CN109890112A - 智能照明系统的控制方法、智能照明系统及物联网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能照明系统的控制方法、智能照明系统及物联网系统，智能照明系统包括：包括多个第一照明设备、至少一个Mesh网关以及多个第二照明设备；多个第一照明设备和所述至少一个Mesh网关通过蓝牙组成Mesh网络，Mesh网络为拓扑型网络；多个第二照明设备通过供电线与所述Mesh网关连接；采用蓝牙Mesh和电力载波相结合的方式，能够实现无线信号无法到达的区域内的照明设备的控制，降低布线难度，且能够接入较大数量的照明设备，满足大型应用场景的需求。
Description
技术领域
本发明涉及智能照明技术领域，尤其涉及一种智能照明系统的控制方法、智能照明系统及物联网系统。
背景技术
智能照明系统已经有很多年的历史了，以飞利浦和欧司朗等国际照明巨头为首的智能照明系统在各大商业环境中广泛应用，而多年以来，智能照明控制都是以有线控制为主，无论是DALI还是DMX512等等，首先控制器和灯具或LED本身要支持特定的有线协议，其次布线上除了电源以外需要专门为信号提供两根专属通讯线。这给智能照明的普及提高了不少成本，所以大部分我们能看到的智能照明系统都是在现代化的高楼大厦中应用。而另一种有线通讯控制技术—电力载波在路灯控制上应用较多，这一技术可以直接在电线上传输控制信号，但是传统的电力载波受到电力线传输干扰较大，在商用场景中，由于电线的布线环境较为复杂，楼层与房屋之间可能都有配电箱或者空气开关的间隔控制，这就导致电力载波系统在很多商用场景中无法推广应用。
近年来，随着无线技术的发展，比如WIFI和Zigbee在智能照明系统中也有一些应用，但是在大规模的商用场景中，WIFI和Zigbee都存在一些缺陷，比如WIFI的节点数在低成本的IPv4下无法支撑单个网络超过255个设备，Zigbee在应用中配置过程离不开一个独立的协调器设备做网络节点的组网操作，这在用户交互过程中很不方便，尤其在商用环境中，灯具分布区域会比较广。广域无线网的技术，比如GPRS，NB-IoT，LoRa等在智能照明系统中成本太高，无法大规模推广应用，只是在一些路灯，或者景观照明的示范工程中有所应用。蓝牙近期提出了Mesh组网技术，可以使得一个网络中的节点数量增加到32768个，理论上可以满足商用场景大规模照明系统的应用，另外所有的手机都有蓝牙，使得组网配置在智能手机可以很便捷的完成，而不需要像Zigbee那样的协调器或者WIFI的路由器。然而只要是无线通信技术就一定会面临信号干扰以及屏蔽的问题，在商用智能照明应用场景中，有很多场景是无线信号无法到达的地方，比如有的灯具是金属外壳，信号无法辐射出来，有的灯安装在地面或者水池中，同样无线信号无法到达。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的智能照明系统采用无线通信技术信号干扰屏蔽问题以及采用有线连接带来的布线困难的问题，提出一种智能照明系统的控制方法、智能照明系统及物联网系统，能够有效解决该问题。
一种智能照明系统，包括多个第一照明设备、至少一个Mesh网关以及多个第二照明设备；
所述多个第一照明设备和所述至少一个Mesh网关通过蓝牙组成Mesh网络，所述Mesh网络为拓扑型网络；
所述多个第二照明设备通过供电线与所述Mesh网关连接；
所述第一照明设备或者Mesh网关用于接收用户的控制信号；
如果接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则执行所述控制信号；
如果所述目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备用于执行所述控制信号；
如果所述目标设备为第二照明设备，则所述Mesh网关用于对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备用于执行所述控制信号。
进一步地，所述第一照明设备包括蓝牙模块，用于与其他第一照明设备或者Mesh网关节点进行无线连接。
进一步地，所述第二照明设备包括电力载波模块，用于接收经转换后的控制信号。
进一步地，所述智能照明系统还包括远程网关，用于接收远程信号并进行协议转换，所述远程网关与任一第一照明设备连接，经协议转换后的远程信号进入所述Mesh网络。
一种物联网系统，包括上述的智能照明系统，还包括移动终端，用于发送控制信号。
一种智能照明系统的控制方法，应用于上述的智能照明系统，所述方法包括：
任一Mesh网关或者第一照明设备检测是否接收到用户的控制信号；
如果接收到用户的控制信号，且接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则执行所述控制信号；
如果目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备执行所述控制信号；
如果所述目标设备为第二照明设备，则所述Mesh网关对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备执行所述控制信号。
进一步地，所述智能照明系统还包括远程网关；
所述方法还包括：
远程网关接收远程信号并进行协议转换，经协议转换后的远程信号进入所述Mesh网络。
进一步地，所述方法还包括：
所述Mesh网关动态获取的第一照明设备；
如果两个Mesh网关覆盖的区域有重叠，则非重叠区域内的第一照明设备获取相邻的位于重叠区域内的第一照明设备的信号强度并发送至对应的Mesh网关；
各个Mesh网关对所述信号强度进行判断，重叠区域内的第一照明设备选择归属于信号强度大于预设阈值的Mesh网关控制。
进一步地，如果两个Mesh网关获取的信号强度均大于预设阈值，则重叠区域内的第一照明设备选择归属于可接收节点较多的Mesh网关控制；
如果两个Mesh网关可接收节点的数量相当，则重叠区域内的第一照明设备受控于两个Mesh网关。
进一步地，目标设备执行所述控制信号，包括：
开启或关闭目标设备；
调节目标设备亮度、色温及色彩。
本发明提供的智能照明系统的控制方法、智能照明系统及物联网系统，至少包括如下有益效果：
(1)采用蓝牙Mesh和电力载波相结合的方式，能够实现无线信号无法到达的区域内的照明设备的控制，降低布线难度，且能够接入较大数量的照明设备，满足大型应用场景的需求；
(2)能够进行远程控制，灵活性高；
(3)能够对两个网关覆盖的重叠区域内的节点设备进行合理分配，避免重叠区域的信号重复过多而阻塞信道。
附图说明
图1为本发明提供的智能照明系统一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的智能照明系统第二种实施例的结构示意图。
图3为本发明提供的物联网系统一种实施例的结构示意图。
图4为本发明提供的智能照明系统的控制方法一种实施例的流程图。
图5为本发明提供的智能照明系统两个网关覆盖区域的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
参考图1，本实施例提供一种智能照明系统，包括多个第一照明设备101、至少一个Mesh网关102以及多个第二照明设备103；
多个第一照明设备101和至少一个Mesh网关102通过蓝牙组成Mesh网络，所述Mesh网络为拓扑型网络；
多个第二照明设备103通过供电线与Mesh网关102连接；
第一照明设备101或者Mesh网关102用于接收用户的控制信号；
如果接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则执行所述控制信号；
如果所述目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备用于执行所述控制信号；
如果所述目标设备为第二照明设备，则Mesh网关102用于对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备用于执行所述控制信号。
具体地，本实施例提供的智能照明系统，采用了无线通讯和有线控制相结合的方式，无线通讯上，选用蓝牙Mesh的方式，多个第一照明设备101和至少一个Mesh网关102通过蓝牙组成Mesh网络，优势在于安全性、拓展能力强，功耗低，方便与移动终端连接，蓝牙Mesh标准是基于蓝牙4.0的BLE技术上提出的，因此它可以在所有支持蓝牙4.0的移动终端上进行配置连接，并且Mesh节点之间的组网方式为拓扑型。第一照明设备101包括蓝牙模块，第一照明设备101通过蓝牙模块接收控制信号，也通过蓝牙模块将控制信号发送给其他第一照明设备或者Mesh网关102，网关102也可直接接收用户发送的控制信号，并将控制信号发送给第一照明设备。Mesh网络中的每一个Mesh节点(包括第一照明设备和Mesh网关)都可以和周围的Mesh节点进行连接组网，两个相隔较远的Mesh节点会通过中间的节点转发控制信号，并且理论上一个Mesh网络支持的Mesh节点数量可达32768个，满足大型照明系统的需求。
有线通讯方面，采用电力载波的方式，优势在于易于安装、传输距离较远无需额外布线成本。第二照明设备103通过供电线与Mesh网关102连接，第二照明设备103包括电力载波模块，当需要控制第二照明设备103执行相应操作时，通过Mesh网关102对控制信号进行协议转换，转换后的控制信号通过电力线发送至第二照明设备103的电力载波模块，进而执行该控制信号。第二照明设备103的电力载波模块需通过供电线与任意一个Mesh网关102连接才能实现控制，在供电允许的情况下，一条供电线上允许接入多个第二照明设备103，通讯距离可达200米以上，另外为了第二照明设备103也可以被Mesh网关或移动终端识别，电力载波系统在Mesh系统的基础上做了地址扩展，理论上每个Mesh网关可以接入1024个第二照明设备103，每个第二照明设备的入网同样遵循Mesh的加密基制，这使得第二照明设备103在移动终端可以用同一套入网机制实现配置部署。
控制端为移动终端，移动终端通过蓝牙发送控制信号，第一照明设备101或者Mesh网关均可接收该控制信号。如果第一照明设备101接收该控制信号，且接收该控制信号的第一照明设备为目标设备，则该目标设备执行控制信号，包括但不限于开启或关闭目标设备、调节目标设备的亮度、色温、色彩等。
如果目标设备为其他第一照明设备，则按照最优路径，将控制信号发送至目标设备。
如果目标设备为第二照明设备，则需要将控制信号转发至与目标设备连接的Mesh网关，该Mesh网关将该控制信号进行协议转换，转换后的控制信号通过供电线发送至对应的目标设备。
具体的应用场景中，第一照明设备101和Mesh网关102设置在无线信号覆盖的区域，第二照明设备103设置在无线信号无法到达的区域，例如地面或者水池，第二照明设备103也可以为具有金属外壳的照明设备，一般的应用场景中，第二照明设备103的数量相对于第一照明设备来说较少，布线难度较低。
本实施例提供的智能照明系统，采用蓝牙Mesh和电力载波相结合的方式，能够实现无线信号无法到达的区域内的照明设备的控制，降低布线难度，且能够接入较大数量的照明设备，满足大型应用场景的需求。
实施例二
参考图2，本实施例提供一种智能照明系统，包括多个第一照明设备201、至少一个Mesh网关202以及多个第二照明设备203；
多个第一照明设备201和至少一个Mesh网关202通过蓝牙组成Mesh网络，Mesh网络为拓扑型网络；
多个第二照明设备203通过供电线与Mesh网关202连接；
第一照明设备201或者Mesh网关202用于接收用户的控制信号；
如果接收控制信号的第一照明设备201为目标设备，则执行所述控制信号；
如果所述目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备用于执行所述控制信号；
如果所述目标设备为第二照明设备，则Mesh网关202用于对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备用于执行所述控制信号。
此外，本实施例提供的智能照明系统，还包括远程网关204，用于接收远程信号并进行协议转换，远程网关204与任一第一照明设备201连接，经协议转换后的远程信号进入所述Mesh网络。
远程网关204通过Wifi、3G、有线等方式接收的远程信号，经远程网关204进行协议转换后进入Mesh网络，进而可以对任一第一照明设备201和第二照明设备203进行控制。
本实施例提供的智能照明系统，能够进行远程控制，灵活性高。
实施例三
参考图3，本实施例提供一种物联网系统，包括如实施例一或者实施例二智能照明系统301，还包括移动终端302，用于发送控制信号。
智能照明系统的结构和工作原理请参考实施例一，在此不再赘述。
移动终端302通过蓝牙与任意一个Mesh节点(第一照明设备和Mesh网关)建立连接。
移动终端302包括但不限于手机、平板电脑等。
移动终端302作为智能照明系统的主要控制设备，智能照明系统中的任意节点都可以被扫描并添加到同一网络中，移动终端302保存的设备组网信息可以被同步到Mesh网关中。
蓝牙Mesh是基于蓝牙4.0技术的，因此市面上的主流手机、平板电脑都能够支持。
实施例四
参考图4，本实施例提供一种智能照明系统的控制方法，应用于如实施例一所述的智能照明系统，所述方法包括：
步骤S401，任一Mesh网关或者第一照明设备检测是否接收到用户的控制信号；
步骤S402，如果接收到用户的控制信号，且接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则执行所述控制信号；
步骤S403，如果目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备执行所述控制信号；
步骤S404，如果所述目标设备为第二照明设备，则所述Mesh网关对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备执行所述控制信号。
智能照明系统的结构请参考实施例一，在此不再赘述。
具体地，执行步骤S401，各个Mesh网关和第一照明设备实时检测是否接收到移动终端发送的控制信号。
执行步骤S402，Mesh网关和第一照明设备均可接收控制信号，如果Mesh网关接收到控制信号，则将该控制信号发送至目标设备。如果第一照明设备接收到控制信号，且接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则该第一照明设备执行该控制信号，包括但不限于开启或关闭该第一照明设备，调节光照强度，变换工作模式等。
执行步骤S403，如果目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，各个第一照明设备和第二照明设备均设有唯一ID，对应的第一照明设备执行所述控制信号，包括但不限于开启或关闭该第一照明设备，调节光照强度、调节灯光亮度、色温、色彩，变换工作模式等。
进一步地，执行步骤S404，如果所述目标设备为第二照明设备，则所述Mesh网关对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备执行所述控制信号，包括但不限于开启或关闭该第一照明设备，调节光照强度，变换工作模式等。
本实施例提供的智能照明系统的控制方法，采用蓝牙Mesh和电力载波相结合的方式，能够实现无线信号无法到达的区域内的照明设备的控制，降低布线难度，且能够接入较大数量的照明设备，满足大型应用场景的需求。
实施例五
本实施例提供一种智能照明系统的控制方法，应用于如实施例二所述的智能照明系统，所述方法包括：
步骤S501，任一Mesh网关或者第一照明设备检测是否接收到用户的控制信号；
步骤S502，如果接收到用户的控制信号，且接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则执行所述控制信号；
步骤S503，如果目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备执行所述控制信号；
步骤S504，如果所述目标设备为第二照明设备，则所述Mesh网关对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备执行所述控制信号。
进一步地，本实施例提供的方法还包括：远程网关接收远程信号并进行协议转换，经协议转换后的远程信号进入所述Mesh网络。
具体地，远程网关通过Wifi、3G、有线等方式接收的远程信号，经远程网关进行协议转换后进入Mesh网络，进而可以对任一第一照明设备和第二照明设备进行控制。
本实施例提供的智能照明系统的控制方法，能够进行远程控制，灵活性高。
实施例六
本实施例提供一种智能照明系统的控制方法，应用于如实施例一或实施例二所述的智能照明系统，所述方法包括：
Mesh网关动态获取的第一照明设备；
如果两个Mesh网关覆盖的区域有重叠，则非重叠区域内的第一照明设备获取相邻的位于重叠区域内的第一照明设备的信号强度并发送至对应的Mesh网关；
各个Mesh网关对所述信号强度进行判断，重叠区域内的第一照明设备选择归属于信号强度大于预设阈值的Mesh网关控制。
如果两个Mesh网关获取的信号强度均大于预设阈值，则重叠区域内的第一照明设备选择归属于可接收节点较多的Mesh网关控制；
如果两个Mesh网关可接收节点的数量相当，则重叠区域内的第一照明设备受控于两个Mesh网关。
具体地，参考图5，商用场景由于面积较大，节点设备较多，因此常常需要多个Mesh网关才能覆盖整个区域，这样两个Mesh网关覆盖的区域可能会发生重叠，由于蓝牙Mesh是处于广播信道，每个Mesh网关所能控制的蓝牙节点都可以获得相邻节点的信号情况，假设两个区域的非重叠区域分别为第一区域A和第二区域B，位于第一区域A内和第二区域B内的第一照明设备分别获取该重叠区域C中的第一照明设备的信号强度，并发送至对应的Mesh网关，Mesh网关进行逻辑判断，哪个Mesh网关获得的信号强度大于阈值阈值，则重叠区域内的第一照明设备则归属于该Mesh网关控制，作为一种优选的实施方式，该预设阈值为-70dB。如果两个Mesh网关获取的信号强度均大于预设阈值，则重叠区域内的第一照明设备选择归属于可接收节点较多的Mesh网关控制；如果两个Mesh网关可接收节点的数量相当，则重叠区域内的第一照明设备受控于两个Mesh网关，对于设备，重复收到的指令不会重复执行。
本实施例提供的智能照明系统的控制方法，能够对两个网关覆盖的重叠区域内的节点设备进行合理分配，避免重叠区域的信号重复过多而阻塞信道。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能照明系统，其特征在于，包括多个第一照明设备、至少一个Mesh网关以及多个第二照明设备；
所述多个第一照明设备和所述至少一个Mesh网关通过蓝牙组成Mesh网络，所述Mesh网络为拓扑型网络；
所述多个第二照明设备通过供电线与所述Mesh网关连接；
所述第一照明设备或者Mesh网关用于接收用户的控制信号；
如果接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则执行所述控制信号；
如果所述目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备用于执行所述控制信号；
如果所述目标设备为第二照明设备，则所述Mesh网关用于对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备用于执行所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的智能照明系统，其特征在于，所述第一照明设备包括蓝牙模块，用于与其他第一照明设备或者Mesh网关节点进行无线连接。
3.根据权利要求1所述的智能照明系统，其特征在于，所述第二照明设备包括电力载波模块，用于接收经转换后的控制信号。
4.根据权利要求1所述的智能照明系统，其特征在于，所述智能照明系统还包括远程网关，用于接收远程信号并进行协议转换，所述远程网关与任一第一照明设备连接，经协议转换后的远程信号进入所述Mesh网络。
5.一种物联网系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的智能照明系统，还包括移动终端，用于发送控制信号。
6.一种智能照明系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一所述的智能照明系统，所述方法包括：
任一Mesh网关或者第一照明设备检测是否接收到用户的控制信号；
如果接收到用户的控制信号，且接收控制信号的第一照明设备为目标设备，则执行所述控制信号；
如果目标设备为其他第一照明设备，则通过蓝牙将所述控制信号发送至对应的第一照明设备，对应的第一照明设备执行所述控制信号；
如果所述目标设备为第二照明设备，则所述Mesh网关对所述控制信号进行协议转换，经转换后的控制信号通过所述供电线发送至对应的第二照明设备，对应的第二照明设备执行所述控制信号。
7.根据权利要求6所述的智能照明系统的控制方法，其特征在于，所述智能照明系统还包括远程网关；
所述方法还包括：
远程网关接收远程信号并进行协议转换，经协议转换后的远程信号进入所述Mesh网络。
8.根据权利要求6所述的智能照明系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述Mesh网关动态获取的第一照明设备；
如果两个Mesh网关覆盖的区域有重叠，则非重叠区域内的第一照明设备获取相邻的位于重叠区域内的第一照明设备的信号强度并发送至对应的Mesh网关；
各个Mesh网关对所述信号强度进行判断，重叠区域内的第一照明设备选择归属于信号强度大于预设阈值的Mesh网关控制。
9.根据权利要求8所述的智能照明系统的控制方法，其特征在于，如果两个Mesh网关获取的信号强度均大于预设阈值，则重叠区域内的第一照明设备选择归属于可接收节点较多的Mesh网关控制；
如果两个Mesh网关可接收节点的数量相当，则重叠区域内的第一照明设备受控于两个Mesh网关。
10.根据权利要求6所述的智能照明系统的控制方法，其特征在于，目标设备执行所述控制信号，包括：
开启或关闭目标设备；
调节目标设备亮度、色温及色彩。
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