CN109275252A - 一种智能灯具的控制系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能灯具的控制系统，包括控制终端和控制装置，AC‑DC模块U3的输入端与220V交流电连接，输出端与稳压模块U1连接，稳压模块U1与主控芯片U2连接，无线通信模块U4与主控芯片U2连接，控制终端与主控芯片U2相交互。在控制终端中按区域对智能灯具划分组，将同一组中的控制装置与智能灯具进行匹配，然后将匹配后的组地址参数发送控制装置与智能灯具，实现了同一组中的智能灯具和控制装置的连接，控制装置对同一组中的智能灯具进行控制；大大简化了智能灯具与控制装置的连接方式，其次，可以通过控制终端更改控制装置与智能灯具的连接关系，降低更换设备产生的线路更改产生的工作量。

Description

一种智能灯具的控制系统以及控制方法

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，具体为一种智能灯具的控制装置以及控制方法。

背景技术

随着计算机技术以及通信技术的发展，智能灯具公共场所的使用也越来越广泛，现有的灯具智能控制方法，大多采用集成传感器和继电器的探测装置，在安装过程中仍然需要将探测装置和需要控制的灯具用电线串联才能实现对应的控制，设计和施工过程基本类似于传统照明。

传统照明和现有的灯具智能控制方法，电路布线设计复杂需根据灯具分组进行不同的回路设计，因此设计图纸时对人员专业度要求较高。传统照明施工过程中还需要对立面墙体进行开槽引线来布置开关装置导致工期较长，施工费用增加。

其次，已经完成施工的传统照明系统，当面对内部建筑结构变更或者功能区域变更导致灯具分组变更时，需要重新对电缆布置线路图进行设计，施工过程中需要先拆除不需要的开关装置和回路，并且根据图纸重新进行线缆布置和立面墙体开槽引线连接墙面开关。一次分组变更意味着重来一次设计和施工，工期和费用还会增加拆除项目部分。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种智能灯具的控制装置及控制方法，根据采集的监测范围的照度值，控制智能灯具的启动功率，实现了节省能源的目的。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种智能灯具的控制系统，包括控制终端和控制装置，控制装置包括AC-DC模块U3、稳压模块U1、主控芯片U2、无线通信模块U4和控制终端；

其中，AC-DC模块U3的输入端与220V交流电连接，输出端与稳压模块U1连接，稳压模块U1与主控芯片U2连接，无线通信模块U4与主控芯片U2连接，控制终端与主控芯片U2相交互；

控制终端用于对需要相互连接的控制装置和智能灯具进行配对，并将配对形成的地址参数分别发送给对应的控制装置和智能灯具，使控制装置与智能灯具连接；

主控芯片U2用于接收控制终端发送的地址参数以及给智能灯具输出控制指令。

可选的，还包括与控制芯片U2连接的光敏三极管J5，用于将采集的环境光照信号转换为电信号传输给主控芯片U2。

可选的，所述主控芯片U2的型号为MKE02Z32VLC4。

可选的，所述主控芯片U2的3号引脚通过电容C5连接6号引脚，4号引脚连接VCC3.3，5号引脚和6号引脚连接GND，11号引脚连接光敏三极管J5采集光感信号，17号引脚连接无线通信模块U4，2号引脚和18号引脚连接无线通信模块3号引脚，19号引脚连接无线通信模块4号引脚，20号引脚连接无线通信模块5号引脚。

可选的，所述稳压芯片U1的型号为SGM2019，稳压芯片U1的1号引脚连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接GND，2号引脚连接GND，4号引脚连接电容C4的一端，电容C4的另一端连接GND，5号引脚连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接GND。

可选的，所述无线通信模块U4的型号为LC12S，无线通信模块U4的2号引脚连接主控芯片17号引脚，3号引脚连接主控芯片18号引脚，4号引脚连接主控芯片19号引脚，5号引脚连接主控芯片20号引脚。

可选的，所述控制装置的数量为多个。

本发明还提供了一种智能灯具的控制系统的控制方法，包括以下步骤；

步骤1，将工作区域的N个控制装置和M个智能灯具分别与控制终端无线连接，并在控制终端中设置N个控制装置和M个智能灯具的地址参数；

步骤2，在控制终端中将需要相互连接的控制装置和智能灯具的地址参数进行配对，形成组地址参数；

步骤3，将组地址参数分别发送给对应的控制装置和智能灯具，完成控制装置与智能灯具的连接。

可选的，步骤1中，在控制终端中将M个智能灯具按照区域或功能划分为S个智能灯具单元，并设定每个智能灯具单元的地址参数；

在控制终端中将智能灯具单元的地址参数与需要连接的控制装置的地址参数进行配对，形成单元地址参数；将单元地址参数分别发送给智能灯具单元中的每一个智能灯具，以及发送给对应的控制装置，完成控制装置与智能灯具单元的连接。

可选的，所述每个智能灯具单元中包括至少两个智能灯具。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本申请提供的一种智能灯具的控制系统，包括控制终端和控制装置，在控制终端中按照区域对控制装置和智能灯具进行分组，将同一组中的控制装置与智能灯具进行匹配，然后将匹配后的组地址参数发送控制装置与智能灯具，实现了同一组中的智能灯具和控制装置的连接，控制装置对同一组中的智能灯具进行控制，使同一组内的智能灯具执行统一命令；大大简化了智能灯具与控制装置的连接方式，其次，可以通过控制终端更改控制装置与智能灯具的连接关系，降低更换设备分组产生的线路更改产生的工作量。

附图说明

图1是本发明装置的结构框图；

图2是本发明的交流转直流原理图；

图3是本发明的直流5V转3.3V原理图；

图4是本发明的主控芯片电路连接原理图；

图5是本发明捕获人体信号元器件的电路原理图；

图6是本发明采集环境照度元器件的电路原理图及工作指示灯原理图；

图7是本发明无线通信部分原理图；

图8是本发明电路板程序烧写口原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，一种智能灯具的控制系统，控制终端和控制装置，控制装置包括AC-DC模块U3、稳压模块U1、主控芯片U2、无线通信模块U4、光敏三极管J5、人体热释电传感器J6和控制终端。

其中，AC-DC模块U3的输入端与220V交流电连接，输出端与稳压模块U1连接，稳压模块U1分别与主控芯片U2、光敏三极管J5和人体热释电传感器J6连接，主控芯片U2通过无线通信模块U4与智能灯具连接。光敏三极管J5和人体热释电传感器J6分别与主控芯片U2信号连接，主控芯片U2上还设置有程序烧写口J3，主控芯片U2与控制终端相交互。

AC-DC模块U3用于将220V交流电转换为5V的直流电输入至稳压模块U1，稳压模块U1将5V的直流电降压至3.3V后分别给主控芯片U2、光敏三极管J5、人体热释电传感器J6和无线通信模块U4供电。无线通讯模块U4将主控芯片U2的数据和执行命令发送至智能灯具。

人体热释电传感器J6将采集的人体红外信号转换为电信号传输给主控芯片U2。

光敏三极管J5将采集的环境光照信号转换为电信号传输给主控芯片U2。

控制终端用于对需要相互连接的控制装置和智能灯具进行配对，并将配对形成的地址参数分别发送给对应的控制装置和智能灯具，使控制装置与智能灯具连接；

主控芯片U2用于接收控制终端发送的地址参数以及给智能灯具输出控制指令。

如图2所示，AC-DC模块U1的型号为RPDZN，AC-DC模块U3的1号引脚与保护整体电路的保险丝连接当零火线短路时烧断保险丝保护电路，2号引脚连接交流电网火线，3号引脚输出5V电压给稳压芯片U1，4号引脚接GND。

如图3所示，稳压芯片U1的型号为SGM2019，稳压芯片U1将5V直流电转换为3.3V直流电供给弱电网络的其他电子元器件。其中1号引脚为5V直流电输入端连接电容C1继而连接GND，2号引脚连接GND，4号引脚连接电容C4继而连接GND，5号引脚为3.3V直流电输出端连接电容C2继而连接GND。图4中电容C1、电容C2和电容C4均为滤波电容。以上AC-DC模块U3和稳压芯片U1组成的电路为电源转换模块。

如图4所示，主控芯片U2的型号为MKE02Z32VLC4，3号引脚连接电容C5继而连接6号引脚，4号引脚连接VCC3.3，5号引脚和6号引脚连接GND，11号引脚连接光敏三极管采集光感信号，15号引脚连接人体热释电传感器的4号引脚，16号引脚连接工作指示灯D1，17号引脚连接无线通信模块2号引脚，18号引脚连接无线通信模块3号引脚，19号引脚连接无线通信模块4号引脚，20号引脚连接无线通信模块5号引脚，30号引脚、31号引脚和32号引脚连接程序烧写口，用于连接电脑为主控芯片烧写不同方案的执行程序，电容C5为滤波电容。

如图5所示，人体热释电传感器J6的型号为AS412，人体热释电传感器J6的3号引脚连接VCC3.3V，2号引脚被主控芯片操控通过不同电压信号来调节人体热释电传感器感应灵敏度，连接的R4电阻起分压作用，4号引脚连接主控芯片的15号引脚，作用是将捕获的人体信号数据转变为电信号传递给主控芯片。

人体热释电传感器原理：人体有恒定的体温，一般在37℃会发出波长10μm左右的红外线，人体发射的红外线，通过菲涅尔滤光片增强后，聚集到红外感应源上，红外感应源采用热释电元件，热释电元件在接收到人体红外辐射温度时会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后产生信号。

如图6所示，光敏三极管J5采集光信号转换为电信号传递给主控芯片，串联电阻R2起分压作用。元件D1为Led白灯为工作指示灯，可以表明产品的某种工作状态，例如检测到人体信号白灯亮起3秒或识别产品个体时闪烁辨认。

如图7所示，无线通信模块U4的型号为LC12S，其2号引脚连接主控芯片17号引脚，3号引脚连接主控芯片18号引脚，4号引脚连接主控芯片19号引脚，5号引脚连接主控芯片20号引脚，通电后可以和其他物联网设备进行无线通信并将数据信息传递给主控芯片储存。

如图8所示，程序烧写接口5号引脚供给3.3V电压，2号引脚连接主控芯片31号引脚，3号引脚连接主控芯片30号引脚，4号引脚连接主控芯片32号引脚，其中4号DIO引脚传递信息既可以给产品烧写程序也可以读取主控芯片现有程序。

下面对本申请智能灯具的控制系统与智能灯具的连接方法进行详细的说明。

一种智能灯具的控制系统的控制方法，主要包括以下步骤；

步骤1，将工作区域的N个控制装置和M个智能灯具分别与控制终端无线连接，并在控制终端中设置N个控制装置和M个智能灯具的地址参数。

步骤2，在控制终端中将需要相互连接的控制装置和智能灯具的地址参数进行配对，形成组地址参数；

步骤3，将组地址参数分别发送给对应的控制装置和智能灯具，完成控制装置与智能灯具的连接。

例如，在同一区域中设置一个控制装置和一个智能灯具，在控制终端中将该智能灯具和该控制装置的地址参数进行配对，形成组地址参数，该组地址参数中就包含了智能灯具和该控制装置的地址参数。

然后，控制终端将该组地址参数通过无线通讯模块，同时发送给智能灯具和该控制装置，完成智能灯具和该控制装置的连接，通过控制装置即可给智能灯具发送执行指令，实现智能灯具的控制。

在另一具体实施例中，同一区域中包括一个控制装置和多个智能灯具，在控制终端中，将控制装置与多个智能灯具的地址参数一一进行配对，形成多个地址参数组，多个地址参数组形成组地址参数集合。

然后，控制终端将组地址参数集合通过无线通讯模块同时发送给每个智能灯具和该控制装置，每个智能灯具在接收地址参数集合时，只识别包含自身地址参数的组地址参数，地址参数集合中的其它组地址参数作为无效数据。

智能灯具和控制装置完成地址参数读取后，该控制装置即可给与其连接的多个智能灯具发送执行指令，实现一个控制装置对多个智能灯具的控制。

在更改分组关系时，只需通过控制终端重新无线发送新的组地址参数，替换控制装置和智能灯具中原有的组地址参数即可。

在再一具体实施例中，可以在控制终端中将M个智能灯具按照区域或功能划分为S个智能灯具单元，每个智能灯具单元中包括至少两个智能灯具，并设定每个智能灯具单元的地址参数。

在控制终端中将智能灯具单元的地址参数与需要连接的控制装置的地址参数进行配对，形成单元地址参数；将单元地址参数分别发送给智能灯具单元中的每一个智能灯具，以及发送给对应的控制装置，完成控制装置与智能灯具单元的连接。

这样将同一区域或同一功能的智能灯具进行编组，然后将该区域的控制装置和组地址进行匹配，避免同一区域的智能灯具与该区域控制装置一一配对的过程，提高分组效率。

本发明具有以下有益的技术效果：

1、该控制装置可对同一组内的多个智能灯具进行统一的控制，当某一组内的智能灯具亮灯时间、最高亮度等方案变更时，可以将变更的参数通过无线通信方式发给该组的控制装置和同组配套的智能灯具，实现同一分组多个设备的程序方案录入。在使用过程中控制装置会将控制命令通过无线通信发送给同一分组的配套智能灯具，实现同一分组内智能灯具执行统一的命令。

2、该控制装置供电只需要接入220V即可，无需和其他设备进行电路上的串联，电线布置上无任何特别要求，减少照明电网回路，大大简化设计复杂度降低对设计人员的专业度的要求，减少施工难度和施工时间从而降低用户的费用支出。

3、该控制装置采用无线通信技术，可与任意与之配套的智能灯具通过无线通信进行分组。当面对内部建筑结构变更或者功能区域变更导致智能灯具分组变更时，只需要简单操作终端调试设备上的软件进行分组变更，之后将变更的分组信息通过无线通信方式传递给需要变更分组的智能灯具和控制装置，即可完成。不需要对已经施工完成的任何设备、设施进行任何硬件上的操作。本发明在分组变更这一方法，完全免去拆改照明系统产生的费用和时间，人工工费和终端调试设备操作时间和基本可以忽略不计。本发明控制系统的控制方法对施工人员的专业度要求极低不需要聘请专业的电工，用户自己也可通过简单的学习完成操作。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能灯具的控制系统，其特征在于，包括控制终端和控制装置，控制装置包括AC-DC模块U3、稳压模块U1、主控芯片U2、无线通信模块U4和控制终端；

其中，AC-DC模块U3的输入端与220V交流电连接，输出端与稳压模块U1连接，稳压模块U1与主控芯片U2连接，无线通信模块U4与主控芯片U2连接，控制终端与主控芯片U2相交互；

控制终端用于对需要相互连接的控制装置和智能灯具进行配对，并将配对形成的地址参数分别发送给对应的控制装置和智能灯具，使控制装置与智能灯具连接；

主控芯片U2用于接收控制终端发送的地址参数以及给智能灯具输出控制指令。

2.根据权利要求1所述智能灯具的控制系统，其特征在于，还包括与控制芯片U2连接的光敏三极管J5，用于将采集的环境光照信号转换为电信号传输给主控芯片U2。

3.根据权利要求1所述智能灯具的控制系统，其特征在于，所述主控芯片U2的型号为MKE02Z32VLC4。

4.根据权利要求3所述智能灯具的控制系统，其特征在于，所述主控芯片U2的3号引脚通过电容C5连接6号引脚，4号引脚连接VCC3.3，5号引脚和6号引脚连接GND，11号引脚连接光敏三极管J5采集光感信号，17号引脚连接无线通信模块U4，2号引脚和18号引脚连接无线通信模块3号引脚，19号引脚连接无线通信模块4号引脚，20号引脚连接无线通信模块5号引脚。

5.根据权利要求1所述智能灯具的控制系统，其特征在于，所述稳压芯片U1的型号为SGM2019，稳压芯片U1的1号引脚连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接GND，2号引脚连接GND，4号引脚连接电容C4的一端，电容C4的另一端连接GND，5号引脚连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接GND。

6.根据权利要求1所述智能灯具的控制系统，其特征在于，所述无线通信模块U4的型号为LC12S，无线通信模块U4的2号引脚连接主控芯片17号引脚，3号引脚连接主控芯片18号引脚，4号引脚连接主控芯片19号引脚，5号引脚连接主控芯片20号引脚。

7.根据权利要求1所述智能灯具的控制系统，其特征在于，所述控制装置的数量为多个。

8.一种权利要求1-7任一项所述智能灯具的控制系统的控制方法，其特征在于，

步骤1，将工作区域的N个控制装置和M个智能灯具分别与控制终端无线连接，并在控制终端中设置N个控制装置和M个智能灯具的地址参数；

步骤2，在控制终端中将需要相互连接的控制装置和智能灯具的地址参数进行配对，形成组地址参数；

步骤3，将组地址参数分别发送给对应的控制装置和智能灯具，完成控制装置与智能灯具的连接。

9.根据权利要求8所述智能灯具的控制系统的控制方法，其特征在于，步骤1中，在控制终端中将M个智能灯具按照区域或功能划分为S个智能灯具单元，并设定每个智能灯具单元的地址参数；

在控制终端中将智能灯具单元的地址参数与需要连接的控制装置的地址参数进行配对，形成单元地址参数；将单元地址参数分别发送给智能灯具单元中的每一个智能灯具，以及发送给对应的控制装置，完成控制装置与智能灯具单元的连接。

10.根据权利要求9所述智能灯具的控制系统的控制方法，其特征在于，所述每个智能灯具单元中包括至少两个智能灯具。