CN105323926A - 一种调光系统与方法 - Google Patents
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Abstract
设计一种调光系统，包括通过负载电力线串联的调光控制器和LED灯具，其中所述调光控制器被配置为通过所述负载电力线发送数字控制指令给LED灯具，并基于此负载电力线与所述LED灯具形成单线式供电回路，在传统的电工布线要求下，解决了传统开关和调光开关在单火线回路中无法实现LED灯具亮度、色温和色彩的控制的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能照明控制领域，特别是一种电力线式调光系统，在不改变传统的电工布线要求下，通过负载电力线传输数字控制指令，利用控制器控制LED灯具亮度、色温和色彩的控制。
背景技术
随着半导体照明技术的发展，LED灯具已经越来越普及，特别是普通家庭已经开始大面积使用LED照明，LED照明节能、个性、可控的优势也得到了充分的体现，用户对LED照明的认可度也大幅提升。但是，传统的墙面式开关具有较好的用户体验，但是无法实现对LED照明亮度、色温甚至色彩等光效的均匀控制，这大大限制了LED灯具的优势。
传统电力线载波通信(PLC)方式必须要有零、火线才能收发数字信号，无线通信也需要零火线供电。虽然可控硅调光技术可以满足单火线的供电，但是一方面不能实现数字信号的传输，另一方面必须要求控制面板的待机功耗非常底(微安级)，否则会引起LED灯具的闪烁，因此可控硅调光只适合于白炽灯调光，而不适合LED灯具。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题提出了一种调光系统，基于习知负载电力线设置了LED灯具和基于负载电力线向其传输数字控制信号的调光控制器。在本发明实施例中，调光控制器与各个LED灯具之间通过电力线电性连接，LED灯具利用电力线接收来自所述调光控制器的数字控制指令并执行相应的动作。同时，所述调光控制器与LED灯具形成单回路架构，实现对LED灯具的单火线供电。
例如，可设计一种基于负载电力线传输的无线调光系统，在前述架构上增设无线控制装置，所述的无线控制装置与调光控制器之间通过无线方式连接，而所述调光控制器与LED灯具之间通过电力线电性连接。其中该调光控制器具有无线通信模块，被配置为通过无线方式接收来自所述的无线控制装置的控制指令以及发送相应的反馈信息。例如，又可设计通过机电方式实现的调光系统，用户可通过设置在室内建筑面内的面板界面来进行手动控制。
为了实现上述方式，在本发明一个实施例中，一种调光系统包括通过负载电力线串联的调光控制器和LED灯具，其中所述调光控制器被配置为通过所述负载电力线发送数字控制指令给LED灯具，并基于此负载电力线与所述LED灯具形成单线式供电回路。
进一步地，所述调光控制器是电性耦合于一个用户可触控式界面，以响应于用户的触控来产生相应的数字控制指令。其中，电性耦合可以是集成电路的连接方式，也可以是通信交互的连接方式，或者其他电磁连接方式。
在一个较佳例子中，上述用户可触控式界面是以微波、电磁或光电方式连接所述调光控制器。该界面可包括无线连接所述调光控制器的无线控制装置，而所述调光控制器与LED灯具之间仍通过电力线电性连接，被配置为通过远端无线控制方式实现触控。其中该调光控制器具有无线通信模块，被配置为通过无线方式接收来自所述的无线控制装置的控制指令以及发送相应的反馈信息。调光控制器与LED灯具形成单回路架构，满足无线通信模块的供电要求。
进一步来说，所述的调光控制器可设有上行和下行通信链路，上行链路采用无线通信方式，与远端无线控制装置连接并可实现自动组网，下行链路则采用负载电力线承载数字信号传输方式，与所述的LED灯具进行单向信号传输和供电，以符合习知电工布线要求。
在另一个较佳例子中，所述用户可触控式界面是以电缆或负载电力线方式集成于所述调光控制器，该界面可包括机械式调光开关，被配置为通过手动开关控制方式实现触控，例如通过手动旋钮调节开关控制方式改变所述LED灯具的发光状态。或者，使用触摸按键或触摸滑动式面板，用户可通过触摸控制改变所述的LED灯具的发光状态。
在上述例子里，调光控制器可实现对所述的LED灯具亮度、色温和色彩的状态控制，以实现单一或任意组合的灯光效果。进一步，所述的LED灯具可以是一个或者多个并联，但不超过所述的调光控制器的最大承载功率负荷。
其中，所述无线控制装置可以是具备自动运算功能的计算设备，或者也可选用专用的遥控器。该计算设备或遥控器内设有无线控制开关或触控荧幕，或者可以是整体部件，例如智能手环或嵌入在单片机内的软件。所述无线控制装置与调光控制器之间的无线通信方式可以是ZigBee或Zwave方式等。
在本发明另一个实施例中，这种调光系统的调光方法可包括：通过负载电力线向LED灯具发送数字控制指令，并通过单线式供电回路向所述LED灯具供电。
其中，为所述LED灯具设置一个附接供电回路(例如旁设并联方式)电路以实现所述单线式供电回路。
本发明的调光系统通过负载侧的电力线传输数字控制指令，利用控制器控制LED灯具亮度、色温和色彩的控制，其技术效果突出。例如，可通过原位替换原有开关，在传统的电工布线要求下，解决了传统开关和调光开关在单火线回路中无法实现LED灯具亮度、色温和色彩的控制的问题，利用所述的调光控制器与所述的LED灯具之间的电力线传输控制指令，LED灯具接收控制指令并执行相应的动作。基于本发明实施例实现的无线调光系统可通过无线通信和负载侧的电力线数字传输方式，利用(例如)手机内嵌运行程序和墙面内嵌控制器共同控制LED灯具亮度、色温和色彩的控制。同时，解决了传统开关和调光开关在单火线回路中无法实现LED灯具亮度、色温和色彩的无线控制的问题。
附图说明
图1为本发明实施例调光系统的系统示意图；
图2为本发明实施例调光控制器的供电原理图；
图3为本发明实施例调光控制器的组成示意图；
图4为本发明实施例采用Wi-Fi无线通信方式的系统示意图；
图5为本发明实施例采用ZigBee无线通信方式的系统示意图；
图6为本发明实施例采用Bluetooth无线通信方式的系统示意图；
图7为本发明实施例基于负载电力线传输的无线控制器的组成示意图。
具体实施方式
按照图1，调光系统包括调光控制器1和LED灯具24。所述的调光控制器1与所述的LED灯具2之间通过用户负载电力线电性连接，所述的调光控制器1利用连接其负载输出端的电力线28传输数字控制指令给所述的LED灯具24，利用负载侧电力线AC220V交流电的正弦波在过零点处传输数字控制信号，数字控制信号可采用特定的编码方式。LED灯具24利用电力线接收来之所述的调光控制器1的数字控制指令并执行相应的动作，例如实现亮度、色温和色彩的状态改变，以及单一或任意组合的灯光效果。
按照图2，所述的调光控制器1与LED灯具24形成单回路，所述的调光控制器1内部的供电回路101通过所述的LED灯具24内的一个附接供电回路241实现单火线供电。
按照图3，所述的调光控制器包含了供电回路241、电力线数字信号传输回路242和人机控制装置33，所述的供电回路241为人机控制装置33提供单火线供电，所述的电力线数字信号传输回路242将所述的人机控制装置33输出的数字控制指令输送到电力线上，所述的人机控制装置33是包含了人机交互和控制信号发生装置，人机交互包含了手动机械开关、手动旋钮、触摸按键或触摸滑动，以及任意组合实现。
基于本发明实施例可实现对LED灯具24的调光方法，包括：
步骤1、调光控制器1通过习知负载电力线28向各个LED灯具24发送数字控制指令，并通过单线式供电回路向所述LED灯具供电。其中在调光控制器1内设置供电回路241，用于向LED灯具提供工作电力，在LED灯具24内设置附接供电回路242，电力线火线28通过供电回路241和附接供电回路242接入零线以形成单火线回路；
步骤2、在所述单火线回路上形成数字信号传输回路242，将数字控制指令输送到电力线28上。
按照图4，在一个实施例中，调光系统可包括客户端11、服务器12、无线路由器13、调光控制器1和LED灯具24。所述的客户端1与所述的服务器12之间通过互联网连接，所述的服务器12与所述的无线路由器13之间通过互联网连接，所述的无线路由器13与所述的调光控制器1之间通过Wi-Fi方式连接，所述的调光控制器1与所述的LED灯具24之间通过电力线连接。所述的客户端11通过互联网将用户的控制指令发送给所述的服务器12，所述的服务器12通过互联网将控制指令转发给所述的调光控制器1，所述的调光控制器1利用连接其负载输出端的电力线28传输数字控制指令给所述的LED灯具24，利用负载侧电力线AC220V交流电的正弦波在过零点时刻传输数字信号。
其中，LED灯具24利用电力线28接收来自调光控制器1的数字控制指令并执行相应的动作，实现亮度、色温和色彩的状态改变，以及单一或任意组合的灯光效果。所述的调光控制器1将执行的结果通过Wi-Fi方式发送给所述的服务器12，所述的服务器12再将反馈信号发送给所述的客户端11。
在另一个实例中，按照图5，调光系统可包括客户端21、服务器22、无线路由器23、ZigBee网关27、调光控制器1和LED灯具24。所述的客户端21与服务器22之间通过互联网(例如，WLAN协议)连接，所述的服务器22与无线路由器23之间通过互联网连接，所述的无线路由器23与ZigBee网关27之间通过TCP/IP协议方式连接，所述的ZigBee网关27与调光控制器1之间通过ZigBee连接，多个调光控制器1之间可通过MESH形式组网。
所述的调光控制器1与LED灯具24之间通过电力线连接。客户端21通过互联网将用户的控制指令发送给所述的服务器22，服务器22又通过互联网将控制指令转发给所述的ZigBee网关27，ZigBee网关27通过ZigBee网络将指令转发给所述的调光控制器1。调光控制器1利用连接其负载输出端的电力线28传输数字控制指令给所述的LED灯具24。
LED灯具24利用电力线28接收来自调光控制器1的数字控制指令并执行相应的动作，例如实现其亮度、色温和色彩的状态改变，以及单一或任意组合的灯光效果。调光控制器1将执行的结果通过ZigBee方式发送给所述的ZigBee网关27。ZigBee网关27将反馈信号发送给所述的服务器22，所述的服务器22再将反馈信号发送给所述的客户端21。
在又一个实例中，按照图6，调光系统可包括客户端31、调光控制器1和LED灯具24。客户端31与所述的调光控制器1之间通过蓝牙连接。调光控制器1与所述的LED灯具24之间通过负载电力线连接。
客户端31可直接通过蓝牙方式发送控制指令给所述的调光控制器1，调光控制器1利用连接其负载输出端的电力线28传输数字控制指令给所述的LED灯具24。所述的调光控制器1将执行的结果通过蓝牙方式发送给客户端31。
按照图7，调光控制器1包含了供电回路241、电力线数字信号传输回路242、无线通信装置43和人机交互装置44。所述的供电回路41为无线通信装置43和所述的人机交互装置44提供单火线回路形式的供电，所述的电力线数字信号传输回路42将所述的无线通信装置43输出的数字控制指令输送到电力线28上，所述的无线通信装置43通过无线方式接收和反馈控制信息，以及接收来自所述的人机交互装置44的控制信号，所述的人机交互装置44可采用手动机械开关、手动旋钮、触摸按键或触摸滑动，以及任意组合实现。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种调光系统，其特征在于，包括通过负载电力线串联的调光控制器和LED灯具，其中所述调光控制器被配置为通过所述负载电力线发送数字控制指令给LED灯具，并基于此负载电力线与所述LED灯具形成单线式供电回路。
2.根据权利要求1所述的调光系统，其特征在于，所述调光控制器是电性耦合于一个用户可触控式界面，以响应于用户的触控来产生相应的数字控制指令。
3.根据权利要求2所述的调光系统，其特征在于，所述用户可触控式界面包括无线连接所述调光控制器的无线控制装置，被配置为通过远端无线控制方式实现所述触控。
4.根据权利要求2所述的调光系统，其特征在于，所述用户可触控式界面包括机械调光开关，被配置为通过手动开关控制方式实现所述触控。
5.根据权利要求2至4之任一项所述的调光系统，其特征在于，所述触控包括了对LED灯具的亮度、色温和色彩的状态控制中之一者或任意组合。
6.根据权利要求1所述的调光系统，其特征在于，多个LED灯具之间是在同一负载电力线上满足所述调光控制器的最大承载功率负荷下，通过并联方式接入同一调光控制器。
7.一种调光方法，其特征在于包括：
通过负载电力线向LED灯具发送数字控制指令，并通过单线式供电回路向所述LED灯具供电。
8.根据权利要求7所述的调光方法，其特征在于又包括：为所述LED灯具设置附接供电回路以实现所述单线式供电回路。
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