CN105101557A - 一种远程无线控制的多功能路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种远程无线控制的多功能路灯，包括桥接器和路灯，所述桥接器与所述路灯无线连接；所述路灯内设置有协调器和路由器，所述协调器与所述路由器连接，所述路灯设置有多个，多个所述路灯内的路由器相互无线连接；所述路灯内还设置有接收发射电路，所述接收发射电路分别与其所在路灯内的所述路由器和协调器无线连接。相对现有技术，本发明远程无线控制、运行稳定，且能调光调色。

Description

一种远程无线控制的多功能路灯

技术领域

本发明涉及路灯技术领域，特别涉及一种远程无线控制的多功能路灯。

背景技术

zigbee是基于IEEE802.14.4标准的低功耗局域网无线通信协议。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。工作频率为2.4GHZ，传输距离为140米左右。

zigbee协议根据功能不同，将设备分为协调器，路由器，终端节点。协调器负责组网功能，一个zigbee网络只能有一个协调器，协调器也具有转发数据报的功能。路由器接收和转发无线数据包，终端节点可以通过路由节点连入网络。终端节点即我们需要控制的设备，如路灯。zigbee组网类型有树型，终端节点与路由节点或协调器相连，路由节点不能互联。星型，终端节点都与协调器直接相连。网状型，终端节点与路由节点或协调器相连，路由节点可以互联。

现有技术中的Zigbee技术路灯，结构简单，稳定性差，不能保证有效的控制和远程控制，且无法调光调色等多功能有效控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种远程无线控制、运行稳定，且能调光调色的多功能路灯。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种远程无线控制的多功能路灯，包括桥接器和路灯，所述桥接器与所述路灯无线连接；所述路灯内设置有协调器和路由器，所述协调器与所述路由器连接，所述路灯设置有多个，多个所述路灯内的路由器相互无线连接；所述路灯内还设置有接收发射电路，所述接收发射电路分别与其所在路灯内的所述路由器和协调器无线连接；

所述桥接器，用于接收外部绑定信号，并将绑定信号传输给协调器；还用于将路由器和接收发射电路的设备ID传输至外部控制装置；还用于接收外部控制信号，并将控制信号传输给协调器；

所述协调器，用于将绑定信号传输给与其相连的接收发射电路和路由器；还用于将设备ID发送至桥接器；还用于将控制信号传输给与其相连的接收发射电路和路由器；

所述路由器，用于将绑定信号传输至不同路灯内的路由器，不同路灯内的路由器再将绑定信号传输至其所在路灯内的接收发射电路；还用于根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器；还用于将控制信号传输至不同路灯内的路由器，不同路灯内的路由器再将控制信号传输至其所在路灯内的接收发射电路；

所述接收发射电路，用于根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器；还用于根据控制信号进行调节路灯的亮度与颜色。

本发明的有益效果是：通过桥接器、路由器、协调器和接收发射电路的运作，实现对路灯的远程控制，并能对指定路灯进行调光和调色，使得路灯适应天气变化，以及根据需要进行个性化调整，能提升路灯丰富应用的同时降低了能耗。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述路灯包括灯杆和灯体，所述灯体固定置于所述灯杆上。

进一步，所述灯体包括外壳、铝基板、灯罩和多个灯珠，所述灯罩密封固定置于所述外壳的下端，且所述灯罩和所述外壳之间设置有腔体，所述铝基板置于所述腔体内，多个所述灯珠的嵌在所述铝基板上；所述接收发射电路处于所述铝基板的一侧，所述接收发射电路与多个所述灯珠通过线路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：接收发射电路与多个所述灯珠通过线路连接能提升无线控制的效率；铝基板能加快灯珠散热，延长灯珠的使用寿命。

进一步，所述外壳对应所述铝基板处由金属制成，所述外壳对应所述接收发射电路处由塑料制成。

采用上述进一步方案的有益效果是：外壳对应所述接收发射电路处由塑料制成，能有效避免金属外壳对无线信号的干扰，提升接收发射电路与路由器和协调器无线连接的顺畅性；再者外壳对应所述铝基板处由金属制成，能有延长灯体使用寿命。

进一步，所述接收发射电路包括Zigbee无线发射模块和Zigbee无线接收模块，所述Zigbee无线发射模块分别与所述协调器和路由器无线连接，所述Zigbee无线接收模块与所述路由器无线连接。

进一步，所述Zigbee无线发射模块包括主控单元、第一Zigbee处理器、第一功率放大器、网络接口、第一电源和第一天线，所述主控单元、第一Zigbee处理器、第一功率放大器和第一天线依次相连，所述第一电源分别与所述主控单元、第一Zigbee处理器、第一功率放大器和网络接口连接，所述主控单元与所述网络接口连接。

进一步，所述Zigbee无线接收模块包括第二天线、第二Zigbee处理器、第二功率放大器、驱动装置和第二电源，所述第二天线、第二Zigbee处理器、第二功率放大器和驱动装置依次连接，所述驱动装置与多个所述灯珠连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：Zigbee无线发射模块和Zigbee无线接收模块通过Zigbee网络连接，提升网络连接效率和稳定性，Zigbee无线发射模块和Zigbee无线接收模块分别进行信号接收和发射，避免信号干扰、提升无线控制的精准性。

进一步，所述驱动装置与多个所述灯珠之间设置有大浪涌保护电路。

进一步，所述大浪涌保护电路包括保险丝F1、压敏电阻RV1、整流桥DB1、电容C1、电感L1和电感L2，所述保险丝F1的一端与电源零线连接，另一端与所述整流桥DB1的第二输入端连接，所述压敏电阻RV1的一端分别与电源火线和整流桥DB1的第一输入端连接，所述压敏电阻RV1的另一端与整流桥DB1的第二输入端连接；所述整流桥DB1的第三输出端与电感L1连接，所述整流桥DB1的第四输出端与所述灯珠的一端连接，所述电容C1串联在所述整流桥DB1的第三输出端和第四输出端之间；所述灯珠的另一端与电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述电感L1连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：大浪涌保护电路能有效保护灯珠，能有效避免灯珠受雷击影响，保证灯珠运行的稳定性，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种远程无线控制的多功能路灯的结构示意图；

图2为本发明一种远程无线控制的多功能路灯的模块框图；

图3为灯体的结构示意图；

图4为Zigbee无线发射模块的模块框图；

图5为Zigbee无线接收模块的模块框图；

图6为大浪涌保护电路的电路原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、桥接器，2、路灯，3、协调器，4、路由器，5、灯杆，6、灯体，7、外壳，8、铝基板，9、灯罩，10、灯珠，11、接收发射电路，12、主控单元，13、第一Zigbee处理器，14、第一功率放大器，15、网络接口，16、第一电源，17、第一天线；18、第二天线，19、第二Zigbee处理器，20、第二功率放大器，21、驱动装置，22、第二电源。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图6所示，一种远程无线控制的多功能路灯，包括桥接器1和路灯2，所述桥接器1与所述路灯2无线连接；所述路灯2内设置有协调器3和路由器4，所述协调器3与所述路由器4连接，所述路灯2设置有多个，多个所述路灯2内的路由器4相互无线连接；所述路灯2内还设置有接收发射电路11，所述接收发射电路11分别与其所在路灯2内的所述路由器4和协调器3无线连接；

所述桥接器1，用于接收外部绑定信号，并将绑定信号传输给协调器3；还用于将路由器4和接收发射电路11的设备ID传输至外部控制装置；还用于接收外部控制信号，并将控制信号传输给协调器3；

所述协调器3，用于将绑定信号传输给与其相连的接收发射电路11和路由器4；还用于将设备ID发送至桥接器1；还用于将控制信号传输给与其相连的接收发射电路11和路由器4；

所述路由器4，用于将绑定信号传输至不同路灯2内的路由器4，不同路灯2内的路由器4再将绑定信号传输至其所在路灯2内的接收发射电路11；还用于根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器3；还用于将控制信号传输至不同路灯2内的路由器4，不同路灯2内的路由器4再将控制信号传输至其所在路灯2内的接收发射电路11；

所述接收发射电路11，用于根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器3；还用于根据控制信号进行调节路灯2的亮度与颜色。

优选的，所述路灯2包括灯杆5和灯体6，所述灯体6固定置于所述灯杆5上。

优选的，所述灯体6包括外壳7、铝基板8、灯罩9和多个灯珠10，所述灯罩9密封固定置于所述外壳7的下端，且所述灯罩9和所述外壳7之间设置有腔体，所述铝基板8置于所述腔体内，多个所述灯珠10的嵌在所述铝基板8上；所述接收发射电路11处于所述铝基板8的一侧，所述接收发射电路11与多个所述灯珠10通过线路连接。

优选的，所述外壳7对应所述铝基板8处由金属制成，所述外壳7对应所述接收发射电路11处由塑料制成。

优选的，所述接收发射电路11包括Zigbee无线发射模块和Zigbee无线接收模块，所述Zigbee无线发射模块分别与所述协调器3和路由器4无线连接，所述Zigbee无线接收模块与所述路由器4无线连接。

优选的，所述Zigbee无线发射模块包括主控单元12、第一Zigbee处理器13、第一功率放大器14、网络接口15、第一电源16和第一天线17，所述主控单元12、第一Zigbee处理器13、第一功率放大器14和第一天线17依次相连，所述第一电源16分别与所述主控单元12、第一Zigbee处理器13、第一功率放大器14和网络接口15连接，所述主控单元12与所述网络接口15连接。

优选的，所述Zigbee无线接收模块包括第二天线18、第二Zigbee处理器19、第二功率放大器20、驱动装置21和第二电源22，所述第二天线18、第二Zigbee处理器19、第二功率放大器20和驱动装置21依次连接，所述驱动装置21与多个所述灯珠10连接。

优选的，所述驱动装置21与多个所述灯珠10之间设置有大浪涌保护电路。

优选的，所述大浪涌保护电路包括保险丝F1、压敏电阻RV1、整流桥DB1、电容C1、电感L1和电感L2，所述保险丝F1的一端与电源零线连接，另一端与所述整流桥DB1的第二输入端连接，所述压敏电阻RV1的一端分别与电源火线和整流桥DB1的第一输入端连接，所述压敏电阻RV1的另一端与整流桥DB1的第二输入端连接；所述整流桥DB1的第三输出端与电感L1连接，所述整流桥DB1的第四输出端与所述灯珠10的一端连接，所述电容C1串联在所述整流桥DB1的第三输出端和第四输出端之间；所述灯珠10的另一端与电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述电感L1连接。

本装置的运作原理：用于接收外部绑定信号，并将绑定信号传输给协调器3，所述协调器3将绑定信号传输给与其相连的接收发射电路11和路由器4；所述路由器4将绑定信号传输至不同路灯2内的路由器4，不同路灯2内的路由器4再将绑定信号传输至其所在路灯2内的接收发射电路11,根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器3，所述接收发射电路11根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器3；协调器3将设备ID发送至桥接器1，桥接器1将路由器4和接收发射电路11的设备ID传输至外部控制装置；

桥接器1接收外部控制信号，并将控制信号传输给协调器3；协调器3将控制信号传输给与其相连的接收发射电路11和路由器4；路由器4将控制信号传输至不同路灯2内的路由器4，不同路灯2内的路由器4再将控制信号传输至其所在路灯2内的接收发射电路11；接收发射电路11根据控制信号进行调节路灯2的亮度与颜色。

实施例2：

本系统中采用的zigbee协议栈为TI的zstack协议栈，芯片为CC2530，采用的TCP/IP协议栈为UIP协议栈，芯片为stm32F103；将带协调器功能的CC2530芯片与stm32芯片通过rs485协议连接，然后封装在一个主控盒里，作为网关设备；当网关设备收到一个app发过来的绑定命令“0x01bind”后，协调器3通过广播的方式将命令发送给与之相连的其他路由器4和接收发射电路11，路由器4会将这命令转发给其他的接收发射电路11或路由器4。当路由器4或接收发射电路11收到绑定命令后，获取自己设备的ID，然后通过单播的方式发送给协调器3，然后再发送给app；app控制灯时，发送控制命令，命令中包含设备的8个字节的ID，然后3个字节的rgb颜色值，命令为40个字节，未使用的字节初始化为0，协调器3通过广播的方式将控制命令发送给所有节点；接收发射电路11或路由器4收到控制命令后解析命令，然后利用接收到的数据通过定时器实现pwm功能来调节灯的亮度与颜色。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：包括桥接器（1）和路灯（2），所述桥接器（1）与所述路灯（2）无线连接；所述路灯（2）内设置有协调器（3）和路由器（4），所述协调器（3）与所述路由器（4）连接，所述路灯（2）设置有多个，多个所述路灯（2）内的路由器（4）相互无线连接；所述路灯（2）内还设置有接收发射电路（11），所述接收发射电路（11）分别与其所在路灯（2）内的所述路由器（4）和协调器（3）无线连接；

所述桥接器（1），用于接收外部绑定信号，并将绑定信号传输给协调器（3）；还用于将路由器（4）和接收发射电路（11）的设备ID传输至外部控制装置；还用于接收外部控制信号，并将控制信号传输给协调器（3）；

所述协调器（3），用于将绑定信号传输给与其相连的接收发射电路（11）和路由器（4）；还用于将设备ID发送至桥接器（1）；还用于将控制信号传输给与其相连的接收发射电路（11）和路由器（4）；

所述路由器（4），用于将绑定信号传输至不同路灯（2）内的路由器（4），不同路灯（2）内的路由器（4）再将绑定信号传输至其所在路灯（2）内的接收发射电路（11）；还用于根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器（3）；还用于将控制信号传输至不同路灯（2）内的路由器（4），不同路灯（2）内的路由器（4）再将控制信号传输至其所在路灯（2）内的接收发射电路（11）；

所述接收发射电路（11），用于根据绑定信号获取其设备ID，并将设备ID发送至协调器（3）；还用于根据控制信号进行调节路灯（2）的亮度与颜色。

2.根据权利要求1所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述路灯（2）包括灯杆（5）和灯体（6），所述灯体（6）固定置于所述灯杆（5）上。

3.根据权利要求2所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述灯体（6）包括外壳（7）、铝基板（8）、灯罩（9）和多个灯珠（10），所述灯罩（9）密封固定置于所述外壳（7）的下端，且所述灯罩（9）和所述外壳（7）之间设置有腔体，所述铝基板（8）置于所述腔体内，多个所述灯珠（10）的嵌在所述铝基板（8）上；所述接收发射电路（11）处于所述铝基板（8）的一侧，所述接收发射电路（11）与多个所述灯珠（10）通过线路连接。

4.根据权利要求3所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述外壳（7）对应所述铝基板（8）处由金属制成，所述外壳（7）对应所述接收发射电路（11）处由塑料制成。

5.根据权利要求1所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述接收发射电路（11）包括Zigbee无线发射模块和Zigbee无线接收模块，所述Zigbee无线发射模块分别与所述协调器（3）和路由器（4）无线连接，所述Zigbee无线接收模块与所述路由器（4）无线连接。

6.根据权利要求5所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述Zigbee无线发射模块包括主控单元（12）、第一Zigbee处理器（13）、第一功率放大器（14）、网络接口（15）、第一电源（16）和第一天线（17），所述主控单元（12）、第一Zigbee处理器（13）、第一功率放大器（14）和第一天线（17）依次相连，所述第一电源（16）分别与所述主控单元（12）、第一Zigbee处理器（13）、第一功率放大器（14）和网络接口（15）连接，所述主控单元（12）与所述网络接口（15）连接。

7.根据权利要求5所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述Zigbee无线接收模块包括第二天线（18）、第二Zigbee处理器（19）、第二功率放大器（20）、驱动装置（21）和第二电源（22），所述第二天线（18）、第二Zigbee处理器（19）、第二功率放大器（20）和驱动装置（21）依次连接，所述驱动装置（21）与多个所述灯珠（10）连接。

8.根据权利要求7所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述驱动装置（21）与多个所述灯珠（10）之间设置有大浪涌保护电路。

9.根据权利要求8所述一种远程无线控制的多功能路灯，其特征在于：所述大浪涌保护电路包括保险丝F1、压敏电阻RV1、整流桥DB1、电容C1、电感L1和电感L2，所述保险丝F1的一端与电源零线连接，另一端与所述整流桥DB1的第二输入端连接，所述压敏电阻RV1的一端分别与电源火线和整流桥DB1的第一输入端连接，所述压敏电阻RV1的另一端与整流桥DB1的第二输入端连接；所述整流桥DB1的第三输出端与电感L1连接，所述整流桥DB1的第四输出端与所述灯珠（10）的一端连接，所述电容C1串联在所述整流桥DB1的第三输出端和第四输出端之间；所述灯珠（10）的另一端与电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述电感L1连接。