CN107249244A - 一种使照明控制系统实现场景化控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能家居照明领域，更具体的说涉及一种使照明控制系统实现场景化控制的方法。包括以下步骤，在PCCT中配置设备，根据设备ID进行配置，配置完成后，经过局域网将配置信息上传给控制器；控制器接收配置信息，解析配置信息，经过RS485总线下发到调光模块，调光模块接收到配置信息后，进入正常工作状态；手机APP下发场景的调光控制报文，控制器接收到调光控制报文后进入控制状态，控制器将报文过滤队列中的调光信息根据不同的设备ID经RS485总线下发到各个调光模块；调光模块接收到调光信息后，根据本地化调光方式，进行实时灯光调节。本发明使得智能家居灯光控制系统运行高效稳定，节省了成本，并且为用户带来了更优的体验。

Description

一种使照明控制系统实现场景化控制的方法

技术领域

本发明属于智能家居照明领域，更具体的说涉及一种使照明控制系统实现场景化控制的方法。

背景技术

随着人们家居条件的不断改善，人们对生活品质的追求也越来越高。灯光照明作为生活中不可或缺的一个应用场景，传统的开关控制早已无法满足人们的需求。实现对灯光强弱进行实时调节，远程控制，并赋予任意场景的组合，这种智能化的控制方式越来越受到人们的欢迎。

现在智能家居市场上已经出现一些控制照明设备的产品，采用的主要控制方式有两种。一种是做单品集成的，在单品设备里面集成了wifi模块和调光硬件，在手机端使用APP实现灯光设备的远程控制。由于每一个模块都集成了wifi通信硬件以及多种电源转换硬件，成本较高。同时，在网络环境不好的情况下，网络会产生延时，数据传输实时性不够，灯光调节会出现闪烁现象，用户体验差。另外，这种方式仅仅能实现单一的灯光控制，无法实现场景化的控制要求。另一种是通过总线方式(多采用RS485)，通过总线将多个低压LED调光模块接入控制器，手机端通过与主控制器的交互实现灯光调节，但目前这种控制方式很难在布线较长的环境中得到应用，为了实现灯光的实时调节和场景化控制，需要大量的控制报文，在调光设备较多，场景较为复杂的情况下，会出现报文丢失以及丢失，调光效果不佳。

发明内容

本发明为解决对灯光的控制单一，无法实现场景化的技术问题：而提供的一种可靠性高，实时性高，稳定性高的可配置的照明控制系统可实现场景化控制并且能实时调光的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，包括以下步骤，

步骤一：在PC客户端中配置设备，根据设备ID进行配置并产生配置信息，配置完成后，经过局域网将配置信息下发给控制器；

步骤二：控制器接收配置信息，解析配置信息，经过RS485总线下发到调光模块，调光模块接收到配置信息后，从未配置状态进入正常工作状态；

步骤三：手机APP下发场景的调光控制报文，控制器接收到调光控制报文后进入控制状态，调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列，控制器将队列中调光控制报文中的调光信息根据不同的设备ID经RS485总线下发到各个调光模块；

步骤四：调光模块接收到调光信息后，根据本地化调光方式，进行实时灯光调节。

采用RS485总线的方式替代单品的wifi模块控制，有效的避免网络阻塞的问题，同时降低了成本；通过PC客户端分别对不同ID的设备下发不同的配置包，可以对不同的应用需求进行合理化的定制；通过手机端APP发送的调光信息在控制器中做了统一的过滤处理，队列缓存后；再经过调光模块，调光实时性和调节的稳定性得到了极大地提升。

作为优选的，在步骤二中，调光模块在接收到配置信息前控制器会发送探测报文，获取挂载在RS485总线上的各个调光模块的设备ID号和调光模块的工作状态。

提前获取各个调光模块的设备ID和工作状态，并将信息反馈到PC客户端，根据调光模块是否处于工作状态而对应为调光模块产生配置信息，为下一步的调光优化做准备。

作为优选的，若调光模块处于未配置工作状态，控制器会向调光模块发送配置信息，调光模块在接收到配置信息后会根据ID号配置自身的调光输出通道能力集；若调光模块处于已配置工作状态，控制器无操作。

调光输出通道指的是调光模块中控制灯光开关和灯光强弱调节的输出口，每个调光模块自身都有4个调光输出口，而调光输出通道能力集是指各个调光输出通道是否开启，如果开启，则具备调节灯光的能力，不开启，则没有调节灯光的能力。调光模块上电即接收配置报文，配置完成后才会进入正常工作状态。

作为优选的，在步骤三中，控制器在非控制状态下会下发模块查询报文，获取调光模块的运行情况，并将运行情况上传给手机APP，手机APP端将实时显示调光模块的运行状况。

调光模块进入正常工作状态后，控制器如果接收到手机APP发送的控制信息后，会将控制信息下发到各个已进入正常工作状态的调光模块，调光模块接收到控制信息后会执行相应的控制命令，控制信息存储于调光控制报文中；多个调光模块独立运行，并且调光模块会发送作为应答调光控制报文的调光反馈报文，以表示收到或者未收到，根据控制命令实现各种场景的联动控制以及独立控制。各个调光模块在运行中难免会出现故障等问题，控制器会在非控制状态下下发模块查询报文，获取模块的运行情况以及模块本身的按键或者其他本地操作信息，同样调光模块会发送应答模块查询报文的查询反馈报文，查询反馈报文存储调光模块的运行情况以及调光模块本身的按键或者其他本地操作信息，控制器接受这些信息并将这些信息上传给手机APP，APP端将实时显示调光模块的运行状况；

作为优选的，所述查询报文获取的内容还包括调光模块本身的按键或者其他调光模块的操作信息。

获取调光模块本身的按键或者其他调光模块的操作信息可以随时通过手机APP了解到调光模块的运行情况以及调光模块本身的按键或者其他本地操作信息，对调光模块进行实时监控。

作为优选的，在步骤三中，调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列中的过滤操作包括有减少调光控制报文的长度。

所述调光控制报文包括报头、长度、报文序号/报文类型、设备ID、调光通道、调光值N、CRC；所述调光反馈报文包括报头、长度、报文序号/应答码、CRC。调光控制报文格式如图3所示，调光反馈报文格式如图4所示。其中，调光控制报文和调光反馈报文的报头各不相同，为自定义的幻数，占一个字节。长度字节均指除报头、长度和CRC字段以及长度字段本身外的报文长度，占一个字节。报文序号的主要作用是为了防止通信失败后的重发机制，报文类型是值不同类型的报文，报文序号占高4位，报文类型占低4为。设备ID占一个字节。调光通道一个字节，每一位对应一个调光通道，1表示该通道下发调光值，0表示不下发调光值，调光值字段根据调光通道的有效位发送不同的字节数，每个调光值占一个字节。应答码为模块反馈给控制器的回复码，占低4位，0表示成功，1-表示失败。报文校验主要是为了验证报文的正确性，采用CRC校验方式，占据一个字节。这种合理化的报文格式设计有效的减少了报文的长度，提高了系统的实时性。

作为优选的，步骤三中，调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列中的过滤操作包括有降低调光控制报文的数据传输包数，所述降低调光控制报文的数据传输包数包括以下步骤：

L1：在控制器接收到调光控制报文A1后，记录当前时刻T1，将调光控制报文A1加入报文过滤队列，并实时记录当前对应ID调光模块接收到的调光控制报文；

L2：在经过时间t后，如果还接收到调光控制报文A2，将该调光控制报文A2加入报文过滤队列，如果没有，将最后记录到的当前对应ID模块的调光控制报文A3加入报文过滤队列；

L3：将报文过滤队列中的两个调光控制报文发送到调光模块，并更新T1值；

L4：重复L1、L2以及L3的步骤。

其中，调光控制报文和调光反馈报文的报头各不相同，为自定义的幻数，占一个字节。长度字节均指除报头、长度和CRC字段以及长度字段本身外的报文长度，占一个字节。报文序号的主要作用是为了防止通信失败后的重发机制，报文类型是值不同类型的报文，报文序号占高4位，报文类型占低4为。设备ID占一个字节。调光通道一个字节，每一位对应一个调光通道，1表示该通道下发调光值，0表示不下发调光值，调光值字段根据调光通道的有效位发送不同的字节数，每个调光值占一个字节。应答码为模块反馈给控制器的回复码，占低4位，0表示成功，1-表示失败。报文校验主要是为了验证报文的正确性，采用CRC校验方式，占据一个字节。这种合理化的报文格式设计有效的减少了报文的长度，提高了系统的实时性。

作为优选的，在步骤四中，所述本体化调光方式的具体步骤为：

S1：记录本地当前灯光强度D1；

S2：记录报文发送过来的需要达到的灯光强度D2；

S3：在D2值未更新前本地化调节将D1值增加或减小到D2，即可实现灯光的平滑调节；S4：依次循环S1、S2以及S3的步骤。

在本体化调光方式过程中，D1实时更新为当前最新灯光值，在下一个目标灯光强度接收到后，D2再次更新，如此循环往复。模块调光原理是通过定时器输出PWM信号来控制和改变可控硅的相位角来实现的，该方案能适用所有火零线的场景。通过对交流电零位信号的检测来实时调节PWM信号，从而控制灯光强度的亮灭变化。由于报文量的减小，灯光控制报文中灯光值变化幅度大，仅根据通信报文中的调光数据将会使得灯光调节出现闪烁的现象。因此，本设计通过以上调光方式步骤来达到灯光亮度的调节。

本发明的有益效果是：有效的降低了智能家居灯光控制系统的成本，通过RS485总线通信方式提高了通信的稳定性，报文过滤机制以及本地化实时调节极大地提高了系统的实时性，确保了家庭灯光设备的平滑调光，同时PC端软件可以根据需求进行合理化的定时，主控制器的协调处理也为照明设备的场景化控制提供了基础，整个系统运行高效稳定，为用户带来了更优的体验。

附图说明

图1为本发明的控制系统的内部连接关系图；

图2为本发明中控制器与调光模块之间的交互关系图；

图3为本发明中的调光控制报文格式图；

图4为本发明中的调光反馈报文格式图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、2所示的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，包括以下步骤，

步骤一：在PC客户端中配置设备，根据设备ID进行配置并产生配置信息，配置完成后，经过局域网将配置信息下发给控制器；

PC客户端选用PCCT软件进行配置设备。

步骤二：控制器接收配置信息，解析配置信息，经过RS485总线下发到调光模块，调光模块接收到配置信息后，从未配置状态进入正常工作状态；

调光模块在接收到配置信息前控制器会发送探测报文，获取挂载在RS485总线上的各个调光模块的设备ID号和调光模块的工作状态。

提前获取各个调光模块的设备ID和工作状态，并将信息反馈到PC客户端，根据调光模块是否处于工作状态而对应为调光模块产生配置信息，为下一步的调光优化做准备。

若调光模块处于未配置工作状态，控制器会向调光模块发送配置信息，调光模块在接收到配置信息后会根据ID号配置自身的调光输出通道能力集；若调光模块处于已配置工作状态，控制器无操作。

调光输出通道指的是调光模块中控制灯光开关和灯光强弱调节的输出口，每个调光模块自身都有4个调光输出口，而调光输出通道能力集是指各个调光输出通道是否开启，如果开启，则具备调节灯光的能力，不开启，则没有调节灯光的能力。调光模块上电即接收配置报文，配置完成后才会进入正常工作状态。

步骤三：手机APP下发场景的调光控制报文，控制器接收到调光控制报文后进入控制状态，调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列，控制器将队列中调光控制报文中的调光信息根据不同的设备ID经RS485总线下发到各个调光模块；

在步骤三中，控制器在非控制状态下会下发模块查询报文，获取调光模块的运行情况，并将运行情况上传给手机APP，手机APP端将实时显示调光模块的运行状况。

调光模块进入正常工作状态后，控制器如果接收到手机APP发送的控制信息后，会将控制信息下发到各个已进入正常工作状态的调光模块，调光模块接收到控制信息后会执行相应的控制命令，控制信息存储于调光控制报文中；多个调光模块独立运行，并且调光模块会发送作为应答调光控制报文的调光反馈报文，以表示收到或者未收到，根据控制命令实现各种场景的联动控制以及独立控制。各个调光模块在运行中难免会出现故障等问题，控制器会在非控制状态下下发模块查询报文，获取模块的运行情况以及模块本身的按键或者其他本地操作信息，同样调光模块会发送应答模块查询报文的查询反馈报文，查询反馈报文存储调光模块的运行情况以及调光模块本身的按键或者其他本地操作信息，控制器接受这些信息并将这些信息上传给手机APP，APP端将实时显示调光模块的运行状况；

所述查询报文获取的内容还包括调光模块本身的按键或者其他调光模块的操作信息。

获取调光模块本身的按键或者其他调光模块的操作信息可以随时通过手机APP了解到调光模块的运行情况以及调光模块本身的按键或者其他本地操作信息，对调光模块进行实时监控。

调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列中的过滤操作包括有减少调光控制报文的长度。

所述调光控制报文包括报头、长度、报文序号/报文类型、设备ID、调光通道、调光值N、CRC；所述调光反馈报文包括报头、长度、报文序号/应答码、CRC。调光控制报文格式如图3所示，调光反馈报文格式如图4所示。其中，调光控制报文和调光反馈报文的报头各不相同，为自定义的幻数，占一个字节。长度字节均指除报头、长度和CRC字段以及长度字段本身外的报文长度，占一个字节。报文序号的主要作用是为了防止通信失败后的重发机制，报文类型是值不同类型的报文，报文序号占高4位，报文类型占低4为。设备ID占一个字节。调光通道一个字节，每一位对应一个调光通道，1表示该通道下发调光值，0表示不下发调光值，调光值字段根据调光通道的有效位发送不同的字节数，每个调光值占一个字节。应答码为模块反馈给控制器的回复码，占低4位，0表示成功，1-表示失败。报文校验主要是为了验证报文的正确性，采用CRC校验方式，占据一个字节。这种合理化的报文格式设计有效的减少了报文的长度，提高了系统的实时性。

调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列中的过滤操作包括有降低调光控制报文的数据传输包数，所述降低调光控制报文的数据传输包数包括以下步骤：

L1：在控制器接收到调光控制报文A1后，记录当前时刻T1，将调光控制报文A1加入报文过滤队列，并实时记录当前对应ID调光模块接收到的调光控制报文；

L2：在经过时间t后，如果还接收到调光控制报文A2，将该调光控制报文A2加入报文过滤队列，如果没有，将最后记录到的当前对应ID模块的调光控制报文A3加入报文过滤队列；

L3：将报文过滤队列中的两个调光控制报文发送到调光模块，并更新T1值；

L4：重复L1、L2以及L3的步骤。

其中，调光控制报文和调光反馈报文的报头各不相同，为自定义的幻数，占一个字节。长度字节均指除报头、长度和CRC字段以及长度字段本身外的报文长度，占一个字节。报文序号的主要作用是为了防止通信失败后的重发机制，报文类型是值不同类型的报文，报文序号占高4位，报文类型占低4为。设备ID占一个字节。调光通道一个字节，每一位对应一个调光通道，1表示该通道下发调光值，0表示不下发调光值，调光值字段根据调光通道的有效位发送不同的字节数，每个调光值占一个字节。应答码为模块反馈给控制器的回复码，占低4位，0表示成功，1-表示失败。报文校验主要是为了验证报文的正确性，采用CRC校验方式，占据一个字节。这种合理化的报文格式设计有效的减少了报文的长度，提高了系统的实时性。

步骤四：调光模块接收到调光信息后，根据本地化调光方式，进行实时灯光调节。

所述本体化调光方式的具体步骤为：

S1：记录本地当前灯光强度D1；

S2：记录报文发送过来的需要达到的灯光强度D2；

S3：在D2值未更新前本地化调节将D1值增加或减小到D2，即可实现灯光的平滑调节；S4：依次循环S1、S2以及S3的步骤。

在本体化调光方式过程中，D1实时更新为当前最新灯光值，在下一个目标灯光强度接收到后，D2再次更新，如此循环往复。模块调光原理是通过定时器输出PWM信号来控制和改变可控硅的相位角来实现的，该方案能适用所有火零线的场景。通过对交流电零位信号的检测来实时调节PWM信号，从而控制灯光强度的亮灭变化。由于报文量的减小，灯光控制报文中灯光值变化幅度大，仅根据通信报文中的调光数据将会使得灯光调节出现闪烁的现象。因此，本设计通过以上调光方式步骤来达到灯光亮度的调节。

本发明采用RS485总线的方式替代单品的wifi模块控制，有效的避免网络阻塞的问题，同时降低了成本；通过PCCT分别对不同ID的设备下发不同的配置包，可以对不同的应用需求进行合理化的定制；通过手机端APP发送的调光信息在控制器中做了统一的过滤处理，队列缓存后；再经过调光模块，调光实时性和调节的稳定性得到了极大地提升。有效的降低了智能家居灯光控制系统的成本，通过RS485总线通信方式提高了通信的稳定性，报文过滤机制以及本地化实时调节极大地提高了系统的实时性，确保了家庭灯光设备的平滑调光，同时PC端软件可以根据需求进行合理化的定时，主控制器的协调处理也为照明设备的场景化控制提供了基础，整个系统运行高效稳定，为用户带来了更优的体验。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，包括以下步骤，

步骤一：在PC客户端中配置设备，根据设备ID进行配置并产生配置信息，配置完成后，经过局域网将配置信息下发给控制器；

步骤二：控制器接收配置信息，解析配置信息，经过RS485总线下发到调光模块，调光模块接收到配置信息后，从未配置状态进入正常工作状态；

步骤三：手机APP下发场景的调光控制报文，控制器接收到调光控制报文后进入控制状态，调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列，控制器将队列中调光控制报文中的调光信息根据不同的设备ID经RS485总线下发到各个调光模块；

步骤四：调光模块接收到调光信息后，根据本地化调光方式，进行实时灯光调节。

2.根据权利要求1所述的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，在步骤二中，调光模块在接收到配置信息前控制器会发送探测报文，获取挂载在RS485总线上的各个调光模块的设备ID号和调光模块的工作状态。

3.根据权利要求2所述的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，若调光模块处于未配置工作状态，控制器会向调光模块发送配置信息，调光模块在接收到配置信息后会根据ID号配置自身的调光输出通道能力集；若调光模块处于已配置工作状态，控制器无操作。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，在步骤三中，控制器在非控制状态下会下发模块查询报文，获取调光模块的运行情况，并将运行情况上传给手机APP，手机APP端将实时显示调光模块的运行状况。

5.根据权利要求4所述的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，所述查询报文获取的内容还包括调光模块本身的按键或者其他调光模块的操作信息。

6.根据权利要求1所述的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，在步骤三中，调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列中的过滤操作包括有减少调光控制报文的长度。

7.根据权利要求1所述的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，步骤三中，调光控制报文经过过滤进入报文过滤队列中的过滤操作包括有降低调光控制报文的数据传输包数，所述降低调光控制报文的数据传输包数包括以下步骤：

L1：在控制器接收到调光控制报文A1后，记录当前时刻T1，将调光控制报文A1加入报文过滤队列，并实时记录当前对应ID调光模块接收到的调光控制报文；

L2：在经过时间t后，如果还接收到调光控制报文A2，将该调光控制报文A2加入报文过滤队列，如果没有，将最后记录到的当前对应ID模块的调光控制报文A3加入报文过滤队列；

L3：将报文过滤队列中的两个调光控制报文发送到调光模块，并更新T1值；

L4：重复L1、L2以及L3的步骤。

8.根据权利要求1所述的一种使照明控制系统实现场景化控制的方法，其特征是，在步骤四中，所述本体化调光方式的具体步骤为：

S1：记录本地当前灯光强度D1；

S2：记录报文发送过来的需要达到的灯光强度D2；

S3：在D2值未更新前本地化调节将D1值增加或减小到D2，即可实现灯光的平滑调节；S4：依次循环S1、S2以及S3的步骤。