CN110769584A - 具有集中控制功能的智慧照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有集中控制功能的智慧照明系统，包括智能照明单元组，智能照明单元组至少包括一个主智能照明单元，主智能照明单元包括第一通讯模块、第二通讯模块、微处理器和照明灯具；每个照明灯具具有独立的物理地址；微处理器用于第一通讯模块的信号处理和第二通讯模块的信号处理，以及对照明灯具的控制；第二通讯模块用于与上行通讯单元交互通讯，第一通讯模块用于相互之间的交互通讯。本发明提供了一种具有集中控制功能的智慧照明系统，第二通讯模块可与上行通讯单元交互通讯，第一通讯模块则用于相互之间的交互通讯，照明灯具都具有独立的物理地址从而可被独立准确的控制，实现对照明灯具的监测与管理。

Description

具有集中控制功能的智慧照明系统

技术领域

本发明涉及一种具有集中控制功能的智慧照明系统。

背景技术

目前现有照明场所的照明系统自动化程度较低，其简单的开关功能和亮度管理都是采用传统模式，一般通过定时开关，到时间就开灯和关灯，而不管夜间有人或没有都是足额照明，浪费了大量电能；再者，目前对照明产品维护主要靠人工巡检，如果照明装置数量巨大，就需要花费很大的人力和财力，巡检一遍所有照明装置需要大量时间，即使照明装置出现问题，也不能做到及时维修，给各类照明场所的作业安全带来一定的影响。因此，如体改进照明方式的管理成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明为改进照明方式的管理，提供一种具有集中控制功能的智慧照明系统。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种具有集中控制功能的智慧照明系统，包括智能照明单元组，所述智能照明单元组至少包括一个主智能照明单元，所述主智能照明单元包括第一通讯模块、第二通讯模块、微处理器和照明灯具；每个所述照明灯具具有独立的物理地址；所述微处理器用于所述第一通讯模块的信号处理和所述第二通讯模块的信号处理，以及对所述照明灯具的控制；所述第二通讯模块用于与上行通讯单元交互通讯，所述第一通讯模块用于相互之间的交互通讯。

根据本实施例的一个技术方案，所述智能照明单元组还包括若干辅智能照明单元，所述辅智能照明单元也包括第一通讯模块、微处理器和照明灯具。

根据本实施例的一个技术方案，所述第一通讯模块用于相互之间的交互通讯包括：将所述辅智能照明单元的微处理器的参数信息传递给所述主智能照明单元的微处理器；将所述主智能照明单元的微处理器收到的控制指令下发至所在智能照明单元组中所述辅智能照明单元的微处理器。

根据本实施例的一个技术方案，所述第二通讯模块与上行通讯单元交互通讯包括：将上行通讯单元下发的控制指令传递给所述微处理器；将所述微处理器上的参数信息传递给上行通讯单元。

根据本实施例的一个技术方案，在所述智能照明单元组中相邻的两个所述照明灯具之间具有间隔距离。

根据本实施例的一个技术方案，所述间隔距离的范围为20m－30m。

根据本实施例的一个技术方案，还包括调光模块，所述调光模块为PWM调光模块，所述PWM调光模块调整所述照明灯具的光亮度。

根据本实施例的一个技术方案，所述智能照明单元组按地理区域对所述照明灯具进行控制。

根据本实施例的一个技术方案，所述照明灯具为步道灯。

根据本实施例的一个技术方案，所述第一通讯模块为有线通讯模块和/或无线通讯模块；所述第二通讯模块为有线通讯模块和/或无线通讯模块。

根据本实施例的一个技术方案，所述有线通讯模块为以太网、KNX、ABB、LON、EIB、CAN、RS485、RS232和MBUS中的一种或多种模块。

根据本实施例的一个技术方案，所述无线通讯模块为LoRa、ZigBee、wifi、lifi、NBIOT、WinSon、Sigfox、Z-ware、SUb-1GHz、433MHz、2.4GHz、ZETA、Thread、NFC、UWB、蓝牙、4G、5G中的一种或多种模块。

根据本实施例的一个技术方案，在每个所述智能照明单元组中，所述主智能照明单元采用一对多广播式或多对多mesh网络式组网方式与所述辅智能照明单元进行交互通讯。

根据本实施例的一个技术方案，若干所述辅智能照明单元与所述主智能照明单元的交互通讯由远及近通过所述第一通讯单元依次传递，当任一所述辅智能照明单元出现故障时则跳过。

根据本实施例的一个技术方案，所述智能照明单元组中还至少包括一个环境传感器，所述环境传感器检测应用环境产生的数据传输给所述微处理器。

根据本实施例的一个技术方案，所述环境传感器包括GPS卫星定位元件、光照度元件、雾感应元件、雾霾感应元件、风速感应元件、人体感应元件、车流感应元件、温度感应元件、压力感应元件、雨量感应元件、声音感应元件中的一种或多种。

根据本实施例的一个技术方案，还包括应急供电模块，所述应急供电模块在发生断电时提供电能，应急时间不少于三小时。

本发明提供一种具有集中控制功能的智慧照明系统，采用具有第一通讯模块、第二通讯模块、微处理器和照明灯具的主智能照明单元，第二通讯模块可与上行通讯单元交互通讯，第一通讯模块则用于相互之间的交互通讯，照明灯具都具有独立的物理地址从而可被独立准确的控制，实现对智能照明单元组的所有照明灯具的监测与管理，建立一种高效便捷的照明管理方案。

进一步的，可通过每个智能照明单元组中的环境传感器对其应用环境进行检测，可将检测数据与常规状态下的基本数据作分析判断确定故障的发生及相应的位置，并通过通讯模块接收以及发出相应的数据信息和控制信号，实现对照明终端的监控、操作、管理的交互工作，减少人为干预，根据环境变化调整情景模式。还可通过设置应急供电模块，确保正常组网和正常照明。

附图说明

图1为实施例的主智能照明单元的模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

本实施提供了一种具有集中控制功能的智慧照明系统，包括智能照明单元，所述智能照明单元的数量为多个，每个智能照明单元包括第一通讯模块、微处理器及照明灯具，每个所述照明灯具都具有一个独立的物理地址，可将这些智能照明单元按区域或按数量分成若干个智能照明单元组，形成至少一个以上智能照明单元组，每个智能照明单元组中至少有一个智能照明单元设置有第二通讯模块，将具有第二通讯模块的智能照明单元作为主智能照明单元，其余的智能照明单元为辅智能照明单元，也就是通过具有第二通讯模块的主智能照明单元与其它的辅智能照明单元形成智能照明单元组。

如图1所示为本实施例的主智能照明单元结构的模块结构示意图，第一通讯模块采用蓝牙模块，第二通讯模块为无线通讯模块，如LoRa模块，第一通讯模块、第二通讯模块和照明灯具都连接微处理器，微处理器用于第一通讯模块的信号处理和第二通讯模块的信号处理，以及对所述照明灯具的控制。

在通讯方式上，所述第二通讯模块与上行通讯单元交互通讯包括：将上行通讯单元下发的控制指令传递给所述微处理器，将所述微处理器上的参数信息传递给上行通讯单元，上行通讯单元可为通讯过程中处于上游起控制的设备，如云平台、服务器或控制终端等，主智能照明单元可通过第二通讯模块接收控制指令和发送状态信息，达到控制管理的需要。

在通讯方式上，所述第一通讯模块用于相互之间的交互通讯包括：将所述辅智能照明单元的微处理器的参数信息传递给所述主智能照明单元的微处理器，将所述主智能照明单元的微处理器收到的控制指令下发到所在智能照明单元组中所述辅智能照明单元的微处理器上，通过主智能照明单元实现系统内的控制，从而对照明灯具进行管理。上述参数信息包括每个照明灯具的开关状态、电流、电压、功率、电能、功率因数及频率等。

在每个所述智能照明单元组中，所述主智能照明单元采用一对多广播式或多对多mesh网络式组网方式与所述辅智能照明单元进行交互通讯，主智能照明单元可一对多广播给其它辅智能照明单元进行交互通讯，也可以采用多对多mesh网络式组网方式，在组网中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信，都可以较好的实现照明灯具之间信息的传递。

具体的，在本实施例中，所述照明灯具为步道灯，步道灯可用于步行道路的照明以及其它需要通行的区域的照明，如可应用于港机行走步道围栏和在梁围栏上进行照明。

具有集中控制功能的智慧照明系统还包括电源模块，电源模块可为第一通讯模块、第二通讯模块、照明灯具和微处理器供电，电源模块通常连接市电，将交流电转化成所需的电流/电压。

优选的，在所述智能照明单元组中相邻两个所述照明灯具之间具有间隔距离，在实际运用中，可将设置在同一位置的多个照明灯具应认为一个照明灯具，它们的运用场景及需要都是相同的，其控制和管理也就趋同，中需要作为一个控制对象来处理。进一步的，所述间隔距离的范围为20m－30m，可分别取20m、25m或30m以及它们之间任一数值。

为了节能环保等，所述具有集中控制功能的智慧照明系统还包括调光模块，所述调光模块为PWM(Pulse width modulation)调光模块，所述PWM调光模块调整所述照明灯具的光亮度，PWM调光模块可提供宽窄不同的数字式脉冲，通过控制PWM输出占空比，即可实现改变照明灯具亮灯总时间，从而调节亮度。

在控制照明方式上，所述智能照明单元组按地理区域对所述照明灯具进行控制，分区域对照明灯具进行管理，例如划分出重要区域以及次要区域，在重要区域保证全面的照明，而在次要区域则可减少照明亮度或照明时长等，适用各种区划的需要。

微处理器可采用单片微型计算机或单片机，可将多个功能整合在单一芯片上，为不同的应用场合作不同组合控制，可与各模块进行交互通讯连接，常用的微处理器包括STM32、ARM7TDMI或ARM9TDMI，本实施例中各器件或模块之间的连接方式均包括现有技术中的电连接方式，本领域技术人员根据相应的输入端、输出端或相对应的接口进行电连接。

在通讯方式上，所述第一通讯模块为有线通讯模块和/或无线通讯模块，所述第二通讯模块为有线通讯模块和/或无线通讯模块，有线通讯模块具有稳定的通讯连接，不易受到环境因素的干扰，无线通讯模块在组网上可不受场地的限制，形式多样，两种方式适用不同的运用需要。

在本实施例中，所述有线通讯模块为以太网、KNX、ABB、LON、EIB、CAN、RS485、RS232和MBUS中的一种或多种模块，有线通讯模块具有稳定的通讯连接，不易受到环境因素的干扰。所述无线通讯模块采用LoRa、ZigBee、wifi、lifi、NBIOT、WinSon、Sigfox、Z-ware、SUb-1GHz、433MHz、2.4GHz、ZETA、Thread、NFC、UWB、蓝牙、4G、5G中的一种或多种模块。优选的，所述无线通讯模块可采用LoRa模块，LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准。无线通讯模块使各类终端设备具备联网信息传输能力，是各类智能终端得以接入物联网的信息入口，其是连接物联网感知层和网络层的关键环节，所有物联网感知层终端产生的设备数据需要通过无线通讯模块汇聚至网络层，进而可通过云端管理平台对设备进行远程管控，同时经过数据分析有效对各类应用场景进行管理效率提升，无线通讯模块可与物联网终端存在对应关系，属于底层硬件环节。

为了使管理匹配环境因素的变化，所述智能照明单元组中还至少包括一个环境传感器，所述环境传感器检测应用环境产生的数据传输给所述微处理器，可将环境传感器安装在主智能照明单元和/或辅智能照明单元上，也可以单独立设置，可对应连接到相应的微处理器上，当单独设置时也可以选择连接到其中一微处理器上由其进行处理，从而使具有集中控制功能的智慧照明系统能够应对不同环境变化。

在本实施例中，所述环境传感器包括GPS卫星定位元件、光照度元件、雾感应元件、雾霾感应元件、风速感应元件、人体感应元件、车流感应元件、温度感应元件、压力感应元件、雨量感应元件、声音感应元件中的一种或多种，可以同种环境传感器安装多个，也可以各种环境传感器各安装一个，还可以根据需要将各种类环境传感器安装多个。

其中，所述GPS卫星定位元件可设置为输出所检测到的经纬度信号和/时间信号至相应微处理器，所述光照度元件可设置为用于感应周围环境的光照度并将光照度信号输出至相应微处理器，所述雾感应元件可设置为输出所检测到的湿度信号至相应微处理器，所述雾霾感应元件可设置为输出所检测到的雾霾信号(如PM2.5)至相应微处理器，所述风速感应元件可设置为输出所检测到的风速信号至相应微处理器，所述人体感应元件可设置为输出所检测到的行人活动信号至相应微处理器，所述车流感应元件可设置为输出所检测到的车辆活动信号至相应微处理器，所述温度感应元件可设置为输出温度检测信号至相应微处理器，所述压力感应元件可设置为输出所检测到的大气压信号至相应微处理器，所述雨量感应元件可设置为输出所检测到的雨量信号至相应微处理器，所述声音感应元件可设置为输出所检测到的声音信号至相应微处理器。

考虑到紧急应用，所述具有集中控制功能的智慧照明系统还包括应急供电模块，所述应急供电模块在发生断电时提供电能，应急时间不少于三小时，即使供电系统发生故障，仍能确保正常组网、正常照明，急供电模块可采用蓄电池，供电系统正常工作时处于充电状态，供电系统故障则由蓄电池提供电能。优选地，应急供电模块可支持30分钟、60分钟、90分钟、180分钟及他们之间的时间间隔等多种应急方式。

在本实施例中，具有集中控制功能的智慧照明系统具有主智能照明单元，或者还包括辅智能照明单元，可只包括主智能照明单元或者包括两种照明单元，所述主智能照明单元和所述辅智能照明单元都包括第一通讯模块、微处理器和照明灯具，所述主智能照明单元还包括第二通讯模块，每个所述照明灯具具有独立的物理地址，所述微处理器用于所述第一通讯模块的信号处理和所述第二通讯模块的信号处理，以及对所述照明灯具的控制，所述第二通讯模块用于与上行通讯单元交互通讯，所述第一通讯模块用于相互之间的交互通讯，然后将至少一个所述主智能照明单元和若干个所述辅智能照明单元组成智能照明单元组。

在本实施例中若干所述辅智能照明单元与所述主智能照明单元的交互通讯由远及近通过所述第一通讯单元依次传递，当任一所述辅智能照明单元出现故障时则跳过，每个智能照明单元组中的任意辅智能照明单元之间的参数信息，其中距离主智能照明单元较远处的辅智能照明单元是通过较近辅智能照明单元传递给主智能照明单元，通过第一通讯模块形成由远及近的传递方式，当在参数信息传递到某一辅智能照明单元时过程中任一辅智能照明单元出现故障时可自动跳过，从而可以以最短最有效的路径传递给主智能照明单元，再由主智能照明单元的第二通讯模块传递给上行通讯单元。

在具体的工作过程中，可通过智能照明单元组内的一个或多个主智能照明单元的第二通讯模块收发控制信息，再通过第一通讯模块与其它的辅智能照明单元交互通讯，实现对整个智能照明单元组的控制，可按地域或功能等需要形成多个智能照明单元组，并可对每个具有独立物理地址的照明灯具单独进行控制，从而形成一个多元的控制体系，便于系统内信息的交互，通过智能照明单元组内两种照明单元的信息交互，实现对所有照明灯具的控制与管理，还通过对照环境传感器检测到的各种环境信息，使照明系统及时应对出现的各种环境状况，如季节的变化及各种气候变化。

本发明创造的每个智能照明单元中的每一套照明灯具都具有独立的物理地址，从而可以对每一套照明灯具进行独立准确的控制；也可以按地理区域作为控制范围，对区域内的每一个智能照明单元进行开灯或关灯等操作，以及根据操作需要对区域内的部分照明灯具进行开灯或关灯操作；还可以按其它组合方式分组进行照明控制。

通过主智能照明单元的无线通讯模块能够实现对每套照明灯具的功率、电流、电压、电能等参数远程检测；同时，通过每个智能照明单元的环境传感器对其应用环境进行检测，可将检测数据与常规状态下的基本数据作分析判断确定故障的发生及相应的位置，并通过通讯模块接收以及发出相应的数据信息和控制信号，实现对照明终端的监控、操作、管理的交互工作，减少人为干预，根据环境变化调整情景模式。

本发明提供一种具有集中控制功能的智慧照明系统，采用具有第一通讯模块、第二通讯模块、微处理器和照明灯具的主智能照明单元，第二通讯模块可与上行通讯单元交互通讯，第一通讯模块则用于相互之间的交互通讯，照明灯具都具有独立的物理地址从而可被独立准确的控制，实现对智能照明单元组的所有照明灯具的监测与管理，建立一种高效便捷的照明管理方案。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，所述具有集中控制功能的智慧照明系统包括智能照明单元组，所述智能照明单元组至少包括一个主智能照明单元，所述主智能照明单元包括第一通讯模块、第二通讯模块、微处理器和照明灯具；每个所述照明灯具具有独立的物理地址；所述微处理器用于所述第一通讯模块的信号处理和所述第二通讯模块的信号处理，以及对所述照明灯具的控制；所述第二通讯模块用于与上行通讯单元交互通讯，所述第一通讯模块用于相互之间的交互通讯。

2.根据权利要求1所述具有集中控制功能的智慧照明系统，所述智能照明单元组还包括若干辅智能照明单元，所述辅智能照明单元也包括第一通讯模块、微处理器和照明灯具。

3.根据权利要求1或2所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，所述第一通讯模块用于相互之间的交互通讯包括：将所述辅智能照明单元的微处理器的参数信息传递给所述主智能照明单元的微处理器；将所述主智能照明单元的微处理器收到的控制指令下发至所在智能照明单元组中所述辅智能照明单元的微处理器。

4.根据权利要求1所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，所述第二通讯模块与上行通讯单元交互通讯包括：将上行通讯单元下发的控制指令传递给所述微处理器；将所述微处理器上的参数信息传递给上行通讯单元。

5.根据权利要求1所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，所述具有集中控制功能的智慧照明系统还包括调光模块，所述调光模块为PWM调光模块，所述PWM调光模块调整所述照明灯具的光亮度。

6.根据权利要求1或2所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，所述第一通讯模块为有线通讯模块和/或无线通讯模块；所述第二通讯模块为有线通讯模块和/或无线通讯模块。

7.根据权利要求2所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，在每个所述智能照明单元组中，所述主智能照明单元采用一对多广播式或多对多mesh网络式组网方式与所述辅智能照明单元进行交互通讯。

8.根据权利要求2或7所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，若干所述辅智能照明单元与所述主智能照明单元的交互通讯由远及近通过所述第一通讯单元依次传递，当任一所述辅智能照明单元出现故障时则跳过。

9.根据权利要求1所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，所述智能照明单元组中还至少包括一个环境传感器，所述环境传感器检测应用环境产生的数据传输给所述微处理器。

10.根据权利要求9所述具有集中控制功能的智慧照明系统，其特征在于，所述环境传感器包括GPS卫星定位元件、光照度元件、雾感应元件、雾霾感应元件、风速感应元件、人体感应元件、车流感应元件、温度感应元件、压力感应元件、雨量感应元件、声音感应元件中的一种或多种。

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