CN104602422A - 一种led智能照明控制系统 - Google Patents

Abstract

一种LED智能照明控制系统，涉及智能照明控制系统。提供可利用移动通信室内分布系统提升无线组网效率的一种LED智能照明控制系统。设有照明控制中心、照明信号合路器和LED智能光源；照明控制中心设有控制信号处理模块、电源模块、晶振模块、复位模块和内置天线；控制信号处理模块设有协议栈单片机模块、基带处理模块、射频收发模块和链路选择模块；照明信号合路器设有移动信号端口、照明信号端口和COM口；LED智能光源设有LED光源、光源电源模块、光源信号处理模块、光源传感器、光源晶振模块和光源复位模块；光源信号处理模块设有光源协议栈单片机模块、光源基带处理模块、光源射频收发模块和光源射频收发天线。

Description

一种LED智能照明控制系统

技术领域

本发明属于无线组网技术领域，涉及智能照明控制系统，尤其是涉及可利用移动通信室内分布系统提升无线组网效率的一种LED智能照明控制系统。

背景技术

移动通信室内分布系统，是移动运营商解决建筑物室内信号覆盖问题的一种常用方案：信源设备通过耦合器、功分器等无源器件进行分路，经由馈线将移动通信信号平均分配到分散安装在各个区域的低功率天线上，从而实现室内信号的均匀分布，解决室内信号覆盖差的问题。

随着节能减排政策的推行以及物联网技术的发展，LED照明与智能家居成为了业界关注的两个热门课题。而LED智能照明作为这两者的交集，是一种可行性较高且用户接受度较高的一种业务，引起了国内外LED厂商与科研院所的强烈关注。

LED智能照明系统，以LED作为照明光源，可根据需要调节照明光源的颜色与亮度，与传统照明系统相比，可以减少约60％的电能消耗，在大型写字楼、商业中心等场景中具有十分广阔的应用前景。

与有线组网技术相比，利用无线技术进行组网的LED智能照明系统，由于具有组网灵活、部署方便、扩展性好等一系列优势，更适用于对传统照明系统进行升级替换的场景，因此无线组网技术是LED智能照明组网技术未来发展的主要趋势。

为了节约功耗，目前的LED智能照明系统的无线传输技术大多都是采用低速率、低成本、低功耗的技术，如ZigBee、BLE、WIFI等。而且所采用的都是2.4G的免费频段，由于频率较高而且频段免费，造成空间中传输损耗与传输干扰都较大，因此无线传输效率成为了限制LED智能照明系统大规模、大范围无线组网的一个重要因素，制约了LED智能照明的大规模推广应用。

经测试，2.4G频段的射频信号在自由空间传播时，十米衰减可达约60dB；而在馈线中传输时，百米损耗仅约为7dB。现有的移动通信室内分布系统支持的射频信号频段范围为800MHz-2500MHz，因此，如何利用移动通信室内分布系统提升LED智能照明系统的无线组网效率，是极具可行性的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供可利用移动通信室内分布系统提升无线组网效率的一种LED智能照明控制系统。本发明能够利用室内分布系统作为LED智能照明系统的无线传输通路，提升LED智能照明系统的无线组网范围与规模。

本发明采用的技术方案如下：

一种LED智能照明控制系统，设有照明控制中心、照明信号合路器和LED智能光源；

照明控制中心设有控制信号处理模块、电源模块、晶振模块、复位模块和内置天线；电源模块接控制信号处理模块，控制信号处理模块所设端口分别与晶振模块和复位模块双向连接，内置天线设于信号处理模块上，所述控制信号处理模块设有协议栈单片机模块、基带处理模块、射频收发模块和链路选择模块；协议栈单片机模块、基带处理模块、射频收发模块和链路选择模块依次串联且双向连接，所述内置天线是设于控制信号处理模块的链路选择模块上；

照明信号合路器设有移动信号端口、照明信号端口和COM口；移动信号端口外接移动通信室分信源，照明信号端口接所述照明控制中心的链路选择模块，COM口与原有移动通信室内分布系统的链路连接；

LED智能光源设有LED光源、光源电源模块、光源信号处理模块、光源传感器、光源晶振模块和光源复位模块；光源电源模块接光源信号处理模块电源端口，光源信号处理模块所设端口分别与LED光源、光源传感器、光源晶振模块和光源复位模块双向连接；所述光源信号处理模块设有光源协议栈单片机模块、光源基带处理模块、光源射频收发模块和光源射频收发天线，光源协议栈单片机模块、光源基带处理模块和光源射频收发模块依次串联且双向连接，光源射频收发天线与光源射频收发模块连接，光源射频收发天线与原有移动通信室内分布系统的室内分布天线经无线信号双向连接。

与现有技术比较，本发明具有如下有益效果：

照明控制中心作为中心节点，负责整个智能照明无线网络的建立和管理，默认通过连接移动通信室内分布系统的链路端口进行信号的收发。其向外发送前向信号时，前向信号可通过照明信号合路器合路至移动通信室内分布系统中，再通过室内分布天线发射至LED智能光源终端；其接收LED智能光源终端发送的反向反馈信号时，反向反馈信号也可通过室内分布天线接收至室内分布系统，再利用照明信号合路器分离出，最后由照明控制中心接收。

照明信号合路器是一个无源双向滤波器件，它将部署于原有室内分布系统的主干线路上，其移动信号端口用于连接原有的移动通信室分信源、其照明信号端口用于连接照明控制中心、其COM口用于接入室内分布系统的主干馈线。照明信号合路器的滤波功能可以用于将LED智能照明控制系统的前向信号与原有的移动通信室分信号(包括但不限于2G、3G、4G移动通信信号)进行合路，然后往室内分布天线方向传输；或者，将室内分布天线接收到的LED智能照明控制系统的反向反馈信号与移动通信室分信号(包括但不限于2G、3G、4G移动通信信号)进行分路，LED智能照明控制系统的反向反馈信号传输至照明控制中心，移动通信室分信号传输至移动运营商的信源设备。LED智能光源是整个LED智能照明控制系统的终端节点，LED智能光源负责根据照明控制中心的控制信号来实现照明亮度、照明色彩等照明指标的变化，并且将自身的状态信息以及传感器模块收集的传感信息通过反馈信号传输给照明控制中心。

进一步的，所述的LED智能照明控制系统，能兼容无线信道作为系统传输链路。其实现方式为：照明控制中心具备链路选择模块，当建筑物内尚未部署室内分布系统，或者已部署的室内分布系统出现故障时，链路选择模块可选择与内置天线连接的链路进行信号的无线收发，这时照明控制中心与LED智能光源的无线信号发射功率可以相应增大，LED智能光源此时可以作为无线中继来扩展组网范围，最终实现照明控制中心与所有LED智能光源终端的无线通信连接。

工作时，照明控制中心生成的前向信号，通过馈线连接至照明信号合路器，照明信号合路器将照明前向信号与原有的移动通信信号(包括但不局限于2G、3G、4G移动通信信号)进行合路，然后再利用已部署的移动通信室内分布系统进行传输与发射，最终通过室内分布天线将LED智能照明前向信号发送至LED智能光源终端。LED智能光源终端发射的反向信号，被室内分布天线所接收，然后利用移动通信室内分布系统将反向信号向照明信号合路器方向传输。照明信号合路器将照明系统反向信号与移动通信信号(包括但不局限于2G、3G、4G移动通信信号)进行分路：移动通信信号分路至原有的移动通信室分信号信源；照明系统反向信号则分路传输至照明控制中心。

此外，除了可以利用室内分布系统作为传输链路外，还能兼容使用无线信道作为系统传输链路。当建筑物内尚未部署室内分布系统，或者已部署的室内分布系统出现故障时，照明控制中心可利用自带天线进行无线信号的收发，同时照明控制中心与LED智能光源的无线信号发射功率将会自动增大，LED智能光源此时可以作为无线中继来扩展组网范围，最终实现照明控制中心与所有LED智能光源终端的无线通信连接。

本发明所述的LED智能照明控制系统之所以要利用室内分布系统来传输LED智能照明控制信号，是因为室内分布系统可以将信源的信号均匀、稳定、高效、经济地发射到建筑物内部的每个角落，并且目前绝大多数的建筑物中都部署了室内分布系统，可以低成本地解决LED智能照明无线信号传输的问题，具备很强的实用性。

附图说明

图1为本发明实施例结构组成及应用例1的示意图。

图2为本发明实施例结构组成及应用例2的示意图。

图3为本发明各实施例中的照明控制中心结构组成框图。

图4为本发明各实施例中的照明信号合路器的端口示意图。

图5为本发明各实施例中的LED智能光源的结构组成框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明。

本发明实施例结构组成及应用例1的说明：

参见图1和图3～5，本实施例所述一种LED智能照明控制系统，设有照明控制中心1、照明信号合路器2和LED智能光源3。图1中的标记P表示建筑物(只画出2层，可任意层)；P11表示原有移动通信室内分信源；P12表示原有移动通信室内分布系统的链路上的室外耦合器；P13表示建筑物第1层原有移动通信室内分布系统的链路上所设的室内分布耦合器；P14表示建筑物第1层原有移动通信室内分布系统的链路上所设的室内分布功分器；P15表示建筑物第1层原有移动通信室内分布系统的链路上所设的室内分布天线。建筑物各层原有移动通信室内分布系统的链路上所设器件均相同。

照明控制中心1设有控制信号处理模块11、电源模块12、晶振模块13、复位模块14和内置天线15；电源模块12接控制信号处理模块11，控制信号处理模块11所设端口分别与晶振模块13和复位模块14双向连接，内置天线15设于信号处理模块11上。所述控制信号处理模块11设有协议栈单片机模块111、基带处理模块112、射频收发模块113和链路选择模块114；协议栈单片机模块111、基带处理模块112、射频收发模块113和链路选择模块114依次串联且双向连接，所述内置天线15是设于控制信号处理模块11的链路选择模块114上。

照明信号合路器2设有移动信号端口21、照明信号端口22和COM口23；移动信号端口21外接移动通信室分信源P11，照明信号端口22接照明控制中心的链路选择模块114，COM口23与原有移动通信室内分布系统的链路上所设的室内分布耦合器P13连接。

LED智能光源3设有LED光源31、光源信号处理模块32、光源电源模块33、光源传感器34、光源晶振模块35和光源复位模块36；光源电源模块33接光源信号处理模块32的电源端口，光源信号处理模块32所设端口分别与LED光源31、光源传感器34、光源晶振模块35和光源复位模块36双向连接；所述光源信号处理模块32设有光源协议栈单片机模块321、光源基带处理模块322、光源射频收发模块323和光源射频收发天线324，光源协议栈单片机模块321、光源基带处理模块322和光源射频收发模块323依次串联且双向连接，光源射频收发天线324与光源射频收发模块323连接，光源射频收发天线324与原有移动通信室内分布系统的室内分布天线经无线信号双向连接。

本发明实施例结构组成及应用例2的说明：

参见图2和图3～5，与上述应用例1相似，区别仅在于，原有移动通信室内分布系统的链路中存在故障(故障存在的位置用“×”表示，故障可位于室内分布系统的任意位置)，此时照明控制中心1与LED智能光源3之间可直接通过无线信号组网通信。通过这种方式，可以提高整个LED智能照明控制系统的健壮性。

本实施例所述LED智能照明系统经测试，与传统照明系统相比，可以减少约60％的电能消耗，在大型写字楼、商业中心等场景中具有十分广阔的应用前景。特别是利用无线技术进行组网的LED智能照明系统，由于其具备的组网灵活、部署方便、扩展性好等一系列优势，与有线组网技术相比，更适用于对传统照明系统进行升级替换的场景，因此无线组网技术是LED智能照明组网技术未来发展的主要趋势。

由此可见，本发明可很好地利用原有的移动通信室内分布系统，利用射频信号在馈线中传输时低损耗、低干扰的特性，可以低成本地解决LED智能照明无线信号的传输问题，并且符合国家“节能减排”、“多网融合”、“共建共享”的政策要求。

Claims (1)

1.一种LED智能照明控制系统，设有照明控制中心、照明信号合路器和LED智能光源；

照明控制中心设有控制信号处理模块、电源模块、晶振模块、复位模块和内置天线；电源模块接控制信号处理模块，控制信号处理模块所设端口分别与晶振模块和复位模块双向连接，内置天线设于信号处理模块上，所述控制信号处理模块设有协议栈单片机模块、基带处理模块、射频收发模块和链路选择模块；协议栈单片机模块、基带处理模块、射频收发模块和链路选择模块依次串联且双向连接，所述内置天线是设于控制信号处理模块的链路选择模块上；

照明信号合路器设有移动信号端口、照明信号端口和COM口；移动信号端口外接移动通信室分信源，照明信号端口接所述照明控制中心的链路选择模块，COM口与原有移动通信室内分布系统的链路连接；

LED智能光源设有LED光源、光源电源模块、光源信号处理模块、光源传感器、光源晶振模块和光源复位模块；光源电源模块接光源信号处理模块电源端口，光源信号处理模块所设端口分别与LED光源、光源传感器、光源晶振模块和光源复位模块双向连接；所述光源信号处理模块设有光源协议栈单片机模块、光源基带处理模块、光源射频收发模块和光源射频收发天线，光源协议栈单片机模块、光源基带处理模块和光源射频收发模块依次串联且双向连接，光源射频收发天线与光源射频收发模块连接，光源射频收发天线与原有移动通信室内分布系统的室内分布天线经无线信号双向连接。