CN111083842A - 基于led的灯光控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种基于LED的灯光控制方法及装置，该方法应用于包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED的发光装置，该多个LED安装在一端与该底板的板面连接的基板上，该单片机与该多个LED电连接；该多个LED划分为N组LED，该N为大于1的整数；该多个LED的色温小于LED正白光的色温；该方法包括：该单片机控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，该j的取值为从1到N的整数；第k组LED与该底板的距离大于第k+1组LED与该底板的距离，该k为1到N‑1之间的任意一个整数；第k种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第k+1种呼吸灯光效果的呼吸周期。本申请实施例能够实现火焰灯光的发光装置结构稳定又节约成本，且能够实现逼真的火焰灯光。

Description

基于LED的灯光控制方法及装置

技术领域

本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种基于LED的灯光控制方法及装置。

背景技术

随着技术的发展，发光二极管(light emitting diode，LED)的应用场合越来越多，LED路灯、庭院灯各种泛光灯的多彩照明，可使得广场、庭院等地方更加生动活泼，不同的色调可为周围环境带来不一样的渲染效果。

除了照明效果以外，一些灯具也兼有装饰效果。模拟火焰燃烧的跳跃闪动效果的火焰灯就是其中一种追求装饰效果的灯具。传统的火焰灯是利用石英灯泡点亮的同时用风机吹起红色丝绸带，石英灯泡的光照射在晃动的红色丝绸带看起来好像是燃烧的火焰。风机会带来噪音；丝绸带容易发生缠绕打结、破损等故障。

还有通过电磁线圈产生的磁场变化配合磁铁来使得发光片在磁力作用下变化，LED灯光通过二次光学的配光形成火焰的形态以达到模拟的蜡烛火焰的效果，但是，这种灯结构复杂，制作成本很高，灵活性差，维护成本高。

综上所述，如何实现火焰灯光的发光装置结构简单稳定又节约成本是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本申请实施例公开了基于LED的灯光控制方法及装置，通过本申请实施例能够实现火焰灯光的发光装置结构简单稳定又节约成本，且通过本申请实施例能够实现惟妙惟肖的火焰灯光。

第一方面，本申请实施例公开了一种基于LED的灯光控制方法，该方法应用于发光装置，所述发光装置包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED，所述多个LED安装在所述基板上，所述基板的一端与所述底板的板面连接，所述单片机与所述多个LED电连接；所述多个LED划分为N组LED，所述N为大于1的整数；所述多个LED的色温小于LED正白光的色温；所述方法包括：

所述单片机控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，所述j的取值为从1到N的整数；

第k组LED与所述底板的距离大于第k+1组LED与所述底板的距离，所述k为1到N-1之间的任意一个整数；第k种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第k+1种呼吸灯光效果的呼吸周期。

本申请实施例通过将多个LED分组以实现不同的呼吸灯光效果，该多种不同的呼吸灯光效果融合形成火焰灯光效果，惟妙惟肖；此外，本申请实施示例是通过单片机结合软件算法来实现的火焰灯光效果，相比于现有技术，本申请实施例的火焰灯光效果的发光装置结构简单稳定且成本低。

在其中一种可能的实施方式中，所述N为3；所述单片机控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，所述j的取值为从1到N的整数，包括：

所述单片机向所述第1组LED输出脉冲宽度调制PWM信号X1实现第1种呼吸灯光效果；

所述单片机向所述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果；

所述单片机向所述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果。

本申请实施例将LED分为三组实现上中下三层的呼吸灯结构，每一层的呼吸周期均不相同从而实现了逼真的火焰效果。

在其中一种可能的实施方式中，所述PWM信号X1的周期为T；所述PWM信号X1的占空比在所述T内逐渐变大再逐渐变小；所述T为第一预设范围内的任意一个值。

本申请实施例通过调节PWM信号的占空比实现第一组LED灯光逐渐变亮然后逐渐变暗再逐渐变亮的呼吸灯光效果。

在其中一种可能的实施方式中，所述PWM信号X2的周期为T1；所述PWM信号X2的占空比在所述T1内逐渐变大再逐渐变小；所述T1为第二预设范围内的任意一个值，所述T1＜T。

同样的，本申请实施例通过调节PWM信号的占空比实现第二组LED灯光的呼吸灯光效果，且第二组LED的呼吸周期比第一组的呼吸周期小，从而实现排列在下面的LED比排列在上面的LED呼吸急促，以实现更真实的火焰灯光的效果。

在其中一种可能的实施方式中，所述第3组LED包括第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED，所述L1的取值范围为大于1的任意一个整数；所述单片机向所述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果，包括：

所述单片机向所述第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED分别输出PWM信号X3_1、PWM信号X3_2、…和PWM信号X3_L1；PWM信号X3_i的周期为L1倍T2；所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中的第i个T2内逐渐变大再逐渐变小，所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中除第i个T2外的其它T2内为0；所述i的取值范围为1至L1之间的任意一个整数，所述T2为第三预设范围内的任意一个值，所述T2＜T1＜T。

同样的，本申请实施例通过调节PWM信号的占空比实现第三组LED灯光的呼吸灯光效果，且第三组LED的呼吸周期比第二组的呼吸周期小，第二组LED的呼吸周期比第一组的呼吸周期小，从而实现越排列在下面的LED呼吸越急促，这样一来底下急促的呼吸效果配合上层的缓慢闪烁实现了惟妙惟肖的火焰的效果。

在其中一种可能的实施方式中，所述方法还包括：所述单片机在每一个T3周期内随机控制所述第1组LED中的一个或多个LED关闭和点亮，所述T3周期为用于控制所述一个或多个LED关闭和点亮的脉冲信号的周期，所述T3在第四预设范围内随机变化。

本申请实施例通过对第一组的LED实现随机闪烁，以增加真实的效果。

在其中一种可能的实施方式中，所述单片机向所述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果，包括：

所述单片机向所述第2组LED输出第一周期的PWM信号X2和第二周期的PWM信号X2，所述第一周期的PWM信号X2与所述第二周期的PWM信号X2之间相差T4的时延，所述第一周期与所述第二周期为所述PWM信号X2中的任意两个相邻的周期，所述T4为第五预设范围内的任意一个取值。

本申请实施例通过在输出到第二组LED的PWM信号中增加延时，以降低第二组LED的亮度，从而衬托出第一组LED的灯光效果更明亮。

第二方面，本申请实施例公开了一种发光装置，所述发光装置包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED，所述多个LED安装在所述基板上，所述基板的一端与所述底板的板面连接，所述单片机与所述多个LED电连接；所述多个LED划分为N组LED，所述N为大于1的整数；所述多个LED的色温小于LED正白光的色温；所述发光装置还包括存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述单片机调用所述计算机程序执行如下操作：

控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，所述j的取值为从1到N的整数；

第k组LED与所述底板的距离大于第k+1组LED与所述底板的距离，所述k为1到N-1之间的任意一个整数；第k种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第k+1种呼吸灯光效果的呼吸周期。

在其中一种可能的实施方式中，所述N为3，所述控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，所述j的取值为从1到N的整数，包括：

向所述第1组LED输出脉冲宽度调制PWM信号X1实现第1种呼吸灯光效果；

向所述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果；

向所述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果。

在其中一种可能的实施方式中，所述PWM信号X1的周期为T；所述PWM信号X1的占空比在所述T内逐渐变大再逐渐变小；所述T为第一预设范围内的任意一个值。

在其中一种可能的实施方式中，所述PWM信号X2的周期为T1；所述PWM信号X2的占空比在所述T1内逐渐变大再逐渐变小；所述T1为第二预设范围内的任意一个值，所述T1＜T。

在其中一种可能的实施方式中，所述第3组LED包括第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED，所述L1的取值范围为大于1的任意一个整数；所述向所述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果，包括：

向所述第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED分别输出PWM信号X3_1、PWM信号X3_2、…和PWM信号X3_L1；PWM信号X3_i的周期为L1倍T2；所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中的第i个T2内逐渐变大再逐渐变小，所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中除第i个T2外的其它T2内为0；所述i的取值范围为1至L1之间的任意一个整数，所述T2为第三预设范围内的任意一个值，所述T2＜T1＜T。

在其中一种可能的实施方式中，所述单片机调用所述计算机程序还执行如下操作：

在每一个T3周期内随机控制所述第1组LED中的一个或多个LED关闭和点亮，所述T3周期为用于控制所述一个或多个LED关闭和点亮的脉冲信号的周期，所述T3在第四预设范围内随机变化。

在其中一种可能的实施方式中，所述向所述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果，包括：

向所述第2组LED输出第一周期的PWM信号X2和第二周期的PWM信号X2，所述第一周期的PWM信号X2与所述第二周期的PWM信号X2之间相差T4的时延，所述第一周期与所述第二周期为所述PWM信号X2中的任意两个相邻的周期，所述T4为第五预设范围内的任意一个取值。

第二方面任意一项的有益效果对应参照第一方面的描述，此处不再赘述。

第三方面，本申请实施例公开了一种单片机，所述单片机应用于发光装置，所述发光装置包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED，所述多个LED安装在所述基板上，所述基板的一端与所述底板的板面连接，所述单片机与所述多个LED电连接；所述多个LED划分为N组LED，所述N为大于1的整数；所述多个LED的色温小于LED正白光的色温；所述单片机包括：

控制单元，用于控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，所述j的取值为从1到N的整数；

第k组LED与所述底板的距离大于第k+1组LED与所述底板的距离，所述k为1到N-1之间的任意一个整数；第k种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第k+1种呼吸灯光效果的呼吸周期。

在其中一种可能的实施方式中，所述N为3；所述控制单元包括：

输出单元，用于向所述第1组LED输出脉冲宽度调制PWM信号X1实现第1种呼吸灯光效果；

所述输出单元，还用于向所述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果；

所述输出单元，还用于向所述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果。

在其中一种可能的实施方式中，所述PWM信号X1的周期为T；所述PWM信号X1的占空比在所述T内逐渐变大再逐渐变小；所述T为第一预设范围内的任意一个值。

在其中一种可能的实施方式中，所述PWM信号X2的周期为T1；所述PWM信号X2的占空比在所述T1内逐渐变大再逐渐变小；所述T1为第二预设范围内的任意一个值，所述T1＜T。

在其中一种可能的实施方式中，所述第3组LED包括第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED，所述L1的取值范围为大于1的任意一个整数；所述输出单元具体用于：

向所述第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED分别输出PWM信号X3_1、PWM信号X3_2、…和PWM信号X3_L1；PWM信号X3_i的周期为L1倍T2；所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中的第i个T2内逐渐变大再逐渐变小，所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中除第i个T2外的其它T2内为0；所述i的取值范围为1至L1之间的任意一个整数，所述T2为第三预设范围内的任意一个值，所述T2＜T1＜T。

在其中一种可能的实施方式中，所述控制单元还用于：

在每一个T3周期内随机控制所述第1组LED中的一个或多个LED关闭和点亮，所述T3周期为用于控制所述一个或多个LED关闭和点亮的脉冲信号的周期，所述T3在第四预设范围内随机变化。

在其中一种可能的实施方式中，所述输出单元具体用于：

向所述第2组LED输出第1周期的PWM信号X2和第2周期的PWM信号X2，所述第1周期的PWM信号X2与所述第2周期的PWM信号X2之间相差T4的时延，所述第1周期与所述第2周期为所述PWM信号X2中的任意两个相邻的周期，所述T4为第五预设范围内的任意一个取值。

第三方面任意一项的有益效果对应参照第一方面的描述，此处不再赘述。

第四方面，本申请实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述第一方面任意一项所述的方法。

第五方面，本申请实施例公开了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品被计算机读取并执行时，上述第一方面任意一项所述的方法将被执行。

第六方面，本申请实施例公开了一种计算机程序，当所述计算机程序在计算机上执行时，将会使所述计算机实现上述第一方面任意一项所述的方法。

综上所述，本申请实施例通过将多个LED分组以实现不同的呼吸灯光效果，该多种不同的呼吸灯光效果融合形成火焰灯光效果，惟妙惟肖；此外，本申请实施示例是通过单片机结合软件算法来实现的火焰灯光效果，相比于现有技术，本申请实施例的火焰灯光效果的发光装置结构简单稳定且成本低。

附图说明

下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作介绍。

图1为本方案实施例提供的发光装置示意图；

图2为本方案实施例提供的发光装置包括的LED的示意图；

图3为本方案实施例提供的一种LED亮度变化曲线示意图；

图4为本方案实施例提供的另一种LED亮度变化曲线示意图；

图5为本方案实施例提供的另一种LED亮度变化曲线示意图；

图6为本方案实施例提供的另一种LED亮度变化曲线示意图；

图7为本方案实施例提供的一种脉冲信号曲线示意图；

图8为本方案实施例提供的另一种脉冲信号曲线示意图；

图9为本方案实施例提供的单片机的逻辑结构示意图；

图10为本方案实施例提供的单片机的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为了更好的理解本申请实施例提供的一种基于LED的灯光控制方法，下面先对本申请实施例适用的发光装置进行示例性描述。图1所示为本申请实施例所适用的发光装置的示意图，该发光装置100可以包括螺旋灯头101、底板102、多块基板103和多个LED 104。该多块基板103可以安装在底板102上，每块基板103上面都安装了多个LED 104。在底板102与螺旋灯头101之间还包括电路板(图中未显示出)，该电路板上包括单片机和控制电路，该单片机通过该控制电路与多个LED 104电连接。该电路板上还包括存储器，该存储器存储有计算机程序，该单片机可以调用该计算机程序实现多个LED 104的亮度的控制以实现火焰灯光的效果，具体如何控制可以参见下面的描述，此处暂不详述。此外，该发光装置还可以包括一个透光的灯罩，用于罩住安装有LED的多个基板，发光装置内的多个LED透过灯罩发光以呈现火焰效果。

需要说明的是，图1所示的发光装置只是一个示例，本申请实施例适用的发光装置不限于图1所示的发光装置。

下面介绍本申请实施例提供的一种基于LED的灯光控制方法，可以应用于如图1所示的发光装置，该发光装置包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED，该多个LED安装在该基板上，该基板的一端与该底板的板面连接，该单片机与该多个LED电连接；该多个LED划分为N组LED，该N为大于1的整数；该多个LED的色温小于LED正白光的色温，例如该LED的色温可以小于6000K等。

上述方法包括：上述单片机控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，该j的取值为从1到N的整数；第k组LED与所述底板的距离大于第k+1组LED与所述底板的距离，该k为1到N-1之间的任意一个整数；第k种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第k+1种呼吸灯光效果的呼吸周期。

在具体的实施例中，上述单片机可以是51系列、AVR系列或PIC系列的单片机，也可以是其它类型的能够实现多个LED控制的单片机，具体根据实际情况来选择，本方案对此不做限制。

上述多个LED的色温小于LED正白光的色温，例如该LED的色温可以小于6000K，这是因为LED的色温在6000K的情况下显示的是暖白光，光色偏红，能够实现火焰的灯光效果；可选地，LED的色温选择在1400～3000K之间，以达到较佳的接近于火焰的颜色。

在本申请实施例中，将上述发光装置包括的多个LED分为多组，每一组都是由上述单片机单独控制的，以使得每一组LED实现的灯光效果都不相同，然后融合这多种灯光效果从而展现出惟妙惟肖的火焰的灯光效果。

上述第k组LED与底板的距离大于第k+1组LED与底板的距离，第k种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第k+1种呼吸灯光效果的呼吸周期，这样就实现了从底板往上看逐渐点亮然后再逐渐变暗，如此循环往复，以实现了逼真的火焰效果。

下面以N为3为例示例性介绍如何实现火焰的灯光效果。

在N为3的情况下，上述单片机控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，上述j＝1,2,…,N，包括：上述单片机向上述第1组LED输出脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号X1实现第1种呼吸灯光效果；上述单片机向上述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果；上述单片机向上述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果；上述PWM信号X1、上述PWM信号X2和上述PWM信号X3之间任意两个信号的周期不同；上述多个LED按照上述第1组LED、上述第2组LED和上述第3组LED的顺序排列。

可选的，上述第1组LED、上述第2组LED和上述第3组LED均安装在基板上，例如可以参见图1。按照如图1所述的基板的安装位置，上述第1组LED、上述第2组LED和上述第3组LED按照从上到下的顺序排列安装在多个基板上。即第1组LED与所述底板的距离大于第2组LED与所述底板的距离，第2组LED与所述底板的距离大于第3组LED与所述底板的距离。

此外，在具体实施例中，第1种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第2种呼吸灯光效果的呼吸周期，第2种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第3种呼吸灯光效果的呼吸周期。

可选的，对于如何将上述发光装置包括的多个LED分成上述第1组LED、第2组LED和第3组LED，示例性地可以参见图2。在图2中可以看到，发光装置包括3块基板，分别为基板1、基板2和基板3(基板3在背面没显示在图2中)。每一块基板上包括5个LED，其中，基板1中包括LED11、LED12、LED13、LED14和LED15，基板2中包括LED21、LED22、LED23、LED24和LED25，基板3中包括LED31、LED32、LED33、LED34和LED35。那么，可以将基板1中的LED11、LED12和LED13，基板2中的LED21、LED22和LED23以及基板3中的LED31、LED32和LED33这9个LED分为第1小组。可以将基板1中的LED14，基板2中的LED24以及基板3中的LED33这3个LED分为第2小组。可以将基板1中的LED15，基板2中的LED25以及基板3中的LED35这3个LED分为第3小组。需要说明的是，这里只是示例性地介绍如何对多个LED进行分组，还存在其它的分组情况，此处不再一一赘述。

下面分别介绍上述三组LED实现呼吸灯光效果的实施方式。

1、第1组LED实现呼吸灯光效果的实施方式。

可选的，上述单片机向第1组LED输出的PWM信号X1可以是周期为T的信号，此外，该PWM信号X1在该周期T内的占空比可以是逐渐变大再逐渐变小的，这样就使得该第1组的LED在该周期T内逐渐变亮然后又逐渐变暗，从而实现呼吸灯光效果。这是因为调节PWM信号的占空比可以调节LED亮度，PWM信号的占空比越大，表示通电时间越长，电流越大，LED的亮度越亮；PWM信号的占空比越小，表示通电时间越短，电流越小，那么LED的亮度越暗。当PWM信号的占空比为100％时，LED的亮度最亮，当PWM信号的占空比为0时，LED的完全不亮，即灭灯了。

可选的，上述PWM信号X1在该周期T内的占空比可以是呈正弦规律变化的，那么上述第1组的LED在该周期T内的亮度也是呈正弦规律变化的。当该PWM信号X1一个周期一个周期接连不断地输出到该第1组LED中时，该第1组LED的亮度变化可以用正弦波形来表示，波峰表示最亮，波谷表示最暗即不亮，例如可以参见图3。

图3示例性给出了一种上述第1组LED亮度变化的变化曲线，可以看到，如果PWM信号X1在一个周期T内占空比的变化为逐渐变大再逐渐变小且呈正弦规律变化的话，那么该第1组LED的亮度变化曲线正好是正弦的波形，即该第1组LED在每个周期T内逐渐变亮又逐渐变暗且亮度变化呈正弦规律变化。

可选的，上述PWM信号X1在该周期T内的占空比可以是呈三角波规律变化的，那么上述第1组的LED在该周期T内的亮度也是呈三角波规律变化的。当该PWM信号X1一个周期一个周期接连不断地输出到该第1组LED中时，该第1组LED的亮度变化可以用三角波形来表示，例如可以参见图4。

图4示例性给出了另一种上述第1组LED亮度变化的变化曲线，可以看到，如果PWM信号X1在一个周期T内占空比的变化为逐渐变大再逐渐变小且呈三角波规律变化的话，那么该第1组LED的亮度变化曲线正好是三角波形，即该第1组LED在每个周期T内逐渐变亮又逐渐变暗且亮度变化呈三角波规律变化。

需要说明的是，上述图3和图4只是示例说明，PWM信号X1在一个周期内占空比的变化为逐渐变大再逐渐变小的情况还存在其它多种情形，不限于上述的正弦规律变化和三角波规律变化，只要是在一个周期内占空比逐渐变大再逐渐变小以控制上述第1组LED逐渐变亮再逐渐变弱的实施例都在本申请实施例的保护范围内。

可选的，上述周期T可以是第一预设范围内的任意一个值，该第一预设范围例如可以是8毫秒至30毫秒，或者也可以是其它的范围例如6毫秒至40毫秒等等，具体该第一预设范围的取值根据实际情况决定，本方案对此不做限制。

在一些可能的实施方式中，可以在上述PWM信号X1中叠加一个周期不断变化的脉冲信号，该脉冲信号的周期可以用T3表示。该T3可以在第四预设范围内随机变化，该第四预设范围例如可以是100毫秒至600毫秒，或者该第四预设范围也可以是50毫秒至800毫秒，例如T3可以随机取值为100毫秒、200毫秒、300毫秒等等。具体该第四预设范围的取值根据实际情况决定，本方案对此不做限制。该脉冲信号主要用于在每个T3周期内随机控制上述第1组LED中的一个或多个LED关闭和点亮。为了便于理解本申请实施例，下面举例说明。

假设上述第1组LED分为L个小组，分别称为第1小组、第2小组、…和第L小组，其中L为大于1的整数。该L个小组每个小组包括Q个LED，其中Q为大于1的整数。在一个T3周期内，上述单片机根据上述脉冲信号随机生成L个随机数，该L个随机数是有范围的，例如该L个随机数每个随机数的取值范围都为0至15之间的任意一个整数，当然这里只是示例性地给出随机数的范围，也可以是其它的范围，具体根据实际情况确定。

上述L个随机数与该L个小组有一一对应的关系，例如，该L个随机数的第1个随机数与第1小组对应、第2个随机数与第2小组对应、…、第L个随机数与第L小组对应。该L个随机数每个随机数对应有一张数据表，该数据表记录了随机数对应的小组的LED在该一个T3周期内的状态。上述单片机可以根据该数据表中LED对应的状态来控制LED的关闭或点亮或不对LED进行额外的操作等等。例如，可以参见表1。

表1

第1个随机数	LED1	LED2	LED3
				0	0	0	1
1	1	0	0
				2	0	0	1
…	…	…	…
				15	0	1	0

表1示例性给出了上述L个随机数中第1个随机数所对应的数据表。在表1中，假设第1小组包括的Q个LED为3个LED，分别称为LED1、LED2和LED3。可以看到，随机数可以取0到15之间的任一个整数，每一个数对应给出了该三个LED在一个周期T3内的状态。LED的状态可以用0和1表示，其中，状态为0表示关闭对应的LED，状态为1则不对LED做额外的操作，即状态为1时，对应的LED原来设定了在该T3周期内是什么状态就实现什么状态，不去额外改变。当然，上述数据表中的LED的状态也可以用其他方式表示，例如其它代号等等，具体根据实际情况确定，本方案对此不做限制。

其它的随机数例如第2个随机数、第3个随机数、…、第L个随机数所对应的数据表也与表1的类似，只是随机数不同的取值数据表中的LED的状态不一定相同，具体的状态根据实际情况确定，本方案对此不做限制。

为了直观地看到在上述PWM信号X1中叠加一个周期不断变化的脉冲信号后，第1组LED的亮度变化情况，可以参见图5。图5示例性给出了这种情况下第1组LED的亮度变化曲线。由于增加了脉冲信号，因此第1组LED中每个LED的亮度变化情况可能不同。图5为假设上述第1个随机数取值为15，且PWM信号X1在周期T内的占空比是呈正弦规律变化时得到的曲线图。那么根据表1可知，此时在一个T3周期内LED1和LED3关闭，LED2则不作额外的操作。再看图5，在T3周期内，LED1和LED3的亮度变化曲线都在最低点，亮度为0，即表示在T3周期内LED1和LED3关闭了。而LED2的亮度在T3周期内仍然根据PWM信号1而有规律地呈正弦规律变化着。

需要说明的是，图5只是其中的一个示例，具体的第1组LED的亮度变化情况需要根据具体的随机数以及PWM信号X1的占空比变化确定，此处不再赘述。

需要说明的是，脉冲信号给上述第1组LED带来的亮度的改变只维持一个T3周期，当下一个T3周期到来时会根据新的随机数确定LED的新的状态，并进行相应的改变或者不额外改变。

2、第2组LED实现呼吸灯光效果的实施方式。

可选的，上述单片机向第2组LED输出的PWM信号X2可以是周期为T1的信号，此外，该PWM信号X2在该周期T1内的占空比可以是逐渐变大再逐渐变小的，这样就使得该第2组的LED在该周期T1内逐渐变亮然后又逐渐变暗，从而实现呼吸灯光效果。

可选的，上述周期T1可以是第二预设范围内的任意一个值，该第二预设范围例如可以是8毫秒至30毫秒，或者也可以是其它的范围例如5毫秒至35毫秒等等，具体该第二预设范围的取值根据实际情况决定，本方案对此不做限制。此外，T1＜T，这样就使得第2组LED的呼吸周期比上述第1组LED的呼吸周期快。

可选的，上述PWM信号X2在该周期T1内的占空比可以是呈正弦规律变化的，那么上述第2组的LED在该周期T1内的亮度也是呈正弦规律变化的。当该PWM信号X2一个周期一个周期接连不断地输出到该第2组LED中时，该第2组LED的亮度变化可以用正弦波形来表示。例如，该第2组LED的亮度变化曲线可以与图3所示的亮度变化曲线类似，但变化周期为T1。

可选的，上述PWM信号X2在该周期T1内的占空比可以是呈三角波规律变化的，那么上述第2组的LED在该周期T1内的亮度也是呈三角波规律变化的。当该PWM信号X2一个周期一个周期接连不断地输出到该第2组LED中时，该第2组LED的亮度变化可以用三角波形来表示。例如，该第2组LED的亮度变化曲线可以与图4所示的亮度变化曲线类似，但变化周期为T1。

需要说明的是，PWM信号X2在一个周期内占空比的变化为逐渐变大再逐渐变小的情况还存在其它多种情形，不限于上述的正弦规律变化和三角波规律变化，只要是在一个周期内占空比逐渐变大再逐渐变小以控制上述第2组LED逐渐变亮再逐渐变弱的实施例都在本申请实施例的保护范围内。

在一些可能的实施方式中，可以在上述PWM信号X2的每个周期之间增加一个T4时长的时延，即上述单片机向上述第2组LED输出第一周期的PWM信号X2和第二周期的PWM信号X2，上述第一周期的PWM信号X2与上述第二周期的PWM信号X2之间相差T4的时延，上述第一周期与上述第二周期为上述PWM信号X2中的任意两个相邻的周期，上述T4为第五预设范围内的任意一个取值，该第五预设范围例如可以是100毫秒至300毫秒，或者也可以是其它的范围例如50毫秒至400毫秒等等，具体该第五预设范围的取值根据实际情况决定，本方案对此不做限制。

在本申请实施例中，可以使得第2组LED在一个T1周期内逐渐变亮再逐渐变暗直到不亮的状态后，保持该不亮的状态T4时长，然后在下一个T1周期内再逐渐变亮然后逐渐变暗直到不亮的状态后，再保持该不亮的状态T4时长，如此重复下去。这样就使得该第2组LED不会亮太长时间，变暗是为了烘托上述第1组LED使其更明亮闪烁，以达到逼真的火焰灯光效果。

为了直观地看到在上述PWM信号X2中增加时延后，第2组LED的亮度变化情况，可以参见图6。图6示例性给出了这种情况下第2组LED的亮度变化曲线。图6为假设PWM信号X2在周期T1内的占空比是呈正弦规律变化时得到的曲线图。可以看到，在每个周期T1之间，第2组LED保持最暗即不亮的状态T4时长，然后又开始逐渐变亮再逐渐变暗，如此循环。

需要说明的是，图6只是其中的一个示例，具体的第2组LED的亮度变化情况需要根据具体的T4以及PWM信号X2的占空比变化确定，此处不再一一赘述。

3、第3组LED实现呼吸灯光效果的实施方式。

在具体实施例中，上述第3组LED可以包括第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED，所述L1的取值范围为大于1的任意一个整数。

可选的，上述单片机向该第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED输入的PWM信号X3是不同的，单片机向该第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED分别输出PWM信号X3_1、PWM信号X3_2、…和PWM信号X3_L1；PWM信号X3_i的周期为L1倍T2；该PWM信号X3_i的占空比在该L1倍T2中的第i个T2内逐渐变大再逐渐变小，该PWM信号X3_i的占空比在该L1倍T2中除第i个T2外的其它T2内为0；该i的取值范围为1至L1之间的任意一个整数，该T2为第三预设范围内的任意一个值，该T2＜T1＜T。

这样就使得第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED不是同时亮起来，而是交替变亮，然后在交替变暗，如此循环。

可选的，T2可以是第三预设范围内的任意一个值，该第三预设范围例如可以是8毫秒至30毫秒，或者也可以是其它的范围例如4毫秒至32毫秒等等，具体该第三预设范围的取值根据实际情况决定，本方案对此不做限制。

在具体实施例中，设置T2＜T1＜T，即第1组LED的呼吸灯效果的显示周期比第2组LED的呼吸灯效果的显示周期大，且第2组LED的呼吸灯效果的显示周期比第3组LED的呼吸灯效果的显示周期大，这样对于从上往下安装的第1组LED、第2组LED和第3组LED来说，越往下的LED呼吸周期越小变化越急促，这样一来底下急促的呼吸灯光效果配合上层的随机闪烁更能达到惟妙惟肖的火焰灯光的效果。

可选的，PWM信号X3_i的占空比在该L1倍T2中的第i个T2内逐渐变大再逐渐变小可以是，该PWM信号X3_i的占空比在该L1倍T2中的第i个T2内呈正弦规律变化。

为了便于理解本申请实施例，下面举例说明。假设上述第3组LED包括第1个LED、第2个LED和第3个LED，那么单片机向该第1个LED、第2个LED和第3个LED输出的PWM信号分别为PWM信号X3_1、PWM信号X3_2和PWM信号X3_3，且这三个PWM信号的周期为3倍T2。该PWM信号X3_1、PWM信号X3_2和PWM信号X3_3的波形可以参见图7。在图7中可以看到，该3个PWM信号的占空比的变化情况是循环交替的。即在3倍T2周期内，第一个T2时长内PWM信号X3_1的占空比逐渐变大然后逐渐变小呈正弦规律变化，而在该第一个T2时长内PWM信号X3_2和PWM信号X3_3的占空比为0。第二个T2时长内PWM信号X3_2的占空比逐渐变大然后逐渐变小，而在该第二个T2时长内PWM信号X3_1和PWM信号X3_3的占空比为0。第三个T2时长内PWM信号X3_3的占空比逐渐变大然后逐渐变小，而在该第三个T2时长内PWM信号X3_1和PWM信号X3_2的占空比为0。

根据上述图7的描述，上述第1个LED的亮度变化曲线可以是与图7中的PWM信号X3_1的曲线相似，也是第一个T2时长内该第1个LED逐渐变亮然后逐渐变暗呈正弦规律变化，而在第二个T2时长和第三个T2时长内由于输入的信号的占空比为0，因此没有亮度，即不亮。同样的，那么上述第2个LED的亮度变化曲线可以是与图7中的PWM信号X3_2的曲线相似，也是第二个T2时长内该第2个LED逐渐变亮然后逐渐变暗呈正弦规律变化，而在第一个T2时长和第三个T2时长内由于输入的信号的占空比为0，因此没有亮度，即不亮。同样的，那么上述第3个LED的亮度变化曲线可以是与图7中的PWM信号X3_3的曲线相似，也是第三个T2时长内该第3个LED逐渐变亮然后逐渐变暗呈正弦规律变化，而在第一个T2时长和第二个T2时长内由于输入的信号的占空比为0，因此没有亮度，即不亮。

可选的，PWM信号X3_i的占空比在该L1倍T2中的第i个T2内逐渐变大再逐渐变小可以是，该PWM信号X3_i的占空比在该L1倍T2中的第i个T2内呈三角波的规律变化。例如可以参见图8，图8的具体描述与对图7的描述类似，只是图8所示为呈三角波的规律变化的情况，因此对于图8的描述具体可以参见上述对图7的描述，此处不再赘述。

综上所述，本申请实施例通过多路PWM信号输出不同的占空比,对每一组的LED进行不同比例的调光，以达到火焰的调节。从基板往螺旋灯头的方向来看，第1组LED的显示呼吸周期大于第2组的显示呼吸周期、第2组的显示呼吸周期大于第3组的显示呼吸周期等等，依次类推，越靠近螺旋灯头的LED显示呼吸越急促。例如，上述第1组(9颗LED)通过特定的数据表在随机的时间里面关闭掉LED显示，在第2组(3颗)的LED是一起呼吸闪烁的，第3组(3颗)是按照顺序依次点亮，这样一来靠近螺旋灯头的LED急促的呼吸灯光效果配合远离螺旋灯头的LED的随机闪烁更能达到惟妙惟肖的火焰灯光的效果。

需要说明的是，上面的描述指示以N为3为例示例性介绍如何实现火焰的灯光效果，N还可以取其它的值，即将上述发光装置包括的多个LED分成N组，这N个组的每个组的LED可以实现上述介绍的第1组、第2组和第3组LED所实现的多种灯光效果中的任意一种，具体根据实际情况决定，本方案对此不做限制。

上述主要对本申请实施例提供的基于LED的灯光控制方法进行了介绍。可以理解的是，各个装置为了实现上述对应的功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对上述单片机进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图9示出了上述单片机的逻辑结构示意图，该单片机900包括控制单元901、所述控制单元包括输出单元902。

示例性的，控制单元901用于执行前述所示方法实施例中控制信息的步骤，例如用于执行控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，以及在每一个T3周期内随机控制所述第1组LED中的一个或多个LED关闭和点亮的步骤等。输出单元902用于执行前述所示方法实施例中输出信息的步骤，例如用于执行向LED灯输出PWM信号的步骤。

可选的，该单片机900还可以包括处理单元903和存储单元904。存储单元用于存储计算机程序和数据。处理单元可以调用存储单元的计算机程序和/或数据，使得单片机900可以实现上述方法实施例中任意一个方法实施例。

图10所示，为上述单片机的硬件结构示意图。单片机1000包括：处理器1001、存储器1002和通信接口1003。处理器1001、通信接口1003以及存储器1002可以相互连接或者通过总线1004相互连接。

示例性的，存储器1002用于存储单片机1000的计算机程序和数据，存储器1002可以包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory，RAM)、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，EPROM)或便携式只读存储器(compact disc read-only memory，CD-ROM)等。通信接口1003用于支持单片机1000进行通信，例如接收或发送数据。

示例性的，处理器1001可以是中央处理器单元、通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理器和微处理器的组合等等。处理器1001可以用于读取上述存储器1002中存储的程序，执行上述方法实施例中单片机执行的操作。

本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述所述的基于LED的灯光控制方法。

本申请实施例还公开了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品被计算机读取并执行时，上述所述的基于LED的灯光控制方法将被执行。

本申请实施例还公开了一种计算机程序，当所述计算机程序在计算机上执行时，将会使所述计算机实现上述所述的基于LED的灯光控制方法。

综上所述，本申请实施例通过将多个LED分组以实现不同的呼吸灯光效果，该多种不同的呼吸灯光效果融合形成火焰灯光效果，惟妙惟肖；此外，本申请实施示例是通过单片机结合软件算法来实现的火焰灯光效果，相比于现有技术，本申请实施例的火焰灯光效果的发光装置结构简单稳定且成本低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于LED的灯光控制方法，应用于发光装置，其特征在于，所述发光装置包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED，所述多个LED安装在所述基板上，所述基板的一端与所述底板的板面连接，所述单片机与所述多个LED电连接；所述多个LED划分为N组LED，所述N为大于1的整数；所述多个LED的色温小于LED正白光的色温；所述方法包括：

所述单片机控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，所述j的取值为从1到N的整数；

第k组LED与所述底板的距离大于第k+1组LED与所述底板的距离，所述k为1到N-1之间的任意一个整数；第k种呼吸灯光效果的呼吸周期大于第k+1种呼吸灯光效果的呼吸周期。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述N为3；所述单片机控制第j组LED实现第j种呼吸灯光效果，所述j的取值为从1到N的整数，包括：

所述单片机向所述第1组LED输出脉冲宽度调制PWM信号X1实现第1种呼吸灯光效果；

所述单片机向所述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果；

所述单片机向所述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述PWM信号X1的周期为T；所述PWM信号X1的占空比在所述T内逐渐变大再逐渐变小；所述T为第一预设范围内的任意一个值。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述PWM信号X2的周期为T1；所述PWM信号X2的占空比在所述T1内逐渐变大再逐渐变小；所述T1为第二预设范围内的任意一个值，所述T1＜T。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述第3组LED包括第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED，所述L1的取值范围为大于1的任意一个整数；所述单片机向所述第3组LED输出PWM信号X3实现第3种呼吸灯光效果，包括：

所述单片机向所述第1个LED、第2个LED、…和第L1个LED分别输出PWM信号X3_1、PWM信号X3_2、…和PWM信号X3_L1；PWM信号X3_i的周期为L1倍T2；所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中的第i个T2内逐渐变大再逐渐变小，所述PWM信号X3_i的占空比在所述L1倍T2中除第i个T2外的其它T2内为0；所述i的取值范围为1至L1之间的任意一个整数，所述T2为第三预设范围内的任意一个值，所述T2＜T1＜T。

6.根据权利要求2至5任一项所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述单片机在每一个T3周期内随机控制所述第1组LED中的一个或多个LED关闭和点亮，所述T3周期为用于控制所述一个或多个LED关闭和点亮的脉冲信号的周期，所述T3在第四预设范围内随机变化。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述单片机向所述第2组LED输出PWM信号X2实现第2种呼吸灯光效果，包括：

所述单片机向所述第2组LED输出第一周期的PWM信号X2和第二周期的PWM信号X2，所述第一周期的PWM信号X2与所述第二周期的PWM信号X2之间相差T4的时延，所述第一周期与所述第二周期为所述PWM信号X2中的任意两个相邻的周期，所述T4为第五预设范围内的任意一个取值。

8.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED，所述多个LED安装在所述基板上，所述基板的一端与所述底板的板面连接，所述单片机与所述多个LED电连接；所述多个LED划分为N组LED，所述N为大于1的整数；所述多个LED的色温小于LED正白光的色温；所述发光装置还包括存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述单片机调用所述计算机程序实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

9.一种单片机，其特征在于，所述单片机应用于发光装置，所述发光装置包括单片机、底板、基板和多个发光二极管LED，所述多个LED安装在所述基板上，所述基板的一端与所述底板的板面连接，所述单片机与所述多个LED电连接；所述多个LED划分为N组LED，所述N为大于1的整数；所述多个LED的色温小于LED正白光的色温；所述单片机包括用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法的单元。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被单片机执行以实现权利要求1至7任意一项所述的方法。

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