CN112788821B - 基于摩擦纳米发电机的无线照明系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统，包括：控制信号输出单元，根据外界输入信号进行工作状态控制信号的输出；照明单元，根据工作状态控制信号改变当前工作状态；所述控制信号输出单元包括：发电子单元，在获取到外界输入信号时产生电能；触发子单元，在获取到外界输入信号时生成对应的触发信号；信号输出子单元，在获取到触发信号后生成对应的工作状态控制信号并输出；所述照明单元包括：信号接收子单元，在获取到工作状态控制信号后输出对应的执行信号；信号执行子单元，在获取到执行信号后进行对应的执行操作；照明子单元，若获取到的执行操作与照明相关，则根据执行操作改变当前工作状态。本申请具有便于进行布线的效果。

Description

基于摩擦纳米发电机的无线照明系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及照明控制的领域，尤其是涉及一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统及其控制方法。

背景技术

目前，如图1所示，市电照明系统中，开关的一个接线柱与火线连接，开关的另一个接线柱与灯具的接线柱连接，灯具的另一个接线柱与零线连接，灯具的一个接线柱与再到灯具的一个接线柱，零线则直接连到灯具的另一个接线柱。

在安装的位置上，灯具一般会安装在顶部，而开关会安装在墙壁上，在布线时，入户的火线与开关连接，开关与灯具之间进行连线，灯具与零线进行连接。若开关较多时，开关与开关之间、开关与灯具之间还会存在其他的连线方式。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有布线较为复杂的缺陷。

发明内容

为了便于进行布线，本申请提供一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统及其控制方法。

第一方面，本申请提供一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统，采用如下的技术方案：

一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统，包括：

控制信号输出单元，根据外界输入信号进行工作状态控制信号的输出；

照明单元，根据工作状态控制信号改变当前工作状态；

所述控制信号输出单元包括：

发电子单元，在获取到外界输入信号时产生电能；

触发子单元，获取发电子单元传输的电能，在获取到外界输入信号时生成对应的触发信号；

信号输出子单元，获取发电子单元传输的电能，在获取到触发信号后生成对应的工作状态控制信号并输出；

所述照明单元包括：

信号接收子单元，在获取到工作状态控制信号后输出对应的执行信号；

信号执行子单元，在获取到执行信号后进行对应的执行操作；

照明子单元，若获取到的执行操作与照明相关，则根据执行操作改变当前工作状态。

通过采用上述技术方案，发电子单元在获取到外界输入信号后，产生电能并传输至触发子单元和信号输出子单元，在获得供电后，触发子单元可根据外界输入信号生成对应的触发信号并传输至信号输出子单元，信号输出子单元获得供能后，可根据触发信号生成对应的工作状态控制信号并进行输出，在工作状态控制信号输出后，信号接收子单元接收到工作状态控制信号并输出对应的执行信号，信号执行子单元在获取到执行信号后，进行执行操作，如果执行操作是与照明子单元相关的，则根据执行操作改变照明子单元的工作状态，从而实现无需布线即可对照明子单元进行控制，同时也无需单独设置为信号传输供电的供电电源。

优选的，所述信号输出子单元包括：

信号解析模块，用于解析触发信号并生成状态信号；

信号生成模块，用于根据状态信号生成对应的工作状态控制信号并输出。

通过采用上述技术方案，信号解析模块对触发信号进行解析并生成状态信号，信号生成模块根据状态信号生成对应的工作状态控制信号并输出，从而实现触发信号与工作状态控制信号的转换。

优选的，所述信号接收子单元包括：

信号分析模块，用于接收工作状态控制信号并分析确定解码信号；

执行确定模块，用于根据解码信号确定对应的执行信号。

通过采用上述技术方案，信号分析模块根据工作状态控制信号确定解码信号，执行确定模块 根据解码信号确定执行信号，从而让实现信号之间的相互转换。

优选的，所述信号执行子单元包括：

执行机构，用于控制照明子单元与市电之间的连通或关断；

驱动机构，用于驱动执行机构工作。

通过采用上述技术方案，驱动机构驱动执行机构工作，执行机构工作后控制照明子单元与市电之间的连通或关断，通过机械的方式来实现照明子单元与市电之间的连通或关断，相较于电路方式，使得整个系统更为稳定。

优选的，还包括匹配模块，所述匹配模块包括：

匹配信号输出子模块， 在获取到外界输入信号时，生成匹配信号并输出；

匹配信号记录子模块，用于获取匹配信号并存储。

通过采用上述技术方案，匹配信号输出子模块在获取到外界输入信号后生成匹配信号并输出，匹配信号记录子模块进行匹配信号的存储，从而使得不同的控制信号输出单元均可以与照明单元关联，实现控制的多样性。

第二方面，本申请提供一种基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法，采用如下的技术方案：

一种基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法，包括：

建立控制信号输出单元与照明单元之间的匹配关系；

获取外界输入信号并实现对触发子单元与信号输出子单元的供能；

根据外界输入信号生成对应的触发信号并传输至信号输出子单元；

根据触发信号生成对应的工作状态控制信号并传输至信号接收子单元；

根据工作状态控制信号生成对应的执行信号并传输至信号执行子单元；

根据执行信号进行对应的执行操作；

若执行操作与照明子单元的工作状态相关，则改变照明子单元的工作状态。

通过采用上述技术方案，先建立控制信号输出单元与照明单元之间的匹配关系，实现不同控制信号输出单元与照明单元之间的控制联系，联系建立完成后，根据外界输入信号实现触发子单元与信号输出子单元的供能，供能实现后，根据外界输入信号生成对应的触发信号，并根据触发信号生成对应的工作状态控制信号，工作状态控制信号在传输至照明单元后，根据工作状态控制信号确定最终的执行操作，执行操作如果与照明子单元相关，则对照明子单元的工作状态进行变更，从而实现对照明单元的控制。

优选的，所述获取外界输入信号并实现对触发子单元与信号输出子单元的供能的具体方法包括：

根据外界输入信号实现摩擦纳米发电机的工作；

摩擦纳米发电机产生的电能传输至触发子单元与信号输出子单元；

所述外界输入信号为机械动作。

通过采用上述技术方案，外界输入信号使得摩擦纳米发电机实现工作，摩擦纳米发电机工作后产生电能，并传输至触发子单元和信号输出子单元，此时触发子单元和信号输出子单元可以实现工作，从而无需附加外部电源。

优选的，所述建立控制信号输出单元与照明单元之间的匹配关系的具体方法包括：

实现照明单元的使能；

获取外界输入的匹配请求信号，并根据匹配请求信号生成匹配信号；

传输匹配信号至照明单元；

照明单元对匹配信号进行获取并存储。

通过采用上述技术方案，照明单元在得到供电后，照明单元能够实现信号的存储，此时根据外界输出的匹配请求信号生成匹配信号，匹配信号传输至照明单元时，即可实现匹配信号的存储，从而可以关联多个控制信号输出单元。

附图说明

图1是常规照明电路示意图。

图2是基于摩擦纳米发电机的无线照明系统的系统框图。

图3是基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法的流程图。

附图标记说明：1、控制信号输出单元；11、发电子单元；12、触发子单元、13、信号输出子单元；131、信号解析模块；132、信号生成模块；2、照明单元；21、信号接收子单元；211、信号分析模块；212、执行确定模块；22、信号执行子单元；221、执行机构；222、驱动机构；23、照明子单元；3、匹配模块；31、匹配信号输出子模块；32、匹配信号记录子模块。

具体实施方式

以下结合附图2-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统。

参照图2，基于摩擦纳米发电机的无线照明系统包括控制信号输出单元1和照明单元2，控制信号输出单元1包括发电子单元11、触发子单元12和信号输出子单元13，触发子单元12与信号输出子单元13电连接，触发子单元12和信号输出子单元13均与发电子单元11电连接，发电子单元11可采用摩擦纳米发电机，或者采用能够将机械能转化为电能的装置，触发子单元12为普通开关内部触片。信号输出子单元13包括信号解析模块131和信号生成模块132，信号解析模块131与触发子单元12电连接，信号生成模块132与信号解析模块131电连接。照明单元2包括信号接收子单元21、信号执行子单元22和照明子单元23，信号接收子单元21与信号执行子单元22电连接，信号执行子单元22与照明子单元23电连接。信号接收子单元21包括信号分析模块211和执行确定模块212，信号分析模块211与执行确定模块212电连接，信号分析模块211与信号生成模块132之间通过无线的方式进行数据的传输和通信。信号执行子单元22包括执行机构221和驱动机构222，驱动机构222与执行确定模块212电连接，执行机构221与照明子单元23电连接。当驱动机构222采用电机时，执行机构221则为对应的开关触点；当驱动机构222采用继电器时，执行机构221则为继电器内部的触点。在进行驱动机构222的控制时，需进行过零检测，在到达零点时，进行开关触点的控制。还包括匹配模块3，匹配模块3包括匹配信号输出子模块31和匹配信号记录子模块32，匹配信号输出子模块31与发电子单元11、触发子单元12、信号生成模块132电连接，匹配信号记录子模块32与信号分析模块211电连接。

本申请实施例一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统的实施原理为：首先需要通过匹配信号输出子模块31和匹配信号记录子模块32实现控制信号输出单元1与照明单元2之间的匹配，在照明单元2获得供电的指定时间段内，当外界输入信号产生时，在实际情况中，外界输入信号的产生即为使用者推动开关，开关片发生转动，从而使得发电子单元11将机械能转变为电能，此时电能供给至触发子单元12、信号解析模块131、信号生成模块132和匹配信号输出模块，此时使用者通过控制开关片，传输外界输入信号至触发子单元12，触发子单元12将信号传输至匹配信号输出子模块31，匹配信号输出模块根据触发子单元12传输的信号生成匹配信号，并通过信号生成模块132进行输出。匹配信号传输至信号分析模块211后，存储至匹配信号记录子模块32，此时完成匹配关联，在超出指定时间段后，则无法再进行匹配操作，之后所有产生的匹配信号均不被匹配信号记录子模块32所记录。

完成匹配后，当再次推动开关片时，此时则为对照明子单元23的控制或解除配对，触发子单元12传输触发信号至信号解析模块131，信号解析模块131解析触发信号并生成状态信号，信号生成模块132根据状态信号生成工作状态控制信号，工作状态控制信号包括但不限于“开”、“关”、“解除配对”、“调亮”和“调暗”。工作状态控制信号传输至信号分析模块211，信号分析模块211通过分析确定解码信号，执行确定模块212通过解码信号确定执行信号，如果执行信号与照明子单元23相关，如“开”、“关”、“调亮”和“调暗”，此时驱动机构222根据执行信号对执行机构221进行控制，使得照明子单元23与市电之间连通或关断。在本实施例中，采用电机或继电器只能实现“开”和“关”，若要实现“调亮”和“调暗”，则执行机构221可变更为三极管或MOS管，驱动机构222等效变更为响应的驱动电路。在实现“开”和“关”时，需要进行过零检测，在零点进行控制。

如果执行信号与照明子单元23无关，如“解除配对”，此时则对匹配信号记录子模块32对内部存储数据进行擦除。

本申请实施例还公开一种基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法。

参照图3，基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法包括：

建立控制信号输出单元1与照明单元2之间的匹配关系；首先要实现照明单元2的使能，使能后获取外界输入的匹配请求信号，并根据匹配请求信号生成匹配信号，之后传输匹配信号至照明单元2，照明单元2对匹配信号进行获取并存储，从而完成匹配。

获取外界输入信号并实现对触发子单元12与信号输出子单元13的供能；根据外界输入信号实现摩擦纳米发电机的工作，外界输入信号为机械动作，机械动作是的摩擦纳米发电机将机械能转化为电能，摩擦纳米发电机产生的电能传输至触发子单元12与信号输出子单元13。

根据外界输入信号生成对应的触发信号并传输至信号输出子单元13；机械动作使得触发子单元12产生对应的触发信号并传输至信号输出子单元13。

根据触发信号生成对应的工作状态控制信号并传输至信号接收子单元21；若产生的触发信号为有效，则均具有预设的工作状态控制信号，预设的工作状态控制信号传输至信号接收子单元21。

根据工作状态控制信号生成对应的执行信号并传输至信号执行子单元22；工作状态控制信号也具有相应预设的执行信号。

根据执行信号进行对应的执行操作；若执行操作与照明子单元23的工作状态相关，则改变照明子单元23的工作状态。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于摩擦纳米发电机的无线照明系统，其特征在于，包括：

控制信号输出单元(1)，根据外界输入信号进行工作状态控制信号的输出；

照明单元(2)，根据工作状态控制信号改变当前工作状态；

所述控制信号输出单元(1)包括：

发电子单元(11)，在获取到外界输入信号时产生电能；

触发子单元(12)，获取发电子单元(11)传输的电能，在获取到外界输入信号时生成对应的触发信号；

信号输出子单元(13)，获取发电子单元(11)传输的电能，在获取到触发信号后生成对应的工作状态控制信号并输出；

所述信号输出子单元(13)包括：

信号解析模块(131)，用于解析触发信号并生成状态信号；

信号生成模块(132)，用于根据状态信号生成对应的工作状态控制信号并输出；

所述照明单元(2)包括：

信号接收子单元(21)，在获取到工作状态控制信号后输出对应的执行信号；

所述信号接收子单元(21)包括：

信号分析模块(211)，用于接收工作状态控制信号并分析确定解码信号；

执行确定模块(212)，用于根据解码信号确定对应的执行信号；

信号执行子单元(22)，在获取到执行信号后进行对应的执行操作；

照明子单元(23)，若获取到的执行操作与照明相关，则根据执行操作改变当前工作状态；

还包括匹配模块(3)，所述匹配模块(3)包括：

匹配信号输出子模块(31)，在获取到外界输入信号时，生成匹配信号并输出；

匹配信号记录子模块(32)，用于获取匹配信号并存储。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的无线照明系统，其特征在于，所述信号执行子单元(22)包括：

执行机构(221)，用于控制照明子单元(23)与市电之间的连通或关断；

驱动机构(222)，用于驱动执行机构(221)工作。

3.一种基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法，其特征在于，包括：

建立控制信号输出单元(1)与照明单元(2)之间的匹配关系；

获取外界输入信号并实现对触发子单元(12)与信号输出子单元(13)的供能；

根据外界输入信号生成对应的触发信号并传输至信号输出子单元(13)；

根据触发信号生成对应的工作状态控制信号并传输至信号接收子单元(21)；

根据工作状态控制信号生成对应的执行信号并传输至信号执行子单元(22)；

根据执行信号进行对应的执行操作；

若执行操作与照明子单元(23)的工作状态相关，则改变照明子单元(23)的工作状态。

4.根据权利要求3所述的基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法，其特征在于，所述获取外界输入信号并实现对触发子单元(12)与信号输出子单元(13)的供能的具体方法包括：

根据外界输入信号实现摩擦纳米发电机的工作；

摩擦纳米发电机产生的电能传输至触发子单元(12)与信号输出子单元(13)；

所述外界输入信号为机械动作。

5.根据权利要求4所述的基于摩擦纳米发电机的无线照明控制方法，其特征在于，所述建立控制信号输出单元(1)与照明单元(2)之间的匹配关系的具体方法包括：

实现照明单元(2)的使能；

获取外界输入的匹配请求信号，并根据匹配请求信号生成匹配信号；

传输匹配信号至照明单元(2)；

照明单元(2)对匹配信号进行获取并存储。

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