CN103348771A

CN103348771A - 用于使用低功率无线通信模块控制led照明的方法和系统

Info

Publication number: CN103348771A
Application number: CN2012800050457A
Authority: CN
Inventors: 金宽渊; 李炳柱
Original assignee: AURORA DESIGN LAB
Current assignee: AURORA DESIGN LAB CO., LTD.
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-10-09
Also published as: WO2012096528A3; WO2012096528A2; KR20120081775A; KR101190063B1

Abstract

本发明涉及一种用于使用低功率无线通信模块控制LED照明的系统和方法。所述LED照明控制系统包括：多个LED照明单元；传感器单元，所述传感器单元感测所述LED照明单元的周围环境，并且基于感测结果输出用于操作所述LED照明单元中的特定LED照明单元的第一控制信号；以及照明控制单元，所述照明控制单元根据所述第一控制信号来操作所述特定LED照明单元并且输出第二控制信号，所述第二控制信号包括用于根据预设值选择性地操作至少一个其他LED照明单元的控制命令。因此，可以扩展控制区域，可以容易地构建在其中能对LED照明单元进行修改、添加或移除的新的控制网络，并且即使没有单独的、集中式管理也能控制LED照明单元。

Description

用于使用低功率无线通信模块控制LED照明的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于使用低功率无线通信模块控制LED照明的方法和系统。

背景技术

荧光灯或白炽灯迄今为止已经用作照明元件，用于对周围环境进行照明。不过，虽然荧光灯的优点在于其照明效率高并且易于提供用户所希望的颜色，但是它的缺点是在接通过程中消耗很多能量、设备成本昂贵、并且容易引起闪烁（blinking）。另外，虽然白炽灯价格低廉并且接通时间快，但是它的缺点是白炽灯使用寿命短并且照明效率低，因此可能不会大规模使用。与此类典型照明元件的缺点相比较，发光二极管（light-emitting diode；LED）照明元件具有高发光（high luminescence）以及低功率消耗、可以容易地进行管理、并且具有快的响应时间以及长的使用寿命。因此，作为下一代照明元件，LED照明元件受到关注。因此，目前主要使用LED照明元件。明确地说，此种LED照明元件正用在需要很大功率消耗的建筑物中。更明确地说，所述LED照明元件可以用在建筑物里的办公室或例如停车场等宽阔空间中，并且在LED照明元件用在宽阔空间中时，使用一种方法，在这种方法中，经由传感器来感测人或车辆的存在，并且经由传感器网络来控制LED照明元件，所述传感器网络是使用低功率无线通信模块来配置。在这种情况下，需要一种能够更准确且简单地控制并管理LED照明元件的方法。

发明内容

技术问题

一种使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统包括：多个LED照明单元；传感器单元，所述传感器单元感测LED照明单元的周围环境，并且基于感测结果输出用于操作所述LED照明单元中的特定LED照明单元的第一控制信号；以及照明控制单元，所述照明控制单元根据第一控制信号来操作所述特定LED照明单元并且输出第二控制信号，其中所述第二控制信号包括用于根据预设值选择性地操作至少一个不同LED照明单元的控制命令。因此，本发明提供一种LED照明控制系统，这种系统可以扩展控制区域，并且即使没有单独的、集中式管理也能控制LED照明单元。

本发明的技术任务不限于上述那些，并且从以下描述中，所属领域的普通技术人员将能清楚地理解到没有提到的其他技术任务。

技术解决方案

为了解决这些限制，根据本发明的一种使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统包括：多个LED照明单元；传感器单元，所述传感器单元感测LED照明单元的周围环境，并且基于感测结果输出用于操作所述LED照明单元中的特定LED照明单元的第一控制信号；以及照明控制单元，所述照明控制单元根据第一控制信号来操作所述特定LED照明单元并且输出第二控制信号，其中所述第二控制信号包括用于根据预设值选择性地操作至少一个不同LED照明单元的控制命令。

为了解决另一个技术任务，一种使用低功率无线通信模块的LED照明控制方法包括：使用传感器单元感测周围环境；基于所感测到的周围环境输出用于操作第一LED照明单元的第一控制信号；生成第二控制信号，其中所述第二控制信号包括用于根据一值选择性地操作至少一个不同LED照明单元的控制命令，该值由接收第一控制信号的第一LED照明单元预先设定；以及从所述第一LED照明单元输出所述第二控制信号。

为了解决另一个技术任务，本发明提供了一种计算机可读记录媒体，所述计算机可读记录媒体具有待由计算机执行的程序，所述程序有关于根据本发明的使用低功率无线通信模块的LED照明控制方法。

有益效果

根据本发明的用于使用低功率无线通信模块控制LED照明的系统和方法，所述LED照明控制系统包括多个LED照明单元；传感器单元，所述传感器单元感测LED照明单元的周围环境，并且基于感测结果输出用于操作所述LED照明单元中的特定LED照明单元的第一控制信号；以及照明控制单元，所述照明控制单元根据第一控制信号来操作所述特定LED照明单元并且输出第二控制信号，所述第二控制信号包括用于根据预设值选择性地操作至少一个其他LED照明单元的控制命令。因此，本发明可以提供一种LED照明控制系统，所述LED照明控制系统可以扩展控制区域、容易地构建在其中能对LED照明单元进行修改、添加或移除的新的控制网络，并且即使没有单独的、集中式管理也能控制LED照明单元。

另外，不需要使用导线将计算机连接到LED照明单元并且接着逐个设定LED照明单元的控制条件，而是可以经由无线网络容易地设定成群的LED照明单元，就像使用遥控器来操作TV一样。另外，可以使用控制命令来容易地个别控制延持时间（sustain time）、功率量，以及调光时间（dimming time）。并且可以按照用户偏好的方式来容易地控制LED照明。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统的框图。

图2是根据本发明的第一实施例的传感器单元和照明控制单元的更详细框图。

图3是根据本发明的第一实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统的网络结构图。

图4是根据本发明的第二实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统的框图。

图5是根据本发明的第二实施例的传感器单元、照明控制单元以及遥控单元的更详细框图。

图6是根据本发明的一个实施例的使用低功率无线通信模块的照明控制方法的流程图。

具体实施方式

下文将参考附图详细描述本发明的实施例。

根据本发明的第一实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统100包括LED照明单元A到G110a到110g、照明控制单元A到G120a到120g，以及传感器单元130。

LED照明单元110a到110g的数目是1或者更大，并且此些LED照明单元110a到110g可以放在大型建筑物例如办公室或百货商店里，或者放在停车场。尽管根据本发明的第一实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统100被表示为包括七个LED照明单元110a到110g（如图1所示），但本发明不限于此，而是可以根据建筑物的内部结构来确定LED照明单元的数目。另外，LED照明单元110a到110g指示在开灯、关灯、亮度等方面个别地进行控制的基本单元，包括至少一个LED照明元件，并且产生了照明。在此，LED照明单元110a到110g具有唯一的识别符用于识别它们中的每一个，并且IP地址可以用作此种识别符。

照明控制单元120a到120g的数目等于LED照明单元110a到110g的数目，并且响应于接收到的控制信号来控制对应LED照明单元110a到110g的操作。更明确地说，每个照明控制单元120a到120g都包括低功率无线通信模块，并且响应于经由所述低功率无线通信模块接收到的控制信号来控制对应LED照明单元110a到110g的开/关操作。尽管根据本发明的第一实施例，使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统100被表示为所包括的LED照明单元110a到110g与照明控制单元120a到120g是分离装置，但照明控制单元120a到120g可以被实施为包括在LED照明单元110a到110g中。因此，即便在以下描述中将LED照明单元110a到110g与照明控制单元120a到120g互换地描述，对它们的理解也不会有困难。

传感器单元130放在LED照明单元110a到110g附近并且感测LED照明单元110a到110g的周围环境。尽管根据本发明的第一实施例的使用低功率无线通信模块的照明控制系统100被表示为仅包括一个传感器单元130，但本发明不一定限于此。就是说，基于照明控制环境以及LED照明单元110a到110g的位置，传感器单元130可以是多个。由于此种传感器单元130一般用来感测是否有人存在，因此可以利用人体传感器（human body sensor）。传感器单元130在LED照明单元110a到110g附近的给定空间中实时地感测人体的存在/不存在，并且根据感测结果输出控制信号。在此，人体传感器可以包括使用红外线、温度或超声感测技术的超导体传感器（superconductor sensor）。除了人体传感器之外，光照强度（illumination intensity）或运动传感器也可以用作传感器单元130来感测光照强度或运动。例如，在根据本发明的第一实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统100安装在停车场时，可以使用光照强度传感器作为传感器单元130以便感测车辆的前灯。另外，可以将多个传感器单元放在照明控制单元中。在这种情况下，照明控制单元可以接收传感器单元感测到的值，并且输出控制信号，就像传感器单元。

因而，如果传感器单元130感测到人或光，那么传感器单元130便输出控制信号，所述控制信号指示多个LED照明单元110a到110g中的特定LED照明单元接通，这控制是通过使用低功率无线通信模块来完成的。更明确地说，配置LED照明控制系统100的一些LED照明单元可以被设定为一个群组，并且传感器单元130可以输出控制信号，所述控制信号指示对应于所述设定群组的LED照明单元接通。在这种情况下，所述设定群组可以由相同ID表示。例如，LED照明控制系统100可以设定全部LED照明单元110a到110g中的一些作为一个群组，并且如果传感器单元130感测到人或光，那么LED照明控制系统便可以输出控制信号以接通对应于所述设定群组的一些LED照明单元110a到110c。在这种情况下，所述输出控制信号包括所述设定群组的ID。

另外，传感器单元130可以输出指示多个LED照明单元110a到110g中的特定LED照明单元接通的控制信号。例如，如果传感器单元130感测到人或光，那么可以输出控制信号以只接通特定LED照明单元110a。在这种情况下，所述输出控制信号包括特定LED照明单元的IP地址。

因而，传感器单元130可以输出控制信号，以根据LED照明控制系统100的设置来接通一群LED照明单元或一个LED照明单元。

下文将参考图2来描述图1所示的LED照明控制系统100的传感器单元130和照明控制单元120a的操作。

传感器单元130包括感测模块131和第一通信模块132。感测模块131感测传感器单元130的周围环境并且将感测结果递送给第一通信模块132。第一通信模块可以使用低功率无线通信模块。更明确地说，可以使用紫蜂通信模块（Zigbee communication module）。紫蜂指示低功率无线近场通信技术。它价格低廉并且具有低功率消耗以及小的尺寸和程序，它的速度在近场中并不是那么快并且它所具有的特性最适合用在网络使用频率较低时。在2.4GHz的频带中，它的发射速率高达250Kbps。另外，通信可达的范围是大约100m到500m，并且功率消耗等于或小于500μW。

因此，传感器单元130经由感测模块131感测其周围环境，并且根据感测结果经由第一通信模块131广播控制信号。在这种情况下，所述控制信号可以包括指示设定群组的LED照明单元或一个LED照明单元接通的控制命令。在这种情况下，传感器单元130经由照明控制单元120a的低功率无线通信模块来广播所述控制信号。就是说，控制信号可以包括群组的ID或LED照明单元的地址。另外，接收控制信号的照明控制单元根据控制信号中所包括的群组ID或LED照明单元地址来接通指定的LED照明单元。

照明控制单元120a包括第二通信模块121、控制单元122以及开关123。第二通信模块121可以使用紫蜂通信模块，紫蜂通信模块是低功率无线通信模块，就像传感器单元130的第一通信模块131。第二通信模块121接收控制信号并且将接收到的控制信号递送到控制单元122。控制单元122根据从第二通信模块121接收到的控制信号来接通对应LED照明单元。更明确地说，如果从第二通信模块121递送的控制信号包括指示对应LED照明单元接通的控制命令，那么控制单元122便接通对应LED照明单元。例如，如果控制单元122从第二通信模块121接收到的控制信号包括指示LED照明单元110a接通的控制命令，那么它便接通LED照明单元110a。另一方面，如果控制单元从第二通信模块121接收到的控制信号包括指示不同的LED照明单元110c接通的控制命令，那么它便不接通LED照明单元110a。

开关123首先设定是否将所接收控制信号中的控制命令发射给另一个照明控制单元，并且如果设定为将控制命令发射给另一个照明控制单元，那么所述开关便设定LED照明单元的位置，包括控制命令的控制信号发射到所述位置。就是说，开关123首先设定是否响应于接收到的控制信号来操作另一个LED照明单元，并且如果设定为操作另一个LED照明单元，那么所述开关便设定另一个LED照明单元的位置。在这种情况下，LED照明单元的位置可以是LED照明单元所属群组的ID，或一个LED照明单元的IP地址。第二通信模块121基于在开关123上设定的值来广播控制信号。

例如，照明控制单元120a的开关123可以设定为不操作其他LED照明控制单元。在这种情况下，第二通信模块121不广播控制信号。另一方面，照明控制单元120a的开关123可以设定为操作其他LED照明控制单元，并且可以将包括照明控制单元120a的群组的ID设定为将要操作的另一个LED照明单元的位置、将不包括照明控制单元120a的另一个群组的ID设定为所述位置，或者将特定照明控制单元120c的IP地址设定为所述位置。第二通信模块121基于在开关123上设定的值来广播控制信号，并且接收所广播信号的照明控制单元响应于所接收控制信号中的控制命令来控制对应LED照明单元的操作。可以用硬件方式设定值的硬件开关（hardware switch）可以用作此种开关123，并且主要使用深开关（deep switch），深开关可以用硬件方式自由地对值进行设定和改变。另外，可以经由遥控器来控制硬件开关值，所述遥控器是基于低功率无线网络的遥控单元。就是说，可以直接设定和改变照明控制单元120a的开关123的值，并且可以经由遥控器来设定和改变开关123的值。因此，用户可以容易地设定和改变在开关123上设定的值，并且即便更换了照明控制单元120a，但在开关上的值被设定为恒定时，仍可以同样地维持整个控制系统。

大体上，在使用低功率无线通信模块来发射和接收控制信号时，可能会由于信号的递送距离或控制信号之间的冲突而发生控制错误。不过，根据本发明的第一实施例的LED照明控制系统使用照明控制单元的开关来设定另一个LED照明单元的地址并且将控制信号广播回到所设定的地址。因此，本发明可以提供扩展控制区域的效果。

如图3所示，传感器单元130广播控制信号，用于操作第一照明控制单元120a和第二照明控制单元120b。如果接收从传感器单元130广播的控制信号的第一照明控制单元120a使用它的开关来设定第一群组300为所接收控制信号中的控制命令发射到的地址，那么广播指示LED照明单元的第一群组300进行操作的控制信号。如图3所示，第一群组包括第三照明控制单元120c、第四照明控制单元120d，以及第五照明控制单元120e。

如果接收从传感器单元130广播的控制信号的第二照明控制单元120b使用它的开关来设定第六照明控制单元120f为所接收控制信号中的控制命令发射到的地址，那么可以从第二照明控制单元120b广播指示第六照明控制单元120f进行操作的控制信号。

因此，传感器单元130可以控制的区域可以进一步扩展到第三到第六照明控制单元120c到120f，以及第一照明控制单元120a和第二照明控制单元120b。因而，根据本发明的第一实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统100具有树形的网络结构。因此，即便配置LED照明控制系统100的LED照明单元被更换或者添加了新的LED照明单元，也仍然可以简单地建置控制LED照明单元的控制系统。另外，尽管本发明的实施例仅表示了一个传感器单元，但可以使用两个或更多个传感器单元来控制多个LED照明单元，并且可以广播控制信号，用于通过不同传感器单元来操作相同LED照明单元。

图4是根据本发明的第二实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统的框图。图4所示的照明控制系统400类似于图1中的照明控制系统100，并且还包括遥控单元440。

因此，不对图4中的照明控制系统进行详细描述，而是将只描述遥控单元440的操作。

下文将描述图4所示的照明控制系统400中的传感器单元430、照明控制单元420a以及遥控单元440的操作。

传感器单元430包括感测模块431和第一通信模块432，并且照明控制单元420a包括第二通信模块421和控制单元422。遥控单元440包括第三通信模块441和控制信号生成单元442。低功率无线通信模块例如紫蜂可以用作传感器单元430、照明控制单元420a以及遥控单元440中的每一者的通信模块，这些单元经由此种低功率无线通信模块来执行通信。遥控单元440的控制信号生成单元442响应于从传感器单元430接收到的第一控制信号来生成第二控制信号，用于根据预设值选择性地操作至少一个其他LED照明单元。就是说，图1中的照明控制系统100通过照明控制单元120a的开关123生成上述第二控制信号，但图4中的照明控制系统400的照明控制单元420a并不包括开关，因此根据低功率无线通信方法与照明控制单元420a进行通信的遥控单元440生成了上述第二控制信号。由遥控单元440生成的第二控制信号经由第三无线通信模块441和第二无线通信模块421被发射到照明控制单元420a，并且照明控制单元420a经由第二无线通信模块421广播所接收到的第二控制信号。

图6是根据本发明的一个实施例的使用低功率无线通信模块的LED照明控制方法的流程图。将参考图1所示的使用低功率无线通信模块的LED照明控制系统来描述图6中的使用低功率无线通信模块的LED照明控制方法。

在步骤600中，用传感器单元感测周围环境。更明确地说，人体传感器、光照强度传感器或运动传感器感测存在/不存在、光的亮度、运动等。

在步骤610中，基于所感测到的周围环境来输出第一控制信号以操作第一LED照明单元。更明确地说，传感器单元广播第一控制信号，所述第一控制信号包括了包括第一LED照明单元的群组的ID或第一LED照明单元的地址。例如，在需要操作多个LED照明单元时，传感器单元可以设定第一LED照明单元和其他LED照明单元为具有相同ID的群组，并且广播包括了所述设定群组的ID的第一控制信号。另外，在只需要操作第一LED照明单元时，传感器单元可以广播包括了第一LED照明单元的地址的第一控制信号。在此，可以基于照明控制环境来确定是操作一个LED照明单元还是一群几个LED照明单元。第一控制信号是通过使用低功率无线通信模块例如紫蜂通信模块来广播的。

在步骤620中，接收第一控制信号的第一LED照明单元生成了第二控制信号，所述第二控制信号包括操作其他LED照明单元的控制命令。更明确地说，用开关来设定其他LED照明单元的群组的ID或其他LED照明单元的地址，并且生成了第二控制信号，所述第二控制信号包括表示其他LED照明单元的设定位置的控制命令。另外，根据另一个实施例，根据低功率无线通信方法与第一LED照明单元进行通信的遥控单元可以生成第二控制信号，并且第一LED照明单元可以从遥控单元接收第二控制信号并输出第二控制信号。在这种情况下，可以从第一LED照明单元如何生成第二控制信号来理解生成第二控制信号的方法。另外，根据低功率无线通信方法与第一LED照明单元进行通信的任何装置可以用作遥控单元。

在步骤630中，第一LED照明单元输出第二控制信号。广播由第一LED照明单元生成的第二控制信号，以便其他LED照明单元可以接收第二控制信号。接收第二控制信号的其他LED照明单元根据所接收到的第二控制信号来驱动LED照明单元。

因而，由于接收第一控制信号的第一LED照明单元再次广播用于操作其他LED照明单元的第二控制信号，因此图4中的使用低功率无线通信模块的LED照明控制方法具有树形的网络结构。

本发明的实施例可以被编写成计算机程序，并且可以使用计算机可读记录媒体在执行程序的通用数字计算机上实施。

另外，本发明的实施例中所使用的数据结构可以经由若干手段来记录在计算机可读记录媒体上。

计算机可读记录媒体的实例包括磁性存储媒体（例如，ROM、软盘、硬盘等）、光学记录媒体（例如，CD-ROM或DVD），以及例如载波（例如，经由因特网进行传输）等存储媒体。

虽然已经参考本发明的优选实施例特定地示出和描述了本发明，但所属领域的技术人员应理解，可以对本发明进行形式和细节上的各种改变而不会脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围。优选实施例应只被视为描述性的，而非用于限制。因此，本发明的范围不是由本发明的详细说明所界定，而是由所附权利要求书所界定，并且属于所述范围内的所有不同都被视为包括在本发明中。

Claims

1.一种照明控制系统，包括：

多个LED照明单元；

传感器单元，所述传感器单元感测所述LED照明单元的周围环境，并且基于所述感测结果输出用于操作所述LED照明单元中的特定LED照明单元的第一控制信号；以及

照明控制单元，所述照明控制单元根据所述第一控制信号来操作所述特定LED照明单元并且输出第二控制信号，其中所述第二控制信号包括用于根据预设值选择性地操作至少一个不同LED照明单元的控制命令。

2.根据权利要求1所述的照明控制系统，其中所述传感器单元包括：

感测模块，所述感测模块感测所述LED照明单元的所述周围环境；以及

第一低功率无线通信模块，所述第一低功率无线通信模块基于所述感测结果根据低功率无线通信方法来广播所述第一控制信号。

3.根据权利要求1所述的照明控制系统，其中所述照明控制单元包括：

第二低功率无线通信模块，所述第二低功率无线通信模块根据所述低功率无线通信方法来接收所述第一控制信号；

控制单元，所述控制单元响应于所述接收到的第一控制信号来接通对应LED照明单元；以及

开关，所述开关响应于所述接收到的第一控制信号来设定所述至少一个不同LED照明单元的位置以用于操作，并且

其中所述第二低功率无线通信模块广播第二控制信号，所述第二控制信号包括表示由所述开关设定的所述LED照明单元的所述位置的控制命令。

4.根据权利要求3所述的照明控制系统，其中所述开关设定所述不同LED照明单元的IP地址或者包括所述不同LED照明单元的LED照明单元群组的ID。

5.根据权利要求1所述的照明控制系统，其中所述照明控制单元被实施为所述LED照明单元的一个装置。

6.根据权利要求1所述的照明控制系统，其中所述传感器单元被实施为所述LED照明单元的一个装置。

7.根据权利要求1所述的照明控制系统，其还包括根据所述低功率无线通信方法与所述LED照明控制单元进行通信的遥控单元，

其中所述第二控制信号由所述遥控单元生成，并且所述照明控制单元经由所述遥控单元接收所述第二控制信号并且输出所述接收到的第二控制信号。

8.一种使用低功率无线通信模块的LED照明控制方法，所述LED照明控制方法包括：

使用传感器单元来感测周围环境；

基于所述感测到的周围环境来输出用于操作第一LED照明单元的第一控制信号；

生成第二控制信号，其中所述第二控制信号包括控制命令，用于根据接收所述第一控制信号的所述第一LED照明单元预设的值来选择性地操作至少一个不同LED照明单元；以及

从所述第一LED照明单元输出所述第二控制信号。

9.根据权利要求8所述的LED照明控制方法，其中所述第二控制信号的所述生成包括基于由开关设定的所述至少一个不同LED照明单元的位置值来生成所述第二控制信号。

10.根据权利要求8所述的LED照明控制方法，其中所述第二控制信号的所述生成包括由遥控单元生成，所述遥控单元根据低功率无线通信方法与所述第一LED照明单元进行通信，并且所述第二控制信号的所述输出包括经由所述遥控单元接收所述第二控制信号并且输出所述接收到的第二控制信号。

11.根据权利要求8所述的LED照明控制方法，其中所述控制命令包括所述不同LED照明单元的IP地址或者包括所述不同LED照明单元的LED照明单元群组的ID。

12.根据权利要求8所述的LED照明控制方法，其中所述第一控制信号和所述第二控制信号的所述输出包括通过使用低功率无线通信模块来广播所述第一控制信号和所述第二控制信号。