CN110545599A - 一种基于分布式无线路由器的智能照明系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于分布式无线路由器的智能照明系统，包括：路由器本体、设置在路由器本体内的CPU、照明模块和感光模块。以及一种智能照明系统的控制方法，当有移动终端用户进入无线网络范围内后，CPU内的智能照明管理进程根据无线驱动程序反馈的该移动终端用户信息，判断是否满足启动照明的权限，智能照明管理进程判断移动终端用户的RSSI距离信息满足照明模块开启距离参数条件，并且通过感光模块判断环境光强度低于预设值，则路由器控制照明模块点亮。本技术方案将照明模块和感光模块集成到无线路由器中，可以根据外部环境变化，实时控制照明模块的亮灭，实现人来即亮，人走灯灭的效果。
Description
技术领域
本发明涉及照明控制领域，具体的涉及一种基于分布式无线路由器的智能照明系统及控制方法。
背景技术
目前市面上的声控和光控照明灯，无法智能化，需要人工主动开启和关闭。而随着社会的发展和科技的进步，无线路由器和手机已经是人们必不可少的物品，在生活中，人们大部分时间身上都携带着手机，并且无线路由器通常始终处于开机状态，24小时不间断运行，未能利用路由器的多余计算能力以及侦测手机的能力，为夜晚回家或者往返不同房间提供生活便利。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种充分利用路由器24小时不间断运行以及侦测手机的能力，无需人工主动控制，实现自动开启和关闭的分布式智能照明无线路由系统及控制方法。
本发明采用的技术方案是：
一种基于分布式无线路由器的智能照明系统，包括：路由器本体、设置在路由器本体内的CPU、以及分别与CPU相连的照明模块和感光模块，所述CPU通过感光模块感应环境光强度，所述CPU通过WIFI探针识别无线网络内的移动终端用户，然后根据用户权限、环境光强度和RSSI距离信息智能控制照明模块的开启/关闭。
进一步的，还包括与CPU相连的烟雾传感器，所述烟雾传感器用于实时收集烟雾浓度反馈给路由器。
进一步的，还包括用于供电的电源模块，所述电源模块上设置有备用电池，以用于断电时提供备用电源。
进一步的，还包括与路由器本体通讯连接的若干子路由器或无线AP，以用于扩大无线信号的覆盖范围。
以及一种智能照明系统的控制方法，包括以下步骤：
S1、通过路由器组建无线网络；
S2、在路由器的数据库内添加有权限的移动终端用户信息；
S3、当有移动终端用户进入无线网络范围内后，CPU内的智能照明管理进程根据无线驱动程序反馈的该移动终端用户信息，判断是否满足启动照明的权限，如果否，不执行操作，如果是，实时通知无线驱动更新移动终端用户的RSSI距离信息；
S4、智能照明管理进程判断移动终端用户的RSSI距离信息满足照明模块开启距离参数条件，并且通过感光模块判断环境光强度低于预设值，则路由器控制照明模块点亮；
S5、智能照明管理进程判断用户是否处于睡眠状态，如果是，关闭照明模块，如果否，继续提供照明；
S6、当用户离开应用区域、环境光强度满足设置的阈值时，路由器关闭照明模块。
进一步的，所述步骤S1中路由器所在无线网络覆盖范围包括路由器本身的无线网络覆盖范围以及路由器所属AP的网络覆盖范围。
进一步的，所述步骤S3中智能照明管理进程对于终端用户是否满足权限的判断步骤为
S3a、无线驱动接收到用户终端发送的控制帧和管理帧，分析出用户终端的MAC地址和信号强度，存入对应链表进行通信处理。
S3b、无线驱动通过进程间通信，把新增终端信息发送到智能照明管理进程，智能照明管理进程接收到信息后，在数据库里查询该用户终端的权限。
进一步的，所述步骤S5中智能照明管理进程判断用户处于睡眠状态的条件为：a、房间内的灯光关闭；b、wifi信号稳定一段时间且wifi传输只有控制帧和管理帧，没有信息帧的情况；当同时满足a和b的条件时判断用户处于睡眠状态。
进一步的，所述步骤S4中智能照明管理进程根据感光模块反馈的环境光强度具体数值来调节照明模块的亮度大小。
进一步的，所述步骤S4中无线驱动定期发送用户终端的RSSI距离信息到智能照明管理进程，并且和其他联网无线路由器交换该终端的RSSI距离信息，判断该用户所在位置，动态更新照明系统状态，自动开启用户终端进入区域的照明模块并关闭用户终端离开区域的照明模块。
本发明的有益效果在于：
本技术方案将照明模块和感光模块集成到无线路由器中，利用了路由器24小时开机、并且能识别手机的特点，可以根据外部环境变化，实时控制照明模块的亮灭，在别墅或办公室环境下，可以实现人来即亮，人走灯灭的效果。将网络设备和照明设备整合在一起，节省成本，优化空间布局，当用户回家时，能够立即点亮照明模块进行照明、避免传统灯具需要摸黑进入家庭手动开启照明开关的困境。
附图说明
图1为本发明中基于分布式无线路由器的智能照明系统的电路原理图；
图2为本发明中带备用电池的电源模块的电路原理图；
图3的本发明中分布式智能照明无线路由系统的运行流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
如图1所示为本发明的一种基于分布式无线路由器的智能照明系统，包括：CPU、照明模块、感光模块、烟雾传感器、LED报警灯，以及常规的天线模块、储存芯片、内存芯片、网口模块和用于供电的电源模块，CPU通过感光模块感应环境光强度，CPU通过路由器程序自带的WIFI探针搜寻无线网络内终端用户，根据智能照明算法判断其权限并控制照明模块的开启/关闭，烟雾传感器用于实时收集烟雾浓度反馈给路由器。
如图2所示，电源模块设置有备用电池，断电情况下能点亮LED灯具给用户提供应急照明。
优选的，本实施例中CPU的型号为QCA9531，照明模块采用LED灯，CPU通过LED驱动控制LED灯的亮灭，感光模块的型号为AP3216C，感光模块与无线路由器通过RJ25接口，传输光传感器信号，路由器的储存芯片中安装光传感器驱动包，可以接收光传感器信号，通过进程间通信传递给智能照明系统进程，从而更改程序中环境光强度的值，实时判断当前用户是否需要开启照明。感光模块感知到光线强度超过阈值，通过与CPU上的GPIO口相连，自动产生状态信号，通知CPU进行判断处理。如果CPU判断需要开或关照明灯，同样通过另外的GPIO口来传达信号给LED灯控制逻辑，从而控制LED灯工作。
烟雾传感器采用型号为21R088的光电式烟雾传感器，CPU通过烟雾传感器检测到超过一定浓度烟雾时，随即点亮红色报警LED灯，提醒人们有火灾发生。
还包括一种分布式智能应急照明无线路由系统，由若干基于分布式无线路由器的智能照明系统彼此组网而成，可以将若干基于分布式无线路由器的智能照明系统分别设置在各个房间内，无线路由器在多个组网的情况下，智能判断手机用户处于哪个无线路由器覆盖范围，根据外部环境和网络情况，开启智能照明系统。
如图3所示为本实施例中采用的一种基于分布式无线路由器的智能照明系统控制方法，包括以下步骤：
S1、通过路由器组建并设置好无线网络：当采用单个路由器时，路由器需要设置在靠近家庭入口处，如果无线信号覆盖范围不能达到整个家庭，或者放在客厅或玄关导致无线信号不太好，通过增加无线AP以扩展无线信号范围；当采用多个路由器组成无线路由系统时，将各个路由器及其对应的照明模块和感光模块设置在不同的区域以满足信号覆盖和照明需求，例如设置在各个房间内。
S2a、设置各级无线网络权限：用户权限通过WEB服务器进行管理，首先将无线AP端或STA客户端的SSID和MAC地址添加到数据库中，并且对这些无线STA客户端设置相应家庭用户权限，设置能否开启智能照明系统、照明开启距离等参数；同一用户支持智能照明系统其他AP端，则发送联网报文，把设置信息同步处理；
S2b、设置用户权限：将手机、智能手表或其他可连接WIFI的移动终端的MAC地址手动添加至数据库，并设置权限和距离参数，保存到数据库即可加入wifi探针监控任务中；
S3a、当有移动终端进入无线网络范围，WIFI探针接收到移动终端发送的控制帧和管理帧，分析出该设备的MAC地址和信号强度等信息，存入对应链表进行通信处理。
S3b、CPU内的无线驱动通过进程间通信，把新增设备信息发送到智能照明管理进程，智能照明管理进程接收到信息后，在数据库里查询该设备是否具有启动照明的权限，如果否，不执行操作，如果是，实时通知无线驱动更新移动终端用户的RSSI距离信息；
S4、智能照明管理进程判断移动终端用户的RSSI距离信息满足照明模块开启距离参数条件，并且通过感光模块判断环境光强度低于预设值，则CPU控制照明模块点亮，智能照明管理进程根据感光模块反馈的环境光强度具体数值来调节照明模块的亮度大小，满足用户正常照明需求；
其中，无线驱动定期发送用户终端的RSSI距离信息到智能照明管理进程，并且和其他联网无线路由器交换该设备的RSSI距离信息，判断该用户所在位置，动态更新照明系统状态，例如该设备有稳定信号进入其他房间，就自动开启对应房间内智能照明系统；
当手机用户打开房间灯时，感光模块收集到光线参数超过亮度范围，智能关闭LED灯具，节约电能。
S5、智能照明管理进程判断用户是否处于睡眠状态，如果是，关闭照明模块，如果否，继续提供照明；
智能照明管理进程判断用户处于睡眠状态的条件为：a、房间内的灯光关闭；b、wifi信号稳定一段时间且wifi传输只有控制帧和管理帧，没有信息帧的情况；当同时满足a和b的条件时判断用户处于睡眠状态。
S6、当用户离开应用区域、环境光强度满足设置的阈值时，路由器关闭照明模块。
本系统的电源模块还设置有备用电池，在外部电源关闭情况下，wifi探针收集设备RSSI距离信息满足LED照明开启距离参数条件，并且光线参数低于白天参数值或已经开灯的参数值，自动点亮LED灯具。
路由器上还设置有烟雾传感器，烟雾传感器实时收集烟雾浓度信息，当超过一定浓度后，无线路由器开始点亮红色led灯，作为报警标示提醒用户有火灾隐患，同时在数据库中搜索联网无线路由器，对其发送火灾报警报文，得到对方答复报文后，继续下一个无线路由器发送报文。
所有联网无线路由器都通知到后，通过用户设置逃生路线，发送到指定用户手机上，方便用户及时正确离开。
综上，本发明将LED灯和感光模块集成到无线路由器中，利用了路由器24小时开机、并且能识别手机的特点，可以根据外部环境变化，实时控制照明模块的亮灭，在别墅或办公室环境下，可以实现人来即亮，人走灯灭的效果。将网络设备和照明设备整合在一起，节省成本，优化空间布局，当用户回家时，能够立即点亮照明模块进行照明、避免传统灯具需要摸黑进入家庭手动开启照明开关的困境。
在多个路由器组网且分布式设置的情况下，可以智能判断手机用户处于哪个无线路由器覆盖范围，根据外部环境和网络情况，开启对应的智能照明系统。
并且还配置有备用电池，在短时间断电情况下，也能正常提供照明；还配置有烟雾报警模块，在烟雾超过一定浓度时，为用户提供报警信息，发生火灾报警报文，使其他无线路由器同步报警，提醒用户迅速离开。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于分布式无线路由器的智能照明系统，其特征在于，包括：路由器本体、设置在路由器本体内的CPU、以及分别与CPU相连的照明模块和感光模块，所述CPU通过感光模块感应环境光强度，所述CPU通过WIFI探针识别无线网络内的移动终端用户，然后根据用户权限、环境光强度和RSSI距离信息智能控制照明模块的开启/关闭。
2.根据权利要求1所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统，其特征在于：还包括与CPU相连的烟雾传感器，所述烟雾传感器用于实时收集烟雾浓度反馈给路由器。
3.根据权利要求1所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统，其特征在于：还包括用于供电的电源模块，所述电源模块上设置有备用电池，以用于断电时提供备用电源。
4.根据权利要求1所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统，其特征在于：还包括与路由器本体通讯连接的若干子路由器或无线AP，以用于扩大无线信号的覆盖范围。
5.一种基于分布式无线路由器的智能照明系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过路由器组建无线网络；
S2、在路由器的数据库内添加有权限的移动终端用户信息；
S3、当有移动终端用户进入无线网络范围内后，CPU内的智能照明管理进程根据无线驱动程序反馈的该移动终端用户信息，判断是否满足启动照明的权限，如果否，不执行操作，如果是，实时通知无线驱动更新移动终端用户的RSSI距离信息；
S4、智能照明管理进程判断移动终端用户的RSSI距离信息满足照明模块开启距离参数条件，并且通过感光模块判断环境光强度低于预设值，则路由器控制照明模块点亮；
S5、智能照明管理进程判断用户是否处于睡眠状态，如果是，关闭照明模块，如果否，继续提供照明；
S6、当用户离开应用区域、环境光强度满足设置的阈值时，路由器关闭照明模块。
6.根据权利要求5所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统控制方法，其特征在于：所述步骤S1中路由器所在无线网络覆盖范围包括路由器本身的无线网络覆盖范围以及路由器所属AP的网络覆盖范围。
7.根据权利要求5所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统控制方法，其特征在于：所述步骤S3中智能照明管理进程对于终端用户是否满足权限的判断步骤为S3a、无线驱动接收到用户终端发送的控制帧和管理帧，分析出用户终端的MAC地址和信号强度，存入对应链表进行通信处理。
S3b、无线驱动通过进程间通信，把新增终端信息发送到智能照明管理进程，智能照明管理进程接收到信息后，在数据库里查询该用户终端的权限。
8.根据权利要求5所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统控制方法，其特征在于：所述步骤S5中智能照明管理进程判断用户处于睡眠状态的条件为：a、房间内的灯光关闭；b、wifi信号稳定一段时间且wifi传输只有控制帧和管理帧，没有信息帧的情况；当同时满足a和b的条件时判断用户处于睡眠状态。
9.根据权利要求5所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统控制方法，其特征在于：所述步骤S4中智能照明管理进程根据感光模块反馈的环境光强度具体数值来调节照明模块的亮度大小。
10.根据权利要求5所述的基于分布式无线路由器的智能照明系统控制方法，其特征在于：所述步骤S4中无线驱动定期发送用户终端的RSSI距离信息到智能照明管理进程，并且和其他联网无线路由器交换该终端的RSSI距离信息，判断该用户所在位置，动态更新照明系统状态，自动开启用户终端进入区域的照明模块并关闭用户终端离开区域的照明模块。
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