17）和ADC（10）组成的输入级采样电路所采样来的输入电压值和接收机微处理器（8）所传来的亮度数据通过补偿算法给出相应的PWM信号及恒流电路（14）驱动绝缘栅型场效应管（22），从而达到LED（19）上的光强恒定的效果。

8.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的实现数据传输的无线信号采用的频段为2.4GHZ附近。

9.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的遥控器的工作原理是：在遥控器上输入按键输入操作命令，液晶显示屏（2）显示操作数据，AVR单片机（1）处理好数据传递给无线收发模块A（4），由无线收发模块A（4）将数据通过发送接收天线A（5）以2.4GHZ频率无线信号发送出去。

10.根据权利要求1所述的一种新型大功率捕鱼灯无线控制系统，其特征在于所述的接收装置的工作原理是：LED灯具上的发送接收天线B（7）、无线收发模块B（6）将遥控器上发送的信号接收并送至接收机微处理器（8）进行数据的接收处理，接收机微处理器（8）将接收来的信号变成PWM占空比并通过串口通信发送给恒流及调光模块（9），恒流调及光模块（9）根据接收机微处理器（8）发来的数据和取样反馈电阻（23）输出PWM信号及恒流电路(14)驱动绝缘栅型场效应管（22），在绝缘栅型场效应管（22）开启期间储能续流电感（20）起到储能作用，在绝缘栅型场效应管（22）关断期间储能续流电感（20）起到续电流作用。