CN104349531A - 通过can总线远程控制的智能灯光系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，包括：远程控制设备和N台智能灯光设备，每台智能灯光设备包括：CAN总线接口，用于接收远程控制设备发来的控制指令并发送给控制模块，同时接收控制模块发来的本台智能灯光设备的状态数据并发送到远程控制设备；控制模块，用于接收控制指令并判断目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同，当目标ID与本台智能灯光设备的ID相同时，将控制指令中的控制数据处理后发送给驱动模块；驱动模块，用于根据控制数据驱动光源模块。本发明还公开了一种通过CAN总线远程控制智能灯光的方法。本发明实现了通过CAN总线远程单独或集中地控制所有灯光设备，布线简单，降低成本。

Description

通过CAN总线远程控制的智能灯光系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能灯光控制领域，更具体地，涉及一种通过CAN总线远程控制的智能灯光系统及控制方法。 

背景技术

目前，灯光控制一般采用红外或无线遥控器来实现的。但是在多台智能灯光设备的情况下这种遥控器控制的方法存在明显的缺点：无线遥控器：全区域发射，所有的智能灯光设备都会响应遥控器的操作，不方便进行独立控制；红外遥控器：因为红外反射和发射角度的问题，会使附近的智能灯光设备响应遥控器的操作，使用很不方便。通过以上描述，现有技术的智能灯光设备控制方法均存在不能单独地控制多台智能灯光设备中的某一个灯光设备的问题。 

现有技术中，对于远程控制一般采用以太网连接，采用该方法，每台智能灯光设备都需要连接一条网线到交换机，一是成本相对较高，二是布线比较复杂，使用起来很不方便。 

另外还有一些使用基于RS485的灯光控制系统，但是该系统不具备查询灯光设备状态的功能。因此远程控制端不能准确的了解灯光设备对指令的执行情况。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通过CAN总线远程控制的智能灯光系统及控制方法，能够解决现有技术中存在的不方便单独地控制多台智能灯光设备中的某一个灯光设备的问题。 

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

一方面，本发明提供了一种通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，包括：远程控制设备和N台智能灯光设备，每台智能灯光设备包括：CAN总线接口、控制模块、驱动模块和光源模块，其中，CAN总线接口，通过CAN总线与远程控制设备相连，用于接收远程控制设备发来的控制指令并发送给控制模块，同时接收控制模块发来的本台智能灯光设备的状态数据并发送到远程控制设备；其中，控制指令的完整格式包括：帧信息、同步头、目标类型ID、源设备类型ID、目标ID、源ID、命令、命令数据、校验和；控制模块，与CAN总线接口和驱动模块相连，用于接收控制指令并判断目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同，当目标ID与本台智能灯光设备的ID相同时，将控制指令中的控制数据处理后发送给驱动模块；驱动模块，与控制模块以及光源模块相连，用于接收控制模块发来的控制数据并根据控制数据驱动光源模块。 

优选地，在使用智能灯光设备之前，对在同一条CAN总线上的远程控制设备和N台智能灯光设备设置不同的ID，且每台设备的ID是唯一的。 

优选地，控制模块还用于将每台智能灯光设备的状态数据通过CAN总线接口发送给远程控制设备。 

优选地，同步头为起始标志，当收到同步头即开始接收控制指令；目标ID为接收控制指令的目标设备的ID；源ID为发送控制指令的设备的ID；命令为对智能灯光设备所做的操作指令及数据内容的说明；命令数据为与操作指令相关的数据和智能灯光设备返回的状态数据。 

优选地，每台智能灯光设备还响应目标ID为0的控制指令并执行相应的控制指令。 

优选地，智能灯光设备还包括遥控器接口，与遥控器及控制模块相连，用于接收遥控器发来的控制指令并将其发送给控制模块。 

另一方面，本发明还提供了一种通过CAN总线远程控制智能灯光的方法，包括：远程控制设备通过CAN总线接口或遥控器通过遥控器接口将控制指令发送给控制模块；其中，控制指令的完整格式包括：帧信息、同步头、目标类型ID、源设备类型ID、目标ID、源ID、命令、命令数据、校验和；控制模块接收控制指令并判断目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同，当目标ID与本台智能灯光设备的ID相同时，将控制指令中的控制数据处理后发送给驱动模块；驱动模块接收控制模块发来的控制数据并根据控制数据驱动光源模块。 

优选地，在使用智能灯光设备之前，该方法还包括：对在同一条CAN总线上的远程控制设备和N台智能灯光设备设置不同的ID，且每台设备的ID是唯一的；在驱动光源模块之后，控制模块还将每台智能灯光设备的状态数据通过CAN总线接口发送给远程控制设备。 

优选地，同步头为起始标志，当收到同步头即开始接收控制指令；目标ID为接收控制指令的目标设备的ID；源ID为发送控制指 令的设备的ID；命令为对智能灯光设备所做的操作指令及数据内容的说明；命令数据为与操作指令相关的数据和智能灯光设备返回的状态数据。 

优选地，每台智能灯光设备还响应目标ID为0的控制指令并执行相应的控制指令。 

本发明的技术效果： 

1.由于本发明中为每台智能灯光设备设置一个CAN总线接口和唯一ID，在多台智能灯光设备环境下通过CAN总线实现远程单独控制每一台智能灯光设备，为使用者提供了方便； 

2.由于本发明中的每台智能灯光设备还可以响应目标ID为0的控制指令，故可以实现在多台智能灯光设备环境下集中控制所有智能灯光设备； 

3.本发明通过CAN总线将远程控制设备与智能灯光设备相连，只要通过一条双芯导线连接所有设备，就可以实现设备间的通讯，不需要专用的交换机，在降低成本的同时，也使布线变得简单，便于大面积推广。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1示出了根据本发明实施例一的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统结构示意图； 

图2示出了根据本发明实施例二的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图； 

图3示出了根据本发明实施例三的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图； 

图4示出了根据本发明实施例四的在加大传输距离情况下的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图； 

图5示出了根据本发明实施例五的在同一区域的智能灯光设备超过110台的情况下的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图； 

图6示出了根据本发明实施例六的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统结构示意图； 

图7示出了根据本发明实施例七的通过CAN总线远程控制智能灯光的方法的流程图； 

图8示出了根据本发明实施例八的通过CAN总线远程控制智能灯光的方法的具体处理流程图。 

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。 

实施例一 

图1示出了根据本发明实施例一的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统结构示意图；如图1所示，该系统包括：远程控制设备和N台智能灯光设备，每台智能灯光设备包括：CAN（Controller  Area Net-work，控制器局域网）总线接口10、控制模块20、驱动模块30和光源模块40，其中， 

远程控制设备可以是PC机或其他具有CAN总线接口的可控设备。 

CAN总线接口10，通过CAN总线与远程控制设备相连，用于接收远程控制设备发来的控制指令并发送给控制模块20，同时接收控制模块20发来的本台智能灯光设备的状态数据并发送到远程控制设备； 

其中，控制指令的完整格式包括：帧信息（1字节）、同步头（2字节）、目标类型ID（1字节）、源设备类型ID（1字节）、目标ID（1字节）、源ID（1字节）、命令（1字节）、命令数据（4字节）、校验和（1字节），共13个字节； 

控制模块20，与CAN总线接口10和驱动模块30相连，用于接收控制指令并判断目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同，当目标ID与本台智能灯光设备的ID相同时，将控制指令中的控制数据处理后发送给驱动模块30； 

控制模块20还用于将每台智能灯光设备的状态数据通过CAN总线接口10发送给远程控制设备。 

驱动模块30，与控制模块20以及光源模块40相连，用于接收控制模块20发来的控制数据并根据控制数据驱动光源模块40，光源模块40可以是可调的发光光源，也可以是不可调的发光光源。 

在使用智能灯光设备之前，对在同一条CAN总线上的远程控制设备和N台智能灯光设备设置不同的ID，且每台设备的ID是唯一的。 

同步头为起始标志，当收到同步头即开始接收控制指令； 

目标ID为接收控制指令的目标设备的ID；源ID为发送控制指令的设备的ID；发送控制指令可以是远程控制设备也可以是智能灯光设备，当远程控制设备要发送控制指令到智能灯光设备时，源ID即为远程控制设备的ID；当智能灯光设备要向远程控制设备发回智能灯光设备的状态数据时，源ID即为智能灯光设备的ID，目标ID为远程控制设备的ID。 

命令为对智能灯光设备所做的操作指令及数据内容的说明；操作指令为对智能灯光设备的“开”、“关”或其他设置、查询命令，数据内容包括灯光亮度、颜色和灯光模式的值等。 

命令数据为与操作指令相关的数据（例如设置智能灯光设备的亮度、颜色和灯光模式等）和智能灯光设备返回的状态数据（例如智能灯光设备的亮度、颜色、灯光模式和功耗等）。 

为便于整体控制，每台智能灯光设备还响应目标ID为0的控制指令并执行相应的控制指令。 

在本发明的实施例中为每台智能灯光设备设置一个CAN总线接口和唯一ID，在多台智能灯光设备环境下通过CAN总线实现远程单独控制每一台智能灯光设备，为使用者提供了方便；每台智能灯光设备还可以响应目标ID为0的控制指令，故可以实现在多台智能灯光设备环境下集中控制所有智能灯光设备。 

实施例二 

图2示出了根据本发明实施例二的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图；如图2所示，CAN总线两端需要有120欧姆终结电阻。远程控制设备可以放在CAN总线上的任何位置。 

CAN总线连接到每台设备时，必须保证CANH（高电平CAN电压）和CANL（低电平CAN电压）不能接反。即必须CANH与CANH连接，CANL与CANL连接。为避免连接出现混乱，可以为CAN总线选用双色导线，CANH和CANL分别使用不同颜色的导线。 

本发明的实施例通过CAN总线将远程控制设备与智能灯光设备相连，只要通过一条双芯导线连接所有设备，就可以实现设备间的通讯，不需要专用的交换机，在降低成本的同时，也使布线变得简单，便于大面积推广。 

实施例三 

图3示出了根据本发明实施例三的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图；如图3所示，一条CAN总线上可以容许有多个远程控制设备，分别或集中控制所有智能灯光设备。实现智能灯光设备的多点和多区域控制。 

可以让ID为109的远程控制设备控制ID为01到20的智能灯光设备；可以让ID为110的远程控制设备控制ID为21到108的智能灯光设备。 

也可以让ID为109的远程控制设备和ID为110的远程控制设备控制ID从01到108的所有智能灯光设备。 

但是需要注意：由于CAN总线的驱动能力有限，同一条CAN总线上的智能灯光设备和远程控制设备加起来的总和不要超过110个。 

CAN总线的最大传输长度可以达到10KM，在长度较长时需要降低传输的波特率。 

实施例四 

图4示出了根据本发明实施例四的在加大传输距离情况下的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图；为加大传输距离可以选用带有RS232、RS485或带以太网接口的CAN总线转发器。如果采用带以太网接口的CAN总线转发器，如图4所示。则传输距离可以不受限制。 

实施例五 

图5示出了根据本发明实施例五的在同一区域的智能灯光设备超过110台的情况下的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统的连接方式示意图；如图5所示，如果同一区域的智能灯光设备数量超过110个，可以采用级联的方式。在两个CAN总线之间用一个带有两个CAN总线接口的CAN总线转发器。 

极端情况下可以采用一个远程控制设备连接109个CAN总线转发器。每个CAN总线转发器再连接109个智能灯光设备。 

控制指令传输可以采用PeliCAN模式的扩展帧格式。该格式包括1个字节的帧信息、4个字节的识别码和8个字节的数据。在使用中帧信息与数据格式有关不能改动。4个字节的识别码可以用“同步头”（2字节）、“目标类型ID”（1字节）、“源设备类型ID”（1字节）代替，这样可以保证该智能灯光设备只接收灯光设备的远程控制设备发来的、针对灯光设备的指令。接下来的8个字节的数据可以使用“目标ID”（1字节）、“源ID”（1字节）、“命令”（1字节）、“命令数据”（4字节）、“校验和”（1字节）。因此控制指令的完整格式为： 

“帧信息”（1字节）、“同步头”（2字节）、“目标类型ID”（1字节）、“源设备类型ID”（1字节）、“目标ID”（1字节）、“源ID”（1字节）、“命令”（1字节）、“命令数据”（4字节）、“校验和”（1字节），共13个字节。 

实施例六 

图6示出了根据本发明实施例六的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统结构示意图；如图6所示，智能灯光设备还包括遥控器接口50，与遥控器及控制模块20相连，用于接收遥控器发来的控制指令并将其发送给控制模块20。 

其中，遥控器接口可以是各种有线、无线或红外遥控器接收接口。 

实施例七 

图7示出了根据本发明实施例七的通过CAN总线远程控制智能灯光的方法的流程图；如图7所示，该方法包括以下步骤： 

步骤S701，远程控制设备通过CAN总线接口或遥控器通过遥控器接口将控制指令发送给控制模块；其中，控制指令的完整格式包括：帧信息、同步头、目标类型ID、源设备类型ID、目标ID、源ID、命令、命令数据、校验和； 

步骤S702，控制模块接收控制指令并判断目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同，当目标ID与本台智能灯光设备的ID相同时，将控制指令中的控制数据处理后发送给驱动模块； 

步骤S703，驱动模块接收控制模块发来的控制数据并根据控制数据驱动光源模块。 

在使用智能灯光设备之前，该方法还包括：对在同一条CAN总线上的远程控制设备和N台智能灯光设备设置不同的ID，且每台设备的ID是唯一的；在驱动光源模块之后，控制模块还将每台智能灯光设备的状态数据通过CAN总线接口发送给远程控制设备。 

同步头为起始标志，当收到同步头即开始接收控制指令； 

目标ID为接收控制指令的目标设备的ID；源ID为发送控制指令的设备的ID；发送控制指令可以是远程控制设备也可以是智能灯光设备，当远程控制设备要发送控制指令到智能灯光设备时，源ID即为远程控制设备的ID；当智能灯光设备要向远程控制设备发回智能灯光设备的状态数据时，源ID即为智能灯光设备的ID，目标ID为远程控制设备的ID。 

命令为对智能灯光设备所做的操作指令及数据内容的说明；操作指令为对智能灯光设备的“开”、“关”或其他控制、查询指令，数据内容包括灯光亮度、颜色和灯光模式的值等。 

命令数据为与操作指令相关的数据（例如设置智能灯光设备的亮度、颜色和灯光模式等）和智能灯光设备返回的状态数据（例如智能灯光设备的亮度、颜色、灯光模式和功耗等）。 

为便于整体控制，每台智能灯光设备还响应目标ID为0的控制指令并执行相应的控制指令。 

本发明的实施例中为每台智能灯光设备设置一个CAN总线接口和唯一ID，在多台智能灯光设备环境下通过CAN总线实现远程单独控制每一台智能灯光设备，为使用者提供了方便；每台智能灯光设备还可以响应目标ID为0的控制指令，故可以实现在多台智能灯光设备环境下集中控制所有智能灯光设备。 

实施例八 

图8示出了根据本发明实施例八的通过CAN总线远程控制智能灯光的方法的具体处理流程图；如图8所示，包括以下步骤： 

步骤S801，工作开始时，控制模块将灯光设备的亮度设置到关闭前的亮度，然后进入循环等待状态； 

步骤S802，是否收到CAN总线发来的指令？若否，进入步骤S805，若是，执行步骤S803； 

步骤S803，控制模块判断目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同或者为0，如果目标ID不同或者不为0，进入步骤S805，如果目标ID相同或为0，执行步骤S804； 

步骤S804，检查指令的校验和，如果校验和正确，即认为指令是完整的：如果是关闭指令，将关闭灯光设备；如果是设置指令， 将设置灯光设备的亮度或颜色，进入步骤S805；如果是查询灯光状态的指令，控制模块将通过CAN总线向远程控制设备发送灯光设备的状态数据，进入步骤S805； 

步骤S805，是否收到遥控器发来的设置指令？若是，根据遥控器指令设置灯光设备的亮度或者颜色，若否，返回步骤S802；如果收到遥控器发来的关机指令，将关闭灯光设备。 

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果： 

1.本发明的实施例中为每台智能灯光设备设置一个CAN总线接口和唯一ID，在多台智能灯光设备环境下通过CAN总线实现远程单独控制每一台智能灯光设备，为使用者提供了方便； 

2.本发明的实施例中的每台智能灯光设备还可以响应目标ID为0的控制指令，故可以实现在多台智能灯光设备环境下集中控制所有智能灯光设备； 

3.本发明的实施例通过CAN总线将远程控制设备与智能灯光设备相连，只要通过一条双芯导线连接所有设备，就可以实现设备间的通讯，不需要专用的交换机，在降低成本的同时，也使布线变得简单，便于大面积推广。 

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成 电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。 

以上所述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。 

Claims (10)

1.一种通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，包括远程控制设备和N台智能灯光设备，其特征在于，每台所述智能灯光设备包括：CAN总线接口、控制模块、驱动模块和光源模块，其中，

所述CAN总线接口，通过CAN总线与所述远程控制设备相连，用于接收所述远程控制设备发来的控制指令并发送给所述控制模块，同时接收所述控制模块发来的本台智能灯光设备的状态数据并发送到所述远程控制设备；

其中，所述控制指令的完整格式包括：帧信息、同步头、目标类型ID、源设备类型ID、目标ID、源ID、命令、命令数据、校验和；

所述控制模块，与所述CAN总线接口和所述驱动模块相连，用于接收所述控制指令并判断所述目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同，当所述目标ID与本台智能灯光设备的ID相同时，将所述控制指令中的控制数据处理后发送给所述驱动模块；

所述驱动模块，与所述控制模块以及所述光源模块相连，用于接收所述控制模块发来的所述控制数据并根据所述控制数据驱动所述光源模块。

2.根据权利要求1所述的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，其特征在于，在使用所述智能灯光设备之前，对在同一条CAN总线上的所述远程控制设备和所述N台智能灯光设备设置不同的ID，且每台设备的ID是唯一的。

3.根据权利要求1所述的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，其特征在于，所述控制模块还用于将每台所述智能灯光设备的状态数据通过所述CAN总线接口发送给所述远程控制设备。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，其特征在于，所述同步头为起始标志，当收到同步头即开始接收控制指令；所述目标ID为接收所述控制指令的目标设备的ID；源ID为发送所述控制指令的设备的ID；命令为对所述智能灯光设备所做的操作指令及数据内容的说明；命令数据为与所述操作指令相关的数据和所述智能灯光设备返回的状态数据。

5.根据权利要求1所述的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，其特征在于，每台所述智能灯光设备还响应所述目标ID为0的控制指令并执行相应的控制指令。

6.根据权利要求1所述的通过CAN总线远程控制的智能灯光系统，其特征在于，所述智能灯光设备还包括遥控器接口，与遥控器及所述控制模块相连，用于接收所述遥控器发来的控制指令并将其发送给所述控制模块。

7.一种通过CAN总线远程控制智能灯光的方法，其特征在于，包括：

远程控制设备通过CAN总线接口或遥控器通过遥控器接口将控制指令发送给控制模块；其中，所述控制指令的完整格式包括：帧信息、同步头、目标类型ID、源设备类型ID、目标ID、源ID、命令、命令数据、校验和；

所述控制模块接收所述控制指令并判断所述目标ID是否与本台智能灯光设备的ID相同，当所述目标ID与本台智能灯光设备的ID相同时，将所述控制指令中的控制数据处理后发送给所述驱动模块；

所述驱动模块接收所述控制模块发来的所述控制数据并根据所述控制数据驱动光源模块。

8.根据权利要求7所述的通过CAN总线远程控制智能灯光的方法，其特征在于，在使用所述智能灯光设备之前，该方法还包括：对在同一条CAN总线上的所述远程控制设备和所述N台智能灯光设备设置不同的ID，且每台设备的ID是唯一的；在驱动所述光源模块之后，所述控制模块还将每台所述智能灯光设备的状态数据通过所述CAN总线接口发送给所述远程控制设备。

9.根据权利要求7或8所述的通过CAN总线远程控制智能灯光的方法，其特征在于，所述同步头为起始标志，当收到同步头即开始接收控制指令；所述目标ID为接收所述控制指令的目标设备的ID；源ID为发送所述控制指令的设备的ID；命令为对所述智能灯光设备所做的操作指令及数据内容的说明；命令数据为与所述操作指令相关的数据和所述智能灯光设备返回的状态数据。

10.根据权利要求7所述的通过CAN总线远程控制智能灯光的方法，其特征在于，每台所述智能灯光设备还响应所述目标ID为0的控制指令并执行相应的控制指令。