CN104883794A - 一种基于wifi模块的led射灯照明控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,包括嵌入式灯光同步控制器、室内气氛照明控制器、通用型大功率LED驱动器、WIFI模块和LED射灯,所述通用型大功率LED驱动器与嵌入式灯光同步控制器和室内气氛照明控制器连接,嵌入式灯光同步控制器和室内气氛照明控制器均与WIFI模块连接,通过WIFI模块使该控制系统连入互联网,所述嵌入式灯光同步控制器由系统控制底板A和核心控制板B、DMX512转接板C组成,所述系统控制底板A包括ARM嵌入式处理器,ARM嵌入式处理器连接到核心控制板B上;该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统能够实现无线控制以及手机APP操控,控制方便,控制方式灵活,易于修改及操作。

Description

一种基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及照明控制系统领域,具体是一种基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统。
背景技术
[0002] 射灯可安置在吊顶四周或家具上部、墙内、墙裙或踢脚线里。光线直接照射在需要强调的家什器物上,以突出主观审美作用,达到重点突出、环境独特、层次丰富、气氛浓郁、缤纷多彩的艺术效果。射灯光线柔和,雍容华贵,既可对整体照明起主导作用,又可局部采光,烘托气氛。
[0003]目前市场上的射灯控制系统存在以下问题:(I)射灯控制系统采用控制器或控制开关进行控制,控制麻烦;(2)智能照明系统频繁地启动、关断,冲击电压对灯具的损害,大大缩短了传统灯具的使用寿命;(3)现有的智能照明系统,只能实现区域照明和定时开关功能,无法实现调光、调色、场景控制等功能。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0006] 一种基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,包括嵌入式灯光同步控制器、室内气氛照明控制器、通用型大功率LED驱动器、WIFI模块和LED射灯,所述LED射灯为单色、双色或红绿蓝三色,所述通用型大功率LED驱动器与嵌入式灯光同步控制器和室内气氛照明控制器连接,用于大功率LED射灯的驱动,嵌入式灯光同步控制器和室内气氛照明控制器均与WIFI模块连接,通过WIFI模块使该控制系统连入互联网,所述嵌入式灯光同步控制器由系统控制底板A和核心控制板B、DMX512转接板C组成,所述系统控制底板A包括ARM嵌入式处理器,ARM嵌入式处理器连接到核心控制板B上,DMX512转接板C的控制器控制所述DMX512转接板C将用户选取颜色及亮度数据转换为DMX512协议发送给位于所述网络结构的总线上的每一个LED射灯的通用型大功率LED驱动器,进而控制所述LED射灯来实时实现每个灯具亮度、颜色、色温的调节。
[0007] 作为本发明进一步的方案:所述嵌入式灯光同步控制器、室内气氛照明控制器、通用型大功率LED驱动器都采用ARM嵌入式处理器。
[0008] 作为本发明再进一步的方案:所述系统控制底板A还包括IXD触摸屏、winCE嵌入式操作系统、播放管理软件、存储器、电源、USB 口、以太网口、RS232串口、调试口、SD卡口、音视频输出口、红外线收发器;核心控制板B由ARM嵌入式处理器、SDRAM存储器、FLASH存储器组成,DMX512转接板C由ARM嵌入式处理器、串口接口、DMX512接口组成。
[0009] 作为本发明再进一步的方案:所述室内气氛照明控制器包括ARM处理器、液晶屏、键盘、DMX512通讯接口、红外线收发器、电源,通过红外线遥控器来设置控制器参数,实现与场景选择按键功能和开关控制器功能,通过ARM处理器和DMX512通讯接口传递给通用型大功率LED驱动器。
[0010] 作为本发明再进一步的方案:所述DMX512通讯接口的接口为RS485,使用DMX512通讯协议,用来控制通用型大功率LED驱动器及支持标准DMX512控制协议的LED射灯。
[0011] 作为本发明再进一步的方案:所述通用型大功率LED驱动器包括嵌入式ARM处理器、PWM发生器、RS485收发器、多路LED恒流驱动模块、存储器、DMX512接口、电源、输出端口,所述的通用型大功率LED驱动器基于DMX512通讯协议,直接与嵌入式灯光同步控制器和室内气氛照明控制器连接,用于驱动大功率LED射灯。
[0012] 作为本发明再进一步的方案:所述大功率LED的变色控制方式为PWM发生器和恒流驱动电路控制,LED恒流驱动模块集成多路线性恒流电路,分别驱动红、绿、蓝三色大功率LED,通过对PWM端口的控制可实现红、绿、蓝亮度的变化。
[0013] 作为本发明再进一步的方案:所述PWM发生器使用单片机、ARM、CPLD, FPGA来产生,所述的大功率LED的恒流驱动电路采用线性恒流电路,由大功率MOSFET,高速运算放大器及其它器件组成。
[0014] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统能够实现无线控制以及手机APP操控,控制方便,控制方式灵活,易于修改及操作;2、该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统能够实现LED射灯的亮度、颜色、色温的调节,可以设定多种情景模式,达到颜色渐变效果,适合不同的情景照明场所;3、该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统延长了光源的寿命,不仅可以节省大量资金,而且可大大减少更换灯具的工作量,降低照明系统的运行费用,该控制系统经交换恒流模块实现对LED射灯的驱动,其亮度控制方式为PWM恒流控制,灰度级别为每色256级,通用型大功率LED驱动器内置恒流电路,可直接驱动大功率LED,简化了 LED灯具的设计,配合前端的控制器可方便实现照明系统的控制,照明运行维护成本减少30 %〜50 %。
附图说明
[0015] 图1为基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统的结构示意图。
[0016] 图2为基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统中嵌入式灯光同步控制器的原理图。
[0017] 图3为基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统中室内气氛照明控制器的原理图。
[0018] 图4为基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统中通用型大功率LED驱动器的原理图。
[0019] 图中:1-嵌入式灯光同步控制器、2-室内气氛照明控制器、3-通用型大功率LED驱动器、4-WIFI模块、5-LED射灯、A-系统控制底板、B-核心控制板、C-DMX512转接板、10-视频口、I1-ARM嵌入式处理器、12-1XD触摸屏、13_winCE嵌入式操作系统、14-播放管理软件、15-存储器、16-电源、17-USB P ,18-以太网口、19-RS232串口、20-调试口、21-SD卡口、22-音视频输出口、23-红外线收发器、24-ARM嵌入式处理器、25-SDRAM存储器、26-FLASH存储器、27-ARM嵌入式处理器、28-串口接口、29-DMX512接口、31-ARM处理器、32-液晶屏、33-键盘、34-DMX512通讯接口、35-红外线收发器、36-电源、41-ARM处理器、42-PWM发生器、43-RS485收发器、44-恒流驱动模块、45-存储器、46-DMX512接口、47-电源、48-输出端口。
具体实施方式
[0020] 下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0021 ] 请参阅图1-4,一种基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,包括嵌入式灯光同步控制器1、室内气氛照明控制器2、通用型大功率LED驱动器3、WIFI模块4、单色或RGB三色的LED射灯5,所述通用型大功率LED驱动器3与嵌入式灯光同步控制器I和室内气氛照明控制器2连接,用于大功率LED射灯的驱动,嵌入式灯光同步控制器I和室内气氛照明控制器2均与WIFI模块4连接,通过WIFI模块使该控制系统连入互联网,实现无线控制以及手机APP操控。该系统可以通过网络控制、无线控制、手机APP等多种方式进行情景模式控制;预设不少于9种情景模式,并可随个人喜好自由设定情景模式;通过嵌入式程序即可实现数字调光,精确控制灯光亮度和色调;每个灯具既可以单独操控,也可以实现连网控制。
[0022] 该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统其核心为嵌入式灯光同步控制器1,所述嵌入式灯光同步控制器I由系统控制底板A和核心控制板B、DMX512转接板C组成,系统控制底板由ARM嵌入式处理器11、IXD触摸屏12、winCE嵌入式操作系统13、播放管理软件14、存储器15、电源16、USB 口 17、以太网口 18、RS232串口 19、调试口 20、SD卡口 21、音视频输出口 22、红外线收发器23组成;核心控制板B由ARM嵌入式处理器24、SDRAM存储器25、FLASH存储器组成26,DMX512转接板C由ARM嵌入式处理器27、串口接口 28、DMX512接口 29组成,嵌入式室内LED灯光控制器采用了嵌入式的ARM9处理器11并配置了彩色IXD触摸屏12,完全脱离电脑,可广泛应用于室内及家庭,操作非常简单,用户只需在触摸屏上任意选取颜色及其亮度;DMX512转接板C控制器就会将用户选取颜色及亮度数据转换为DMX512协议发送给总线上的每一个LED射灯5,通过该控制器可实时实现每个灯具亮度、颜色、色温的调节;也可以通过USB 口 17接收PC机中编辑软件已编辑好的节目列表,保存节目列表、节目文件,根据播放列表进行节目的播放,控制LED射灯5使其显示出相应的图片、文字、变色、色彩跑动、播放视频等效果。嵌入式灯光同步控制器I操作简单、直观,无须培训任何人都能轻松使用,触摸屏上选取得颜色和LED射灯的颜色完全一致,能做到所见即所得。除此之外控制器还预设了几种常用的情景模式和自动变色供用户选择。嵌入式灯光同步控制器I可控制通用型大功率LED驱动器3及支持标准DMX512控制协议的LED射灯5。
[0023] 所述室内气氛照明控制器2由ARM处理器31、液晶屏32、键盘33、DMX512通讯接口 34、红外线收发器35、电源36组成。ARM处理器31内部资源丰富,处理速度快,可靠性高,成本低,应用非常广泛;采用了嵌入式的32位或更高位的ARM处理器31,双串口,内部Flash,内部RAM,并配置了单色、双色、全彩点阵IXD屏,液晶屏为122X32点阵或其它分辨率,可显示多行文字,用于显示实时的色温、亮度信息和系统设置菜单,并配有键盘及遥控器,键盘用于系统菜单的设置,可设多个按键,红外线遥控等方式操作,红外线收发器35为红外线输入,可以通过红外线遥控器35来设置控制器参数,用红外线遥控器35实现与场景选择按键功能和开关控制器功能,DMX512通讯接口 34的接口为RS485,使用DMX512通讯协议,可控制通用型大功率LED驱动器3及支持标准DMX512控制协议的LED射灯5,DMX512数据协议规定使用250Kbps的波特率,每一位传输时间不高于4微秒;场景参数可以由用户自由设定,可设定不少于9种情景模式,实现亮度、颜色、色温的连续可调,达到颜色渐变效果,适合不同的智能情景照明场所。
[0024] 所述通用型大功率LED驱动器3主要由嵌入式ARM处理器41、PWM发生器42、RS485收发器43、多路LED恒流驱动模块44、存储器45、DMX512接口 46、电源47、输出端口 48等组成。通用型大功率LED驱动器3基于DMX512通讯协议,采用RS485通讯接口,可直接与嵌入式灯光同步控制器I和室内气氛照明控制器2连接,主要用于大功率LED射灯的驱动。嵌入式ARM处理器41:接收嵌入式灯光同步控制器1、室内气氛照明控制器2发送的DMX512数据并将对应端口数据发送给PWM发生器42 ;PWM发生器42:接收嵌入式ARM处理器41传来的数据,产生多路PWM输出,典型为3X4路及3X8路;恒流模块44:350mA/700mA横流输出,用于驱动大功率LED ;RS485收发器43:接收嵌入式灯光同步控制器I和室内气氛照明控制器2DMX512数据;存储器45:用于存放用户设置的输出端口 48地址;DMX512接口 46:双RJ45网线接口,用于同嵌入式灯光同步控制器1、室内气氛照明控制器2及其它大功率LED驱动器连接,还可以通过该接口为各输出端口 48设置地址。
[0025] 大功率LED的变色控制方式为PWM发生器42加上恒流驱动电路44。PWM发生器42可使用单片机、ARM、CPLD, FPGA等来产生。大功率LED的恒流驱动电路44,目前采用的一种是线性恒流电路,由大功率MOSFET,高速运算放大器及其它器件组成,主要应用于驱动大功率LED射灯,在嵌入式灯光同步控制器1、室内气氛照明控制器2的控制下实现渐变、文字、图象、动画等多种变色效果。LED恒流驱动模块集成多路线性恒流电路,分别驱动红、绿、蓝三色大功率LED,通过对PWM端口的控制可实现红、绿、蓝亮度的变化。
[0026] 其中,上述的通用型大功率LED驱动器3,采用国际标准接口,如RS485、RS232,基于标准的DMX512控制协议和TCP/IP协议,可以与其它控制系统互连,DMX512是应用最广泛的LED控制协议,实际上已经成为了 LED市场单独的标准协议。DMX512协议能在一对线上传送512路调光数据,采用了异步串行通信方式,通讯波特率250kbps,每个调光数据由11位组成,其中I个起始位,8个调光数据位,2个停止位,一次最多传输512个调光数据。最少支持8路RGB端口输出,每个端口单独设置地址,可实现LED射灯(单色、双色、RGB全彩色)的任意安装组合;该驱动器3经交换恒流模块可实现对不同功率、不同类型灯具的驱动,其亮度控制方式为PWM恒流控制,灰度级别为每色256级。通用型大功率LED驱动器3内置恒流电路,可直接驱动大功率LED,驱动电流:350mA/700mA,简化了 LED射灯的设计,配合前端的控制器可方便实现照明系统的控制。此外,模块化结构可分散安装在各控制现场临近配电间,网络结构灵活性很大,可以用于小到一间房间的照明控制,大到一个多建筑群的控制,通过智能网桥将许多子网络互相连接成一个大型的分散式控制网络,该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统的安装、修改、扩展比较简单方便。
[0027] 本优选实施例采用一对双绞线作为传输介质,所有的系统控制单元由这对双绞线连接组成控制网络,每个系统控制单元所发出的控制信号在整个控制网络里进行传送,各个系统控制单元接收到控制信息后,则根据系统通讯协议的规定执行相应动作,从而实现智能网络控制。在采用控制总线的同时,也采用电源总线方式进行系统供电,以降低成本,由于采用双绞线作为传输介质,具有抗干扰性能强、通讯效果好,通讯稳定性高等优点。为克服采用控制总线方式时由于某一设备发生故障而造成系统瘫痪的情况发生,本发明采用分散式集中控制系统,一个大系统由多个带智能的独立模块用总线方式连接起来,脱离大系统后,每个控制模块均能独立运行,进行故障隔离,对设备进行适当冗余配置,即使在使用中某一部件突然发生故障也能保证系统在降功能条件下继续运行。
[0028] 该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统的设计按分散式模块化控制的要求,方便现场安装和控制,控制器有不同输出容量和不同输出回路的模块,在进行系统设备配置时可灵活地按实际负载情况选择合适的模块,从而降低系统的投资费用。系统投入运行后由于照明控制器的控制性能特点改善了照明灯的运行工作条件,从而延长了灯的使用寿命,减少换灯量,降低维护费用,另一方面通过对照明灯的工作状态科学的管理和控制可节省电能。
[0029] 此外,该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统控制软件有满足现场操作控制的各种控制界面:
[0030] I)可现场操作的LCD液晶显示触摸屏面板,可以在一块液晶屏上显示各种图形键或者平面布灯图,只要用手指触摸屏幕上的键就可以完成控制操作,屏幕图形可以通过编程,使灰度级别为每色不低于256级,LCD液晶显示触摸屏还带有365天的时钟控制,是一个功能强、操作直观方便的操作面板。利用LED发光特点,基于CIE的色坐标图,局部或全部使用R、G、B三种光色的LED通过电子控制系统进行坐标变换处理、或使用相同或不同光色的LED有规律地进行跳越式变化,从而营造一个色彩斑斓的动态照明氛围,这样一个照明效果是传统照明手段无法实现的。同时可结合个人计算机设计节目,依不同需求作更换,呈现出独一无二的风格与气氛;
[0031] 2)该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统为本地网的终端用户设计一套可在一台PC机上控制任何“远程可控制”任务的控制软件,可以通过十分容易使用的图形或菜单式的人机界面操作控制,及时响应照明控制系统中发生的任何需求信息,可对需求进行控制,可将照明控制系统中的照明回路所发生的活动数据记录在数据库中,还可形成各种手艮^;。
[0032] 本发明该基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,在实现照明节能控制的同时,能保证照明效果的均匀性、延长灯具的使用寿命。分散式系统结构新颖可靠,设计、安装、运行、维护、检修十分方便。广泛适用于公共场所如商场、艺术中心、娱乐设施和家庭的局部集中照明控制。
[0033] 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,包括嵌入式灯光同步控制器(I)、室内气氛照明控制器(2)、通用型大功率LED驱动器(3)、WIFI模块(4)和LED射灯(5),所述LED射灯(5)为单色、双色或红绿蓝三色,所述通用型大功率LED驱动器(3)与嵌入式灯光同步控制器(I)和室内气氛照明控制器(2)连接,用于大功率LED射灯的驱动,嵌入式灯光同步控制器(I)和室内气氛照明控制器(2)均与WIFI模块(4)连接,通过WIFI模块使该控制系统连入互联网,所述嵌入式灯光同步控制器(I)由系统控制底板(A)和核心控制板(B)、DMX512转接板(C)组成,所述的系统控制底板(A)包括ARM嵌入式处理器(11),ARM嵌入式处理器(11)连接到核心控制板⑶上,DMX512转接板(C)的控制器控制所述DMX512转接板(C)将用户选取颜色及亮度数据转换为DMX512协议发送给位于所述网络结构的总线上的每一个LED射灯(5)的通用型大功率LED驱动器(3),进而控制所述LED射灯(5)来实时实现每个灯具亮度、颜色、色温的调节。
2.根据权利要求1所述的基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,所述嵌入式灯光同步控制器(I)、室内气氛照明控制器(2)、通用型大功率LED驱动器(3)都采用ARM嵌入式处理器。
3.根据权利要求1所述的基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,所述系统控制底板㈧还包括IXD触摸屏(12)、WinCE嵌入式操作系统(13)、播放管理软件(14)、存储器(15)、电源(16)、USB 口(17)、以太网口(18)、RS232 串口(19)、调试口(20)、SD卡口(21)、音视频输出口(22)、红外线收发器(23);核心控制板(B)由ARM嵌入式处理器(24)、SDRAM存储器(25)、FLASH存储器组成(26),DMX512转接板(C)由ARM嵌入式处理器(27)、串 口接口(28)、DMX512 接口 (29)组成。
4.根据权利要求1所述的基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,所述室内气氛照明控制器⑵包括ARM处理器(31)、液晶屏(32)、键盘(33)、DMX512通讯接口(34)、红外线收发器(35)、电源(36),通过红外线遥控器(35)来设置控制器参数,实现与场景选择按键功能和开关控制器功能,通过ARM处理器(31)和DMX512通讯接口(34)传递给通用型大功率LED驱动器(3)。
5.根据权利要求4所述的基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,所述DMX512通讯接口(34)的接口为RS485,使用DMX512通讯协议,用来控制通用型大功率LED驱动器(3)及支持标准DMX512控制协议的LED射灯(5)。
6.根据权利要求1所述的基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,所述通用型大功率LED驱动器(3)包括嵌入式ARM处理器(41)、PWM发生器(42)、RS485收发器(43)、多路LED恒流驱动模块(44)、存储器(45)、DMX512接P (46)、电源(47)、输出端P(48),所述的通用型大功率LED驱动器(3)基于DMX512通讯协议,直接与嵌入式灯光同步控制器(I)和室内气氛照明控制器(2)连接,用于驱动大功率LED射灯(5)。
7.根据权利要求6所述的基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,所述的大功率LED的变色控制方式为PWM发生器(42)和恒流驱动电路(44)控制,LED恒流驱动模块集成多路线性恒流电路,分别驱动红、绿、蓝三色大功率LED,通过对PWM端口的控制可实现红、绿、蓝亮度的变化。
8.根据权利要求1所述的基于WIFI模块的LED射灯照明控制系统,其特征在于,所述的PWM发生器(42)使用单片机、ARM、CPLD, FPGA来产生,所述大功率LED的恒流驱动电路(44)采用线性恒流电路,由大功率MOSFET,高速运算放大器及其它器件组成。
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