CN114302539A - 一种应用于灯光控制的级联控制系统 - Google Patents

Abstract

一种应用于灯光控制的级联控制系统，包括灯源控制组件、信号接收组件和用户控制组件，信号接收组件和用户控制组件连接灯源控制组件，信号接收组件用于接收无线指令，并将无线指令传输至灯源控制组件中，用户控制组件用于向所述灯源控制组件发射控制指令。本发明的每个主控模块，可划分出多个灯源组件，设置每个灯源组件的工作模式、应用场景等功能，通过灯源组件组合实现不同显示效果。在复杂应用中，每个控制器的灯源还可组合，以级联的方式组合为一个整体，以及共用同一个信号收发器且通过蓝牙收发模块无线连接遥控机构，通过声音采集模块采集特定语音字符，用户可通过音频或远程遥控的方式对灯源进行功能设置及功能转换，提高了智能化控制。

Description

一种应用于灯光控制的级联控制系统

技术领域

本发明涉及通讯控制技术领域，尤其是一种应用于灯光控制的级联控制系统。

背景技术

灯具根据应用场景以及使用功能可分为多种，其中星空灯的应用较为广泛，可应用在室外和室内，通过向墙壁或天花板发射特定色彩图案的灯光，来营造氛围环境，传统的灯具控制只能实现单一功能，不能根据用户的需求来自定义功能，且当需要控制不同灯具的显示功能时，传统的灯具控制器不能满足，只能同时控制所有灯具的同种功能，不能对其控制的灯具进行不同功能的实现，而用多设备去实现不同的功能，每设备都有单独遥控器等，存在操作性差、浪费资源、智能化程度低的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过编程的方式，控制不同灯源，实现多功能的可编程控制系统。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种应用于灯光控制的级联控制系统，包括灯源控制组件、信号接收组件和用户控制组件，所述信号接收组件和用户控制组件连接所述灯源控制组件，所述灯源控制组件包括若干主控模块，若干所述主控模块级联，所述灯源控制组件用于处理输入信号并对若干个所述主控模块输出控制信号，所述主控模块用于接收控制信号以控制灯源的功能转换，所述信号接收组件用于接收无线指令，并将无线指令传输至所述灯源控制组件中，所述用户控制组件用于向所述灯源控制组件发射控制指令；

所述灯源控制组件为可编程控制器，其任意端口进行组合，可定义多个大电流输出灯源和一个5V串口流水灯灯源，每个灯源组件通过编程定义，可实现流水灯、双色灯、彩色灯、淡入、淡出、音乐控制、渐变、开关、随机等效果；

所述信号接收组件可通过采集音乐电平，触发灯源控制组内声控程序，实现声控效果，通过遥控器，控制可编程控制器内对应当前可遥控灯源控制组的速度、亮度、颜色、声控等的功能切换，通过通信模块，实现固件升级、灯控程序写入、遥控控制、情景切换、灯源控制组实时控制等。

所述灯源控制组件在复杂应用中，可以通过级联的方式，实现多个控制器的叠加使用，实现控制器更多灯源控制的组合，组合后由带信号收发器主控，使用遥控器、移动终端、PC等设备对级联后的设备进行统一控制管理，所述灯源控制组件根据灯源控制组的端口定义及用户程序，通过PWM的控制方式，控制各种灯设备的开关、亮度、颜色变换。

所述灯源控制组件在级联方式下，连接信号收发设备的控制器为主控，任何在此主控后级联的控制器设备为从控，主控可对从控进行控制、程序写入及固件升级等操作。在非同步模式下，每个从控独立运行本控制器程序。

所述灯源控制组件先由程序定义输出端口特性及功能，通过PWM方式，对每个独立的灯源进行不同时段的不同光强的照度，使其存在关断时差，来营造氛围环境。

所述信号接收组件包括音乐采集模块，音乐信号根据音量转换为电平，送至主控进行信号处理，带声控的灯源控制组在收到主控控制指令后显示对应灯光效果。

所述用户控制组件发射控制指令以及所述信号接收组件发射无线指令，至所述灯源控制组件中，所述灯源控制组件处理控制指令和无线指令，并向每个所述主控模块发送控制信号，每个所述主控模块接收控制信号后控制其连接的灯源进行开关及功能转换。

灯源控制组件中有一主控器，其连接所有的主控模块，预先通过端口向主控器编程，设置主控器所实现功能，以及接收的信号类别，通过主控器对每个主控模块进行功能控制，每个主控模块又控制每个灯源的开关。

优选的，所述信号接收组件包括声音采集模块，所述声音采集模块用于接收语音信号，并将接收的语音信号传输至所述灯源控制组件，灯源控制组件接收到语音信号后，会与预设的语音字符或关键词做对比，若对比成功，即收到的语音信号中有特定的预设的关键词，则输出控制信号，反之，则表明此段语音信号为无效信号，不做反应。

优选的，所述信号接收组件包括遥控接收模块，所述遥控接收模块用于接收无线遥控信号，并将接收的无线遥控信号传输至允许遥控的灯源控制组件，灯源控制组件接收遥控终端发出的遥控信号并做信号处理。

优选的，所述信号接收组件还包括蓝牙收发模块，所述蓝牙收发模块用于通过蓝牙接收无线信号，并将接收的无线信号传输至所述灯源控制组件。

优选的，所述信号接收组件还包括信号接收模块，所述信号接收模块用于通过WIFI接收无线信号，并将接收的无线信号传输至所述灯源控制组件。

无线信号可由多种方式进行传输，可为WIFI无线网络传输，可为蓝牙无线传输，也可为ZIGBEE无线传输，只要能实现无线信号传输的功能即可。

优选的，所述用户控制组件包括用户终端和遥控终端，所述用户终端和遥控终端用于发射控制灯源及可编程控制器用的无线信号，用户终端可为用户的移动终端，即手机、电脑等，遥控终端可为遥控器。

优选的，所述主控模块连接灯控模块，灯控模块为扩展模块，可以是继电器，通过继电器连接高压电源，实现电源开关控制，也可以是可控硅，对高压电源设备做调光、调速、开关控制，所述灯控模块连接灯源，所述灯控模块用于机械控制灯源的关断及功能转换，灯控模块相当于控制灯源的继电器，每个灯源都有一灯控模块进行开关控制。

优选的，所述灯源包括星空灯、筒灯、彩光灯、双色灯、LED灯、跑马灯中的一种或多种的组合。

优选的，所述用户控制组件连接有电源转换模块，所述电源转换模块用于将输入的电源电压转换为供所述主控模块用的控制电压。

本发明的优点和积极效果是：

本发明的每个主控模块，可划分出多个灯源组件，设置每个灯源组件的工作模式、应用场景等功能，实现不同灯源的开关、色彩变化、变化流水及灯光闪烁。通过灯源组件组合实现不同的显示效果。在复杂应用中，每个控制器的灯源还可以组合，以级联的方式组合为一个整体，以及共用同一个信号收发器且通过蓝牙收发模块无线连接遥控机构，通过声音采集模块采集特定语音字符，用户可通过音频或远程遥控的方式对灯源进行功能设置以及功能转换，提高了智能化控制。

附图说明

图1是本发明的控制系统结构示意图；

图2是本发明的主控模块的电路原理示意图；

图3是本发明的蓝牙收发模块的电路原理示意图；

图4是本发明的灯具级联模块的电路原理示意图；

图5是本发明的12V转5V模块的电路原理示意图；

图6是本发明的遥控接收模块的电路原理示意图；

图7是本发明的声音采集模块的电路原理示意图；

图8是本发明的灯控模块的电路原理示意图；

图9是本发明的信号接收模块的电路原理示意图；

图10是本发明的5V转3V模块的电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

如图1所示，本发明所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，包括灯源控制组件、信号接收组件和用户控制组件，信号接收组件和用户控制组件连接灯源控制组件，灯源控制组件包括若干主控模块，即图1中的主控制器，若干主控模块级联，如图4所示，通过灯具级联模块将若干个主控模块进行级联，以使通过同一个主控器控制若干个主控模块的独立动作，灯源控制组件用于处理输入信号并对若干个主控模块输出控制信号，主控模块用于接收控制信号以控制灯源的功能转换，信号接收组件即图1中的信号接收器，信号接收组件用于接收无线指令，并将无线指令传输至灯源控制组件中，用户控制组件用于向灯源控制组件发射控制指令。

灯源控制组件为可编程控制器，其任意端口进行组合，可定义多个大电流输出灯源和一个5V串口流水灯灯源，每个灯源组件通过编程定义，可实现流水灯、双色灯、彩色灯、淡入、淡出、音乐控制、渐变、开关、随机等效果，信号接收组件可通过采集音乐电平，触发灯源控制组内声控程序，实现声控效果，通过遥控器，控制可编程控制器内对应当前可遥控灯源控制组的速度、亮度、颜色、声控等的功能切换，通过通信模块，实现固件升级、灯控程序写入、遥控控制、情景切换、灯源控制组实时控制等。

灯源控制组件中有一主控器，其连接所有的主控模块，如图2所示，主控模块只是示例，并不局限于某种型号，只要能实现信号的处理功能即可，预先通过端口向主控器编程，设置主控器所实现功能，以及接收的信号类别，如实现跑马灯的流水关断，则设置每个主控模块的关断时间，针对实现不同功能，来设置不同主控模块，通过主控器对每个主控模块进行功能控制，每个主控模块又控制每个灯源的开关，通过对每个独立的灯源进行不同时段的不同光强的照度，使其存在关断时差，来营造氛围环境。

用户控制组件发射控制指令以及信号接收组件发射无线指令，至灯源控制组件中，灯源控制组件处理控制指令和无线指令，并向每个主控模块发送控制信号，每个主控模块接收控制信号后控制其连接的灯源进行开关及功能转换。

用户控制组件连接有电源转换模块，电源转换模块用于将输入的电源电压转换为供主控模块用的控制电压，如图5和图10所示，图5为12V转5V，图10为5V转3V，将12V的电源电压转换为3V，供主控模块使用。

灯源控制组件在复杂应用中，可以通过级联的方式，实现多个控制器的叠加使用，实现控制器更多灯源控制的组合，组合后由带信号收发器主控，使用遥控器、移动终端、PC等设备对级联后的设备进行统一控制管理，灯源控制组件根据灯源控制组的端口定义及用户程序，通过PWM的控制方式，控制各种灯设备的开关、亮度、颜色变换。

灯源控制组件在级联方式下，连接信号收发设备的控制器为主控，任何在此主控后级联的控制器设备为从控，主控可对从控进行控制、程序写入及固件升级等操作。在非同步模式下，每个从控独立运行本控制器程序。

灯源控制组件先由程序定义输出端口特性及功能，通过PWM方式，对每个独立的灯源进行不同时段的不同光强的照度，使其存在关断时差，来营造氛围环境。

信号接收组件包括音乐采集模块，音乐信号根据音量转换为电平，送至主控进行信号处理，带声控的灯源控制组在收到主控控制指令后显示对应灯光效果。

如图1所示，用户控制组件包括用户终端和遥控终端，用户终端和遥控终端用于发射控制灯源用的无线信号，用户终端可为用户的移动终端，即手机、电脑等，遥控终端可为遥控器。

信号接收组件包括声音采集模块、遥控接收模块、蓝牙收发模块和信号接收模块，如图7所示，声音采集模块用于接收语音信号，并将接收的语音信号传输至灯源控制组件，灯源控制组件接收到语音信号后，会与预设的语音字符或关键词做对比，若对比成功，即收到的语音信号中有特定的预设的关键词，则输出控制信号，反之，则表明此段语音信号为无效信号，不做反应。

如图6所示，遥控接收模块用于接收无线遥控信号，并将接收的无线遥控信号传输至允许遥控的灯源控制组件，灯源控制组件接收遥控终端发出的遥控信号并做信号处理。

如图3所示，蓝牙收发模块用于通过蓝牙接收无线信号，并将接收的无线信号传输至灯源控制组件。

如图9所示，信号接收模块用于通过WIFI接收无线信号，并将接收的无线信号传输至灯源控制组件。

上述的三种无线信号可由多种方式进行传输，可为WIFI无线网络传输，可为蓝牙无线传输，也可为ZIGBEE无线传输，只要能实现无线信号传输的功能即可。

如图8所示，主控模块连接灯控模块，灯控模块为扩展模块，可以是继电器，通过继电器连接高压电源，实现电源开关控制，也可以是可控硅，对高压电源设备做调光、调速、开关控制，灯控模块连接灯源，灯控模块用于机械控制灯源的关断及功能转换，灯控模块相当于控制灯源的继电器，每个灯源都有一灯控模块进行开关控制，本发明中的灯源包括星空灯、筒灯、彩光灯、双色灯、LED灯、跑马灯等中的一种或多种的组合，只要能用控制器控制的灯具均可由本发明的控制系统进行控制操作。

主控模块可根据现场灯光控制设计需求，由配套的编程软件对控制器的各个端口，按照灯光控制应用效果，创建灯源组，写入控制器后运行编程好的程序，每个控制器可以创建多个灯源组，每个灯源组单独运行相应的灯源效果，都可实现流水灯、双色灯、彩色灯、淡入、淡出、音乐控制、渐变、开关、随机等效果，再通过组合、级联、氛围灯等可实现任意功能扩展。

具体实施时，本发明的每个主控模块，可划分出多个灯源组件，设置每个灯源组件的工作模式、应用场景等功能，实现不同灯源的开关、色彩变化、变化流水及灯光闪烁。通过灯源组件组合实现不同的显示效果。在复杂应用中，每个控制器的灯源还可以组合，以级联的方式组合为一个整体，以及共用同一个信号收发器且通过蓝牙收发模块无线连接遥控机构，通过声音采集模块采集特定语音字符，用户可通过音频或远程遥控的方式对灯源进行功能设置以及功能转换，提高了智能化控制。

本发明具备遥控、蓝牙、声音采集的功能，用户通过声音、遥控器、手机、PC等多平台设备，实现对本发明的功能切换、情景切换、音乐控制、速度控制、亮度控制、语音控制、固件更新的操作，提高了智能化控制，且蓝牙模块可根据实际需求替换通讯模块，如可实现WIFI、移动数据、Zigbee等多种数据通信兼容。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：包括灯源控制组件、信号接收组件和用户控制组件，所述信号接收组件和用户控制组件连接所述灯源控制组件，所述灯源控制组件包括若干主控模块，若干所述主控模块级联，所述灯源控制组件用于处理输入信号并对若干个所述主控模块输出控制信号，所述主控模块用于接收控制信号以控制灯源的功能转换，所述信号接收组件用于接收无线指令，并将无线指令传输至所述灯源控制组件中，所述用户控制组件用于向所述灯源控制组件发射控制指令；

所述灯源控制组件为可编程控制器，其任意端口进行组合，可定义多个大电流输出灯源和一个5V串口流水灯灯源；

所述用户控制组件发射控制指令以及所述信号接收组件发射无线指令，至所述灯源控制组件中，所述灯源控制组件处理控制指令和无线指令，并向每个所述主控模块发送控制信号，每个所述主控模块接收控制信号后控制其连接的灯源进行开关及功能转换。

2.根据权利要求1所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述信号接收组件包括声音采集模块和音乐采集模块，所述声音采集模块用于接收语音信号，并将接收的语音信号传输至所述灯源控制组件，所述音乐采集模块采集音乐信号，音乐信号根据音量转换为电平，送至主控模块进行信号处理。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述信号接收组件包括遥控接收模块，所述遥控接收模块用于接收无线遥控信号，并将接收的无线遥控信号传输至所述灯源控制组件，灯源控制组件接收遥控终端发出的遥控信号并做信号处理。

4.根据权利要求3所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述信号接收组件还包括蓝牙收发模块，所述蓝牙收发模块用于通过蓝牙接收无线信号，并将接收的无线信号传输至所述灯源控制组件。

5.根据权利要求4所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述信号接收组件还包括信号接收模块，所述信号接收模块用于通过WIFI接收无线信号，并将接收的无线信号传输至所述灯源控制组件。

6.根据权利要求5所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述用户控制组件包括用户终端和遥控终端，所述用户终端和遥控终端用于发射控制灯源用的无线信号。

7.根据权利要求1所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述主控模块连接灯控模块，所述灯控模块连接灯源，所述灯控模块用于机械控制灯源的关断及功能转换，所述灯控模块为扩展模块，为继电器或可控硅，通过继电器连接高压电源，实现电源开关控制，通过可控硅对高压电源设备做调光、调速、开关控制。

8.根据权利要求7所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述灯源包括星空灯、筒灯、彩光灯、双色灯、LED灯、跑马灯中的一种或多种的组合。

9.根据权利要求1所述的一种应用于灯光控制的级联控制系统，其特征在于：所述用户控制组件连接有电源转换模块，所述电源转换模块用于将输入的电源电压转换为供所述主控模块用的控制电压。

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