CN105611700A - 一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统，包括信标发射单元、若干照明终端组群、分布式Wi-Fi网络、服务器处理模块和显示与管理模块，所述信标发射单元与所述照明终端组群无线连接，所述照明终端组群通过分布式Wi-Fi网络与服务器处理模块连接，所述显示与管理模块与服务器处理模块连接。本发明可以实时收集照明终端组群中的检测数据，提高了对用户的定位准确度，并根据管理员的预先设定对收集到的数据进行智能化管理和分析，有效实现对照明系统的智能管理和控制；本发明误判率低、操作简单、寿命长、使用便捷，大大减少了电力资源浪费，切实满足了实际应用的需求。

Description

一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统

技术领域

本发明涉及照明控制技术领域，具体涉及一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统。

背景技术

在经济高速发展的中国，资源短缺的状况表现得尤为突出，中国想要实现社会经济可持续发展，就必须坚持落实节能环保的方针。而据官方统计，我国每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12％～15％，如何节约照明电能消耗成为当前最重要的社会问题之一。

传统的照明系统采用传统的手动控制器或控制开关进行控制，控制麻烦，且节能效果不佳，因此目前针对走廊、楼道、厕所等人员流动性大的场所通常安装声音控制(简称声控)、红外线控制或触摸控制等智能照明系统进行控制以达到节约电能的目的。

声控照明系统是其中最常见一种节能照明系统，由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路、灯的本体组成。它通过麦克风把声音信号换转为电信号，然后通来放大电路放大到必要的功率以控制开关电路，从而控制灯的开关。然而现有的声控照明系统对声音分贝大小的敏感程度没有特定的标准，人在走近时，发出的声音分贝大小何时达到开灯的标准也是不确定的，且容易受打雷下雨等自然声响的影响，甚至发生声控制失效的情况，浪费了电力资源，此外，针对人员流动较大的场所通常只需要特定区域内的灯可以照明即可，而现有的声控照明系统常常由于判断误差而出现几个区域同时打开的情况，因此造成极大的电力资源浪费。

然而其他的智能照明系统也存在许多问题：如设计不合理而导致频繁地启动、关断，其内部的冲击电压对灯具的损害较大，大大缩短了传统灯具的使用寿命，此外现有的智能照明系统，对声音、用户红外线的感应不够灵敏，容易发生误判，且操作麻烦、使用寿命短，因此未能很好地满足实际应用的需要。

发明内容

本发明提供了一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统，以解决现有技术中存在的电力浪费大、误判率高、操作麻烦以及使用寿命短的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统，包括信标发射单元、若干照明终端组群、分布式Wi-Fi网络、服务器处理模块和显示与管理模块，所述信标发射单元与所述照明终端组群无线连接，所述照明终端组群通过分布式Wi-Fi网络与服务器处理模块连接，所述显示与管理模块与服务器处理模块连接。

进一步的，每个所述照明终端组群包括无线AP接入点、光强数据采集模块以及若干照明终端，所述光强数据采集模块和所述照明终端均与所述无线AP接入点连接，所述照明终端还与所述信标发射单元无线连接，所述无线AP接入点与所述分布式WIFI网络连接。

进一步的，每个所述照明终端包括依次连接的光源、开关控制器和Wi-Fi通信模块，所述Wi-Fi通信模块分别与所述无线AP接入点和所述信标发射单元连接。

进一步的，所述开关控制器为光耦继电器。

进一步的，所述Wi-Fi通信模块为Wi-Fi信号检测节点，检测所述信标发射单元的信号强度。

进一步的，所述光强数据采集模块为光强传感器。

进一步的，所述分布式Wi-Fi网络包括若干无线接入控制器和与所述无线接入控制器连接的若干路由器，所述无线接入控制器与所述照明终端组群连接，所述路由器与所述服务器处理模块连接。

进一步的，所述服务器处理模块包括依次连接的通信单元、中央处理单元和存储单元，所述通信单元与所述分布式Wi-Fi网络连接，所述中央处理单元还与所述显示与管理模块连接。

进一步的，所述显示与管理模块包括实时显示单元和管理单元。

本发明提供的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，通过设置信标发射单元发送无线信标，通过照明终端组群中的照明终端进行检测，获取信号强度，并将该信号强度信息通过分布式Wi-Fi网络上传至服务器处理模块进行处理，得到得出用户的准确位置以及控制信息，并将控制信息回传给照明终端以控制光源的开断，同时将上述控制信息输出至显示与管理模块，便于管理员实时查看数据，并进行设置和管理。本发明可以实时收集照明终端组群中的检测数据，提高了对用户的定位准确度，并根据管理员的预先设定对收集到的数据进行智能化管理和分析，有效实现对照明系统的智能管理和控制；本发明误判率低、操作简单、寿命长、使用便捷，大大减少了电力资源浪费，切实满足了实际应用的需求。

附图说明

图1是本发明基于Wi-Fi网络的照明控制系统的结构示意图；

图2是本发明照明终端组群的结构示意图；

图3是本发明照明终端的结构示意图；

图4是本发明Wi-Fi信号检测节点的工作流程图；

图5是本发明分布式Wi-Fi网络的结构示意图；

图6是本发明服务器处理模块的结构示意图；

图7是本发明中央处理单元的工作流程图。

图中所示：1、信标发射单元；2、照明终端组群；21、无线AP接入点；22、光强数据采集模块；23、照明终端；231、光源；232、开关控制器；233、Wi-Fi通信模块；3、分布式Wi-Fi网络；31、无线接入控制器；32、路由器；4、服务器处理模块；41、通信单元；42、中央处理单元；43、存储单元；5、显示与管理模块；51、实时显示单元；52、管理单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

如图1所示，本发明提供了一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统，包括信标发射单元1、若干照明终端组群2、分布式Wi-Fi网络3、服务器处理模块4和显示与管理模块5，所述信标发射单元1与所述照明终端组群2无线连接，所述照明终端组群2通过分布式Wi-Fi网络3与服务器处理模块4连接，所述显示与管理模块5与服务器处理模块4连接。具体的，信标发射单元1为带有无线上网功能的手机，可以发射无线信标，且该无线信标与用户一一对应，其对应的信号强度被照明终端组群2检测到，并通过分布式Wi-Fi网络3发送至服务器处理模块4进行数据处理，获取用户的位置信息，进行精确定位，同时将该位置信息通过显示与管理模块5进行显示和人工管理。

Wi-Fi技术是一种20世纪末发展起来的无线局域网技术，它通过无线网卡与无线接入点构成无线通信网络。Wi-Fi网络具有传输速度快、覆盖范围广以及部署简单的特点。在开放性区域内，Wi-Fi的通信距离达到三百米甚至以上，在封闭空间内，Wi-Fi的通信距离也能达到一百米。并且能够与现有网络进行有效整合，且成本较低，因此广泛应用于家庭及公共场所。

如图2-3所示，每个所述照明终端组群2包括无线AP接入点21、光强数据采集模块22以及若干照明终端23，所述光强数据采集模块22和所述照明终端23均与所述无线AP接入点21连接，所述照明终端23还与所述信标发射单元1无线连接，所述无线AP接入点21与所述分布式Wi-Fi网络3连接。照明终端23检测周围无线信标的信号强度，并将该信号强度信息上传至无线AP接入点21，并通过分布式Wi-Fi网络3发送至服务器处理模块4。优选的，所述光强数据采集模块22为光强传感器，具体为BH1750FVI数字式光强传感器，用于实时采集对应照明终端组群2所有照明终端的光照强度，并通过无线AP接入点21和分布式Wi-Fi网络3上传至服务器处理模块4。每个所述照明终端23包括依次连接的光源231、开关控制器232和Wi-Fi通信模块233，所述Wi-Fi通信模块233分别与所述无线AP接入点21和所述信标发射单元1连接，所述开关控制器232为光耦继电器，所述Wi-Fi通信模块233为Wi-Fi信号检测节点，检测所述信标发射单元1的信号强度，并将检测数据上传至无线AP接入点21后通过分布式Wi-Fi网络3发送至服务器处理模块4。如图4所示，Wi-Fi信号检测节点的工作原理如下：首先启动节点，寻找并与最近的无线AP接入点21建立无线连接；接着实时扫描周围的无线信标，并检测其信号强度；然后将该信息上传至服务器处理模块4，同时等待接收服务器处理模块4回传的控制命令，并根据该命令控制开关控制器232，以此控制光源231的开关状态。需要说明的是：Wi-Fi通信模块233上传的数据包含有光源232目前的状态、无线信标的列表及其信号强度，服务器处理模块4返回的控制命令只包含‘开’和‘关’两种指令。

如图5所示，所述分布式Wi-Fi网络3包括若干无线接入控制器31和与所述无线接入控制器31连接的若干路由器32，所述无线接入控制器31与所述照明终端组群2连接，所述路由器32与所述服务器处理模块4连接。无线接入控制器31和路由器32负责将照明终端组群2上传的检测数据传送给服务器处理模块4，同时将服务器处理模块4的控制命令发送给照明终端组群2控制照明终端的照明状态。

如图6所示，所述服务器处理模块4包括依次连接的通信单元41、中央处理单元42和存储单元43，所述通信单元41与所述分布式Wi-Fi网络3连接，所述中央处理单元42还与所述显示与管理模块5连接。通信单元41通过分布式Wi-Fi网络3和无线AP接入点21与照明终端23保持连接，负责汇总各个照明终端23以及光强数据采集模块22的检测数据，发送至中央处理单元42，中央处理单元42对收到的数据进行分析处理，得到用户的位置信息以及控制命令，并将其写入存储单元43进行存储，同时也将其发送至显示与管理模块5用于实时显示和人工管理。如图7所示，中央处理单元42的工作过程具体为：

1)解析包含各个光源231状态信息、各个照明终端组群2对应区域光强度信息、以及无线信标的列表及其信号强度的数据包。从而判断用户目前的所在位置，并根据存储单元43中的历史数据形成用户的移动轨迹，并根据相应的算法实现将来移动轨迹预测。

2)根据管理员的预先设定以及收集到的数据信息，生成控制命令，并将该命令传送给通信单元41让其负责转发至对应的照明终端组群2。具体的，若在其中一个照明终端组群2光照设备23附近发现一个信号较强的无线信标，而当前该照明终端组群2中的光照强度低于设定值，则中央处理单元42将生成光照设备23的开灯控制命令，或是根据管理员的设置将该照明终端组群2中的所有灯打开，或是根据用户的移动轨迹自动打开某一部分的光源。

3)将用户的位置信息以及控制命令存入存储单元43，同时将其输出至显示与管理模块5进行实时显示。

优选的，所述显示与管理模块5包括实时显示单元51和管理单元52，实时显示单元51对服务器处理模块4输出的数据进行实时显示，管理单元52用于人工管理，如添加或删除该照明终端组群2、添加或删除照明终端23、设置环境阈值、设置使用场景、设置判断策略等。

本发明提供的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，通过设置信标发射单元1发送无线信标，通过照明终端组群2中的照明终端23进行检测，获取信号强度，并将该信号强度信息通过分布式Wi-Fi网络3上传至服务器处理模块4进行处理，得到得出用户的准确位置以及控制信息，并将控制信息回传给照明终端23以控制光源231的开断，同时将上述控制信息输出至显示与管理模块5，便于管理员实时查看数据，并进行设置和管理。本发明可以实时收集照明终端组群2中的检测数据，提高了对用户的定位准确度，并根据管理员的预先设定对收集到的数据进行智能化管理和分析，有效实现对照明系统的智能管理和控制；本发明误判率低、操作简单、寿命长、使用便捷，大大减少了电力资源浪费，切实满足了实际应用的需求。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，包括信标发射单元、若干照明终端组群、分布式Wi-Fi网络、服务器处理模块和显示与管理模块，所述信标发射单元与所述照明终端组群无线连接，所述照明终端组群通过分布式Wi-Fi网络与服务器处理模块连接，所述显示与管理模块与服务器处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，每个所述照明终端组群包括无线AP接入点、光强数据采集模块以及若干照明终端，所述光强数据采集模块和所述照明终端均与所述无线AP接入点连接，所述照明终端还与所述信标发射单元无线连接，所述无线AP接入点与所述分布式WIFI网络连接。

3.根据权利要求2所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，每个所述照明终端包括依次连接的光源、开关控制器和Wi-Fi通信模块，所述Wi-Fi通信模块分别与所述无线AP接入点和所述信标发射单元连接。

4.根据权利要求3所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，所述开关控制器为光耦继电器。

5.根据权利要求3所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，所述Wi-Fi通信模块为Wi-Fi信号检测节点。

6.根据权利要求2所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，所述光强数据采集模块为光强传感器。

7.根据权利要求1所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，所述分布式Wi-Fi网络包括若干无线接入控制器和与所述无线接入控制器连接的若干路由器，所述无线接入控制器与所述照明终端组群连接，所述路由器与所述服务器处理模块连接。

8.根据权利要求7所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，所述服务器处理模块包括依次连接的通信单元、中央处理单元和存储单元，所述通信单元与所述分布式Wi-Fi网络连接，所述中央处理单元还与所述显示与管理模块连接。

9.根据权利要求1所述的基于Wi-Fi网络的照明控制系统，其特征在于，所述显示与管理模块包括实时显示单元和管理单元。