CN103987181A - 智能手机平板超声波智能照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能照明系统，该系统包括，智能灯具和控制终端，其中：所述智能灯具包括超声波接收单元、处理单元、控制单元和发光单元；所述超声波接收单元用于接收所述控制终端发送的超声波信号，并将其转换为电信号；所述处理单元用于对所述超声波单元输出的信号进行处理，以获取所述控制终端发送的控制指令，并输出与该控制指令相对应的控制信号；所述控制单元根据所述控制信号对所述发光单元进行控制以改变所述发光单元的状态；所述控制终端包括控制指令生成单元和超声波发送单元；所述控制指令生成单元用于生成控制指令；所述超声波发送单元用于将所述控制指令转化为超声波信号，并向外发送。

Description

智能手机平板超声波智能照明系统
 
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及智能手机平板超声波智能照明系统。
 
背景技术
目前，随着生活水平的提高和电子科学技术的发展，人们对家庭设备的要求趋向于智能化和简易化，比如智能照明，人们期望可以简单方便地控制照明灯具的开关以及亮度，比如可在一定范围内以无线方式控制照明灯具的开关以及亮度，而不必靠近灯具控制开关即可完成。为此，市场出现各种以无线方式控制的灯具，比如通过手持遥控器来控制的LED灯或灯具，其又可分为无线电方式或红外线方式。又或者通过智能手机或平板来控制的LED灯或灯具，通过手机或平板上内置的Wifi或蓝牙（blue tooth）来发送控制信号进行控制，即也是通过无线电波来控制LED灯或灯具。
然而，在使用这两种无线方式控制的灯具时人们发现存在一些问题，比如使用遥控器进行控制时，不仅会增加成本，而且人们想随时控制灯具需要遥控器不离手，很不方便。又比如，通过手机或平板上内置的Wifi或蓝牙（blue tooth）来发送控制信号进行控制时，使用之前需要配对设置，对于普通消费者来说专业技能较强，且操作复杂，不够简易。此外，由于蓝牙传输距离较短，因而限制了人们的控制范围。
 
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了智能手机平板超声波智能照明系统，该系统包括，智能灯具和控制终端，其中：
所述智能灯具包括超声波接收单元、处理单元、控制单元和发光单元；
所述超声波接收单元用于接收所述控制终端发送的超声波信号，并将其转换为电信号；
所述处理单元用于对所述超声波单元输出的信号进行处理，以获取所述控制终端发送的控制指令，并输出与该控制指令相对应的控制信号；
所述控制单元根据所述控制信号对所述发光单元进行控制以改变所述发光单元的状态；
所述控制终端包括控制指令生成单元和超声波发送单元；
所述控制指令生成单元用于生成控制指令；
所述超声波发送单元用于将所述控制指令转化为超声波信号，并向外发送。
根据本发明的一个方面，该系统中，所述超声波接收单元为麦克风。
根据本发明的另一个方面，该系统中，所述处理单元包括音频放大模块、模数转换模块和信号处理模块；所述音频放大模块用于对所述超声波接收单元输出的电信号进行放大；所述模数转换模块用于将所述音频放大模块输出的电信号转换为数字信号；所述信号处理模块用于根据所述模数转换模块输出的数字信号获取控制指令，并输出相应的控制信号。
根据本发明的另一个方面，该系统中，所述模数转换模块和信号处理模块集成在单片机上。
根据本发明的另一个方面，该系统中，所述控制单元包括PWM脉宽调制器和开关电路，所述PWM脉宽调制器和开关电路根据所述处理单元输出的控制信号对所述发光单元进行控制。
根据本发明的另一个方面，该系统中，所述发光单元为LED发光单元。
根据本发明的另一个方面，该系统中，所述控制终端是智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备。
根据本发明的另一个方面，该系统中，所述智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备的扬声器用作所述超声波发送单元。。
根据本发明的另一个方面，该系统中，所述制指令生成单元是安装在所述智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备的上控制程序。
一方面，本发明所提供的智能照明系统无需单独配置控制终端，通过在人们日常生活经常使用的智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备安装控制程序即可使这些设备作为控制终端，因此降低了成本，并且方便使用；另一方面，本发明所提供的智能照明系统通过超声波来传输控制指令，进而控制灯具的开关以及亮度，因而借助控制终端即可直接进行控制，无需进行诸如配对、联网等操作，降低了操作程序以及难度，提高了使用者的易用性。
 
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本发明的智能照明系统的一种具体实施方式的结构示意图；
图2是图1所示的智能照明系统中智能灯具的处理单元的详细结构示意图；
图3是图1所示的智能照明系统中智能灯具的控制单元的详细结构示意图；
图4是根据本发明的智能照明系统的一种优选具体实施方式的结构示意图；
图5是可用于实现图1或图4中联网终端设备的智能终端的结构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
 
具体实施方式
为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明提供了智能手机平板超声波智能照明系统，请参考图1，图1是根据本发明的智能照明系统的一种具体实施方式的结构示意图，该系统包括智能灯具100和控制终端200，其中：
所述智能灯具100包括超声波接收单元110、处理单元120、控制单元130和发光单元140；
所述超声波接收单元110，用于接收所述控制终端200发送的超声波信号，并将其转换为电信号；
所述处理单元120用于对所述超声波单元110输出的信号进行处理，以获取所述控制终端200发送的控制指令，并输出与该控制指令相对应的控制信号；
所述控制单元130根据所述控制信号对所述发光单元140进行控制以改变所述发光单元140的状态；
所述控制终端200包括控制指令生成单元210和超声波发送单元220；
所述控制指令生成单元210用于生成控制指令；
所述超声波发送单元200用于将所述控制指令转化为超声波信号，并向外发送。
具体地，本发明提供的智能灯具控制系统的原理是利用超声波进行控制指令的传输，具体地，控制终端根据需要生成控制指令，并将该控制指令转换为超声波信号，智能灯具通过超声波接收单元接收该超声波信号，并对该信号进行处理以获取控制指令，进而根据控制指令控制发光单元的工作状态，比如，打开、关闭或亮度控制。
所述超声波接收单元110用于接收控制终端200发送的超声波数据，并将所接收的超声波数据转换为电信号，因此该超声波接收单元110可以使用能满足上述功能的麦克风，比如咪头麦克风或普通驻集咪头。
所述处理单元120用于对所述超声波单元110输出的信号进行处理，以获取所述控制终端200发送的控制指令，并输出与该控制指令相对应的控制信号。
图2是图1所示的智能照明系统中智能灯具的处理单元的详细结构示意图，请参考图2，进一步具体地，所述处理单元120包括音频放大模块121、模数转换模块122和信号处理模块123，其中述音频放大模块121用于对所述超声波接收单元110输出的电信号进行放大；所述模数转换模块122用于将所述音频放大模块121输出的电信号转换为数字信号；所述信号处理模块123用于根据所述模数转换模块122输出的数字信号获取控制指令，并输出相应的控制信号。音频放模数转换模块122可以使用现有技术中合适的数模转换芯片来实现。信号处理模块123可以使用现有技术中合适的微控制器MCU来实现。
可以理解的是，也可采用合适的单片机，其上集成有相应的模数转换模块122和信号处理模块123来实现上述功能，其同样包含在本发明的范围之中。
所述控制单元130根据所述控制信号对所述发光单元140进行控制以改变所述发光单元的状态。
图3是图1所示的智能照明系统中智能灯具的控制单元的详细结构示意图，请参考图3，进一步具体地所述控制单元130包括PWM脉宽调制器131和开关电路132，所述PWM脉宽调制器131和开关电路132根据所述处理单元120输出的控制信号对所述发光单元140进行控制，即，所述PWM脉宽调制器131和开关电路132在所述信号处理模块123输出的控制信号作用下控制所述发光单元140的状态。所述PWM脉宽调制器131和开关电路132可以使用现有技术中合适的PWM电路和场效应管开关控制电路来实现。
可以理解的是，也可采用合适的单片机，其上集成有相应的模数转换模块122、信号处理模块123和PWM脉宽调制器131来实现各自上述功能，其同样包含在本发明的范围之中。
所述发光单元140优选采用LED发光单元，其具有良好的节能效果，并且可采用PWM脉宽调制器开进行开、关和亮度变化的控制。
所述控制终端200包括控制指令生成单元210和超声波发送单元220，所述控制指令生成单元210用于根据需要生成控制指令；所述超声波发送单元220用于将所述控制指令转化为超声波信号，并向外发送，智能灯具100接收到该超声波信号后，便可根据该超声波信号携带的控制指令控制发光单元的状态，比如打开、关闭、或进行亮度调节。
典型地，控制终端设备200包括但不限于安装了Symbian、Windows Mobile、iOS、Android、Maemo、WebOS、Palm OS或Blackberry OS等终端操作系统的智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备。在另一些实施例中，该控制终端200可以是安装了智能操作系统的可穿戴设备。
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，任何具有适当编程装置的计算机系统都将能够执行包含在程序产品各个步骤，以实现控制终端200的各个模块的功能，例如运行在移动终端上的应用程序实现控制终端200的各个模块的功能。尽管本说明书中描述的关于控制终端200具体实施方式都侧重于软件程序，但是作为固件和硬件实现本发明提供的方法的替代实施例同样在本发明要求保护的范围之内。
优选地，基于便利性和成本考虑，该控制终端200选用常见的智能手机，比如iPhone或安卓手机。请参考图4，图4是根据本发明的智能照明系统的一种优选具体实施方式的结构示意图，本具体实施方式中出现的各个术语可参考前文中相关部分的描述，在此不再赘述。重点说明本具体实施方式中控制终端200的使用。该控制终端200是具有显示屏201和扬声器202的智能手机，通过扬声器202可以向智能灯具100发送超声波数据。具体地，通过在所述智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备的上安装控制程序或相应的APP，使该控制程序或APP可以实现所述制指令生成单元210的功能，即运行该控制程序或APP时，使用者可通过该控制程序或APP的人机交互界面发出控制指令，比如开灯、关灯、调亮、调暗等控制指令，该控制程序或APP接收到使用者输入的控制指令后，利用相应的程序以及智能手机的各内部模块生成相应的指令信号，并将该指令信号传输至扬声器202，扬声器202将该指令信号转换为超声波数据向外发送，以对智能灯具100进行控制。
请参考图5，图5是可用于实现图1或图4中控制终端200的智能终端的结构示意图。图5示意性地示出了所述智能终端的常见结构，参考图5对常见的智能终端的内部组件、软件和协议结构进行说明。
该智能终端具有处理器510，其负责移动终端的整体操作，并且可以利用任何商业可得中央处理单元、数字信号处理器或任何其他电子可编程逻辑器件实现。处理器510 具有关联的存储器520，该存储器520包括但不限于RAM 存储器、ROM 存储器、EEPROM 存储器、闪存或其组合。存储器520 由处理器500 控制用于各种目的，其中之一在于为智能终端中各种软件存储程序指令和数据。
该智能终端的软件层面包括实时操作系统540、用于人机界面560的驱动器、应用处理机550和各种应用。所述应用例如是文本编辑器551、手写识别应用552 和各种其他多媒体应用553，典型地该其他多媒体应用包括诸如语音呼叫应用、视频呼叫应用、发送和接收短消息服务(SMS)消息应用、多媒体消息服务(MMS)应用或电子邮件应用、web 浏览器、即时消息收发应用、电话簿应用、日历应用、控制面板应用、照相机应用、一个或多个视频游戏、记事本应用等。应当注意，上述应用的两个或更多可以作为同一应用执行。
所述智能终端还包括一个或多个硬件控制器，用于与人机界面560的驱动器一起与显示设备561，物理按键562、麦克风563和各种其他I/O 设备（诸如扬声器、振动器、响铃发生器、LED 指示器等）协作，以实现所述智能终端的人机交互。本领域技术人员应当理解用户可以通过这样形成的人机界面560来操作移动终端。
该智能终端的软件层面还可以包括各种模块、协议栈、驱动器等与通信相关的逻辑，归纳为如图3中示出的通信接口570，用于为无线射频接口571以及可选地为蓝牙接口572和/或红外接口573 提供通信服务（例如传输、网络和连通性），以实现所述智能终端的网络连通性。无线射频接口571包括内部或外部天线以及用于建立和维护通往基站的无线链路的适当无线电电路。如本领域技术人员公知的，所述无线电电路包括一系列模拟和数字电子组件，其一起形成无线电接收机和发射机。这些组件例如包括带通滤波器、放大器、混频器、本地振荡器、低通滤波器、AD/DA 转换器等。
移动通信终端还可以包括读卡装置530，该读卡装置530通常包括处理器以及数据存储器等，用于读出SIM卡的信息并以此为根据协作无线射频接口517接入运营商所提供的网络。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
一方面，本发明所提供的智能照明系统无需单独配置控制终端，通过在人们日常生活经常使用的智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备安装控制程序即可使这些设备作为控制终端，因此降低了成本，并且方便使用；另一方面，本发明所提供的智能照明系统通过超声波来传输控制指令，进而控制灯具的开关以及亮度，因而借助控制终端即可直接进行控制，无需进行诸如配对、联网等操作，降低了操作程序以及难度，提高了使用者的易用性。
以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种智能照明系统，该系统包括智能灯具和控制终端，其中：
所述智能灯具包括超声波接收单元、处理单元、控制单元和发光单元；
所述超声波接收单元用于接收所述控制终端发送的超声波信号，并将其转换为电信号；
所述处理单元用于对所述超声波单元输出的信号进行处理，以获取所述控制终端发送的控制指令，并输出与该控制指令相对应的控制信号；
所述控制单元根据所述控制信号对所述发光单元进行控制以改变所述发光单元的状态；
所述控制终端包括控制指令生成单元和超声波发送单元；
所述控制指令生成单元用于生成控制指令；
所述超声波发送单元用于将所述控制指令转化为超声波信号，并向外发送。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述超声波接收单元为麦克风。
3.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述处理单元包括音频放大模块、模数转换模块和信号处理模块；
所述音频放大模块用于对所述超声波接收单元输出的电信号进行放大；
所述模数转换模块用于将所述音频放大模块输出的电信号转换为数字信号；
所述信号处理模块用于根据所述模数转换模块输出的数字信号获取控制指令，并输出相应的控制信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其中：所述模数转换模块和信号处理模块集成在单片机上。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制单元包括PWM脉宽调制器和开关电路，所述PWM脉宽调制器和开关电路根据所述处理单元输出的控制信号对所述发光单元进行控制。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述PWM脉宽调制器集成在所述单片机上。
7.根据权利要求5所述的系统，其中：所述发光单元为LED发光单元。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制终端是智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备的扬声器用作所述超声波发送单元。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述制指令生成单元是安装在所述智能手机、智能PDA、平板电脑或手持式嵌入式智能设备的上控制程序。
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