CN104768288A - 数字化led灯箱智能控制器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数字化LED灯箱智能控制器及其控制方法，其中数字化LED灯箱智能控制器包括：中央控制器，以及分别通过中央控制器进行控制的电源模块、输入输出功率控制模块、输入输出功率采集模块、开关机定时模块，还包括传感器接口模块，所述传感器接口模块连接至少一个用于检测灯箱周围环境的传感器，所述中央控制器根据传感器检测的结果对灯箱的输入输出功率以及开关机时间进行实时控制。本发明是一种物联网标识/标牌/灯箱/LED显示屏智能驱动控制设备，是构成物联网云标识广告系统重要的终端设备。

Description

数字化LED灯箱智能控制器及其控制方法
技术领域
本发明涉及物联网标识、标牌、灯箱、LED显示屏系统智能管理控制技术。
背景技术
现有广告灯箱系统，一般采用商品化的恒流源驱动LED光源照明负载，外加贴画（或写真喷绘）。为达到定时控制及调光目的，另外需使用调光恒流源并增加调光和时控装置等设备，如需远程控制，还需增加载波及网络通信设备，以达成对广告灯箱的远程控制和管理，系统结构复杂，设备多，工程施工难度大成本高。各组合之模块设备结构零散，安装不便，难以达到很好匹配，效率低；灯箱控制器均为传统的模拟恒流源或镇流器，设备效率低能耗大；恒流源或镇流器无传感器及接口，无数据采集功能，无法对系统各设备（模块）工作参数及设备周边工作环境参数做到精准采集和控制；要实现远程通讯，采用以太网或载波通讯，需外加以太组网及载波通讯设备，网络及结构复杂，工程施工难度大成本高，应用范围受到限制；无环境传感器，系统工作无法实现与周边环境有机结合，从而真正实现终端设备工作状态的智能化精准管理和控制；没有专业计算机管理系统，或系统管理为单机应用程序，兼容性及扩展性受很大局限。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供一种数字化LED灯箱智能控制器，包括：中央控制器，以及分别通过中央控制器进行控制的电源模块、输入输出功率控制模块、输入输出功率采集模块、开关机定时模块，还包括传感器接口模块，所述传感器接口模块连接至少一个用于检测灯箱周围环境的传感器，所述中央控制器根据传感器检测的结果对灯箱的输入输出功率以及开关机时间进行实时控制。
本发明还提出了数字化LED灯箱智能控制器的控制方法，包括如下步骤：
步骤Q1：进行系统初始化，并读取预先设定的工作模式，判断该工作模式；
步骤Q2：判断工作模式是否为人工模式，若是，读取人工手动输入的操作指令，根据操作指令对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q3：判断工作模式是否为定时模式，若是，根据预先设定的时间对灯箱的开关时间进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q4：判断工作模式是否为时光模式，若是，读取传感器的数据，对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q5：判断工作模式是否为智能模式，若是，读取传感器的数据，对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制，并继续下一步骤；若否，则返回至Q1；
步骤Q6：输出数据控制采集，通过无线通信接口与平台服务系统通信。
本发明应用计算机数字化、物联网传感及云计算等技术，实现并解决标识/标牌/灯箱/LED显示屏系统智能化控制和管理。让标识（广告）系统设备根据现场周边工作环境情况智能化的工作，工作参数得到的精准采集和控制；甚至，可根据现场所关注的人群类别（男女老少），动态改变标识或广告内容（精准广告）。同时大幅降低系统设备能耗及管理成本，延长设备使用寿命，保护环境。
附图说明
图1为本发明结构框图；
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，说明本发明的结构原理。
如图1所示，本发明一实施例提出的数字化LED灯箱智能控制器包括中央控制器（MCU），以及分别通过中央控制器进行控制的电源模块、无线通讯模块、传感器接口模块、输入输出功率控制模块、输入输出功率采集模块、开关机定时模块；中央控制器通过传感器采集灯箱终端的环境数据，实时调整灯箱终端的输入输出功率以及开关机时间进行控制。
其中，输入输出功率控制模块设置的部件有顺次连接的EMC连接器、第一整流滤波电路、功率因素修正器（PFC）、SPWM输出电路、第二整流滤波电路，EMC连接器接市电，第二整流滤波电路输出电流电压给灯箱终端的LED负载，中央控制器通过SPWM控制电路对功率因素修正器、SPWM输出电路、第二整流滤波电路进行控制。
输入输出功率采集模块设置的部件有输入、输出电压电流采样电路以及数模转换电路，中央控制器通过输入电压电流采样电路以及数模转换电路（A/D）对输入灯箱的输入电压电流进行数据采集，通过输出电压电流采样电路以及数模转换电路对灯箱输出至负载的输出电压电流进行数据采集，并通过无线通信接口将采集的数据传输至平台服务系统。
无线通信模块可以利用3G、Zigbee、Wifi、蓝牙等无线通讯方法，通过无线通信接口，各子节点可以组成网状网络、星型网络、混合网络等。
传感器可以实时监测采集灯箱终端周围的环境数据反馈给平台服务系统，然后平台服务系统将传感器反馈的环境数据作为参考数据，对灯箱终端进行实时控制与调整，或者中央处理器直接根据传感器检测的环境数据对灯箱终端进行实时控制与调整。本领域内的技术人员可以根据需要选择不同的传感器，例如，传感器可以包括对各灯箱周围的人流量以及人群类别进行检测的脸谱传感器，中央处理器或平台服务系统对脸谱传感器检测的数据进行分析统计，根据灯箱的人流量以及人群类别等数据，更改灯箱的显示内容。传感器还可以包括对天气进行检测的气象传感器，中央处理器或平台服务系统根据气象传感器检测的数据，对灯箱的开关时间、灯箱的亮度、功率输出进行控制，这样使得灯箱的控制更加智能化。
本发明采用一体化嵌入式计算机控制技术，应用锁相环技术及无线传感网（ZIGBEE/WIFI/蓝牙）设计的数字化LED灯箱智能控制器，无须恒流源/镇流器、调光装置、时控装置及其他无线设备等进行组合，即可实现无线自组网，通过3G/GPRS/WIFI/蓝牙即可接入互联网络，完成对广告灯箱的工作数据及环境数据的采集、远程控制和精准管理。设备结构紧凑，使用简单，安装方便，容易匹配，效率高，能耗低，延长了设备使用寿命；采用低能耗的无线自组网络，无需铺设通信电缆，系统组网结构简单，工程施工难度小成本低，应用范围不受限制；灵活的传感器数据接口，通过云数据服务平台API数据支持，与天气气象及周边环境数据实现有机结合，从而真正实现终端设备工作状态的动态化智能控制管理，甚至可根据现场所关注的人群类别（男女老少），动态改变标识或广告内容（精准广告）；平台化的服务管理应用系统及标准API数据接口，非常容易与其他工程应用管理系统对接，兼容及扩展性不受局限。
如图2所示，本发明还提出了数字化LED灯箱智能控制器的控制方法，包括如下步骤：
步骤Q1：进行系统初始化，并读取预先设定的工作模式，判断该工作模式；
步骤Q2：判断工作模式是否为人工模式，若是，读取人工手动输入的操作指令，根据操作指令对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q3：判断工作模式是否为定时模式，若是，根据预先设定的时间对灯箱的开关时间进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q4：判断工作模式是否为时光模式，若是，读取传感器的数据，对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q5：判断工作模式是否为智能模式，若是，读取传感器的数据，对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制，并继续下一步骤；若否，则返回至Q1；
步骤Q6：输出数据控制采集，通过无线通信接口与平台服务系统通信。
应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种数字化LED灯箱智能控制器，包括：中央控制器，以及分别通过中央控制器进行控制的电源模块、输入输出功率控制模块、输入输出功率采集模块、开关机定时模块，其特征在于，还包括传感器接口模块，所述传感器接口模块连接至少一个用于检测灯箱周围环境的传感器，所述中央控制器根据传感器检测的结果对灯箱的输入输出功率以及开关机时间进行实时控制。
2.如权利要求1所述的数字化LED灯箱智能控制器，其特征在于，还包括无线通讯模块，LED灯箱通过无线通讯模块进行自组网，并接收远程控制端的命令，中央控制器通过输入输出功率控制模块对灯箱终端的输入输出功率进行控制，通过开关机定时模块对灯箱终端的开关机时间进行控制。
3.如权利要求1所述的数字化LED灯箱智能控制器，其特征在于，所述传感器包括对各灯箱周围的人流量以及人群类别进行检测的脸谱传感器，所述中央控制器或者远程控制端对脸谱传感器检测的数据进行分析统计，根据灯箱的人流量以及人群类别，更改灯箱的显示内容。
4.如权利要求1所述的数字化LED灯箱智能控制器，其特征在于，所述传感器包括对天气进行检测的气象传感器，所述中央处理器或远程控制端根据气象传感器检测的数据，对灯箱的开关时间、灯箱的亮度、功率输出进行控制。
5.如权利要求1至4任意一项所述的数字化LED灯箱智能控制器，其特征在于，所述输入输出功率控制模块包括顺次连接的EMC连接器、第一整流滤波电路、功率因素修正器（PFC）、SPWM输出电路、第二整流滤波电路，EMC连接器接市电，第二整流滤波电路输出电流电压给灯箱的LED负载，中央控制器通过SPWM控制电路对功率因素修正器、SPWM输出电路、第二整流滤波电路进行控制。
6.如权利要求1至4任意一项所述的数字化LED灯箱智能控制器，其特征在于，所述输入输出功率采集模块包括输入、输出电压电流采样电路以及数模转换电路，中央控制器通过输入电压电流采样电路以及数模转换电路（A/D）对输入灯箱的输入电压电流进行数据采集，通过输出电压电流采样电路以及数模转换电路对灯箱输出至负载的输出电压电流进行数据采集。
7.如权利要求2所述的数字化LED灯箱智能控制器，其特征在于，所述无线通讯模块通过3G、或GPRS、或Wifi、或蓝牙进行通讯。
8.一种如权利要求1所述的数字化LED灯箱智能控制器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤Q1：进行系统初始化，并读取预先设定的工作模式，判断该工作模式；
步骤Q2：判断工作模式是否为人工模式，若是，读取人工手动输入的操作指令，根据操作指令对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q3：判断工作模式是否为定时模式，若是，根据预先设定的时间对灯箱的开关时间进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q4：判断工作模式是否为时光模式，若是，读取传感器的数据，对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制；若否，继续下一步骤；
步骤Q5：判断工作模式是否为智能模式，若是，读取传感器的数据，对灯箱的开关时间以及输出功率进行控制，并继续下一步骤；若否，则返回至Q1；
步骤Q6：输出数据控制采集，通过无线通信接口与平台服务系统通信。
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