CN1750723A

CN1750723A - 半导体照明远程调光控制装置

Info

Publication number: CN1750723A
Application number: CN 200410066466
Authority: CN
Inventors: 申鸣; 王家鼎
Original assignee: GUOHAO ELECTRONIC CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: GUOHAO ELECTRONIC CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-03-22

Abstract

一种半导体照明远程调光控制装置，包括：第一通信接口单元；协议转换单元；第二通信接口单元及LED照明单元。本发明将来自第一通信接口单元的远程控制信息，经协议转换单元处理转换为内部数据总线协议，并通过第二通信接口单元对LED照明单元实施PWM调光控制。本发明适用于双向控制、无线控制及远程控制应用，本发明不仅具有对半导体照明进行大范围、大面积、多色调的控制能力，同时还具备模块化、结构化、可扩充的系统特点。

Description

半导体照明远程调光控制装置

技术领域

本发明涉及一种远程LED照明节点控制装置，特别涉及一种通过有线和/或无线通信的方法，对半导体LED的照明，进行亮/暗、调光及闪光的控制装置。

背景技术

现已公知的LED照明控制技术，在远程应用上，绝大多数采用RS485总线和DMX512协议的系统方式，该方法已在美国专利公开号US6292901，公告日为2001年9月18日的专利文献上进行阐述；另外还有相关文献，如美国专利公开号US6211626，公告日为2001年4月3日的专利文献，以及美国专利公开号US6016038，公告日为2000年1月18日的专利文献，都对该方案作了系统的描述。该方案通过RS485总线和DMX512协议的组合，其优点是，总线方式简单，通信方向呈单向，通信速率较高。

RS-485虽是一种低成本、易操作的通信系统，但是，其缺点也是明显的，如RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷：一个节点若出现故障，通常会导致系统乃至局部或整体的瘫痪，而且又难以判断。为防止环境的异常，485中继器往往在700m或800m左右的距离就必须予以考虑，而不是普通概念的1000米。

DMX-512协议，其数据包基于8位异步串行协议，带一个启始位(低电平)和两个停止位(高电平)，该协议既没有良好的冲突仲裁机制，连最普通的奇偶校验都不具备。因此，在复杂的应用环境中，其系统的抗干扰能力和数据误码率都难以达到实用要求；而且DMX-512协议，是一种单向通信协议，在系统中，也无法支持需反向传送数据的一些应用，如传感器或照明节点状态的回传等。

发明内容

本发明旨在提供一种基于有线和/或无线的基础上，能够远程对LED照明节点进行大范围、大面积、多色调、实现双向通信和信号驱动的控制装置，以解决现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种半导体照明远程调光控制装置(10)，包括：

至少一个第一通信接口单元(11)，用以向上位控制器提供有线(11a)和/或无线(11b)的实现双向通信的物理接口；

至少一个协议转换单元(12)，由一个或多个微处理器单元(12a)、一个或多个第二通信接口单元(12b)组成；用以把来自第一通信接口单元(11)的上位控制器的通信协议，转换成适用于控制LED照明单元(13)的第二通信接口单元(12b)的内部总线协议；并通过第二通信接口单元(12b)，输出并控制LED照明单元(13)；以及：

至少一个LED照明单元(13)，它由一个或多个LED驱动单元(13a)及一个或多个LED照明节点单元(13b)组成；LED驱动单元(13a)具有与所述协议转换单元(12)相连接的第二通信接口单元(12b)；LED照明节点单元(13b)由一个或/和至少一组LED半导体器件排列组成，根据LED驱动单元(13a)的驱动命令，作相应的照明状态的显示变化；或者是将LED照明单元(13)的故障信息经第二通信接口单元(12b)，反传给协议转换单元(12)。

其中，所述第一通信接口单元(11)是由符合现场总线接口规范或/和无线通信接口规范的的通信收发器及物理介质组成。

其中，所述第一通信接口单元(11)的通信协议，是基于有线传输方式的：CAN、Lonworks、PROFIBUS、CE-BUS、X-10、EIB、FF的一种或/和几种组合；或/和：

所述第一通信接口单元(11)的通信协议，是基于无线传输方式的：红外、蓝牙、IEEE802.11中的一种或/和几种的组合；

其中，所述第一通信接口单元(11)，由有线通信的收发器组成；或/和：

所述第一通信接口单元(11)，由无线通信的解调/调制器组成。

其中，所述协议转换单元(12)，把呈现在第一通信接口单元(11)的协议格式，转换成第二通信接口单元(12b)的协议格式；或者，所述协议转换单元(12)把呈现在第二通信接口单元(12b)的协议格式转换成第一通信接口单元(11)的协议格式。

其中，所述第二通信接口单元(12b)的协议格式，是I²C、SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及简单控制逻辑，并由它们中的任何一种或/和几种之组合。

其中，所述LED照明单元(13)内的所述LED驱动单元(13a)，是把来自所述第二通信接口单元(12b)的协议格式，转变成PWM脉宽调制信号，用以驱动和控制所述LED照明节点单元(13b)。

其中，所述LED照明单元(13)内的LED驱动单元(13a)，是由至少一个微处理器或者至少一个通用LED驱动芯片组成。

其中，所述LED照明节点单元(13b)的显示方式有：亮/暗、无级调光及闪光照明中的任一种或是几种的组合。

本发明所产生的积极效果在于：

1.采用有线和无线控制方案；使控制方式多样、易操作；

2.利用双向通信和总线仲裁机制，极大地提高了系统可靠性；

3.兼容多种总线协议，增强了系统的兼容性和灵活性；

4.通信效率高，自适应能力强，控制距离远，控制节点多。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细描述。

附图说明

图1现有发明的方框示意图；

图2本发明的原理方框图；

具体实施方式

参见图2，用以提供一种通过远程协议的接收、转换、处理并产生相应的内部控制总线协议，从而达到对LED照明实现大范围、远距离、多色调控制的技术方案。

作为本发明的一个优选实施例，它由第一通信接口单元11、协议转换单元12、多个LED照明单元13组成。

其中，第一通信接口单元11作为远程控制连接的物理接口，具体而言，在有线应用时，它可以是任何满足现场总线通信规范的物理接口，如CAN总线的收发器和RJ45物理插座；而在无线应用时，它又可以是任何符合无线通信规范的物理接口，如天线和无线调制/解调器或者是红外线收发器等。

协议转换单元12，包括微处理器12a和第二通信接口单元12b；在有线应用时，微处理器12a将来自第一通信接口单元11——基于总线数据格式的控制序列转换成内部总线所需要的另一种数据格式的控制序列；如：将来自第一通信接口单元11的CAN(也可以是Lonworks、PROFIBUS、X-10、EIB、FF、CE-BUS等通用总线中的一种及组合)总线控制协议，经微处理器12a的处理和转换，变成了内部总线I²C(也可以是SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及简单控制逻辑中的一种及组合)的控制格式并置于第二通信接口单元12b；这样，就完成了远程控制协议与内部总线控制序列的转换，其作用在于：既实现了远距离、高可靠的通信传输，又将远程通信协议变成了适合于内部控制的总线协议，从而增强了本方案的模块化、结构化的技术特征。

在无线应用时，微处理器12a将来自第一通信接口单元11——基于无线数据格式的控制序列转换成内部总线所需要的另一种数据格式的控制序列；如：将来自第一通信接口单元11的红外数据(也可以是蓝牙、IEEE802.11等)控制协议，经微处理器12a的处理和转换，变成了内部总线I²C(也可以是SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及简单控制逻辑中的一种及组合)的控制格式并置于第二通信接口单元12b；从而达到本发明无须布线、方便灵活的使用目的。

在本实施例中，LED照明单元13由LED驱动单元13a、三组LED照明节点单元13b所组成。

LED驱动单元13a，将来自内部总线第二通信接口单元12b的控制序列，自动翻译成符合PWM输出的对应的脉宽调制信号，并通过独立的驱动电路，分别驱动三组LED照明节点单元13b。在此，可以把三组LED照明节点单元13b，分别由不同颜色的LED组成，如：第一组LED照明节点单元13b1，由红色LED组成；第二组LED照明节点单元13b2，由绿色LED组成；第三组LED照明节点单元13b3，由蓝色LED组成；通过对LED红(R)、绿(G)、蓝(B)的排列和组合，同时，通过对每组颜色至少实施256级PWM的调光控制，这样，很容易实现1600多万种颜色的组合；从理论上说，如果对LED红(R)、绿(G)、蓝(B)的每组颜色，至少实施1024级PWM的调光控制的话，就能够轻易地得到10亿种颜色的变化和组合!

在本实施例中，LED照明节点单元13b，既可以是平稳地调光变化，也可以是通/断式变化，还可以是瞬间亮/灭的闪光模式。

在本实施例中，由于内部控制总线——第二通信接口单元12b，可以挂上符合该通用总线接口的多个LED照明单元，这对远程实现LED照明控制，如：对LED照明节点进行大范围、大面积、多色调的有效控制，提供了技术保障。

在本实施例中，LED照明单元13，如果内部发生如：过压、过流、短路、开路等异常现象，该状态将通过第二通信接口单元12b反传给微处理器12a，按当前所采用的通用总线帧格式(如：CAN总线)，处理成异常状态帧格式，并经第一通信接口单元11和有线路径11a或无线路径11b，向上位处理器发送。

以上所述，是本发明优选实施例中的一种，但并非用来限定本发明的实施范围，即凡是按照本发明专利——权利要求书所述的特征、构造、精神所做的均等变化和修饰，均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，包括：

——至少一个第一通信接口单元，用以向上位控制器提供有线和/或无线的实现双向通信的物理接口；

——至少一个协议转换单元，由一个或多个微处理器单元、一个或多个第二通信接口单元组成；用以把来自所述第一通信接口单元的上位控制器的通信协议，转换成适用于控制的所述LED驱动单元的第二通信接口单元的内部总线协议；并通过所述第二通信接口单元，输出并控制所述LED照明单元；以及：

——至少一个LED照明单元，它由一个或多个LED驱动单元及一个或多个LED照明节点单元组成；所述LED驱动单元具有与所述协议转换单元相连接的第二通信接口单元；所述LED照明节点单元由一个或/和至少一组LED半导体器件排列组成，根据所述LED驱动单元的驱动命令，作相应的照明状态的显示变化；或者是将所述LED照明单元的故障信息经所述第二通信接口单元，反传给所述协议转换单元。

2.如权利要求1所述的半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，所述第一通信接口单元是由符合现场总线接口规范或/和无线通信接口规范的的通信收发器及物理介质组成。

3.如权利要求1所述的半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，所述第一通信接口单元的通信协议，是基于有线传输方式的：CAN、Lonworks、PROFIBUS、CE-BUS、X-10、EIB、FF的一种或/和几种组合；或/和：

所述第一通信接口单元的通信协议，是基于无线传输方式的：红外、蓝牙、IEEE802.11中的一种或/和几种的组合；

4.如权利要求1所述的半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，所述第一通信接口单元，由有线通信的收发器组成；或/和：

所述第一通信接口单元，由无线通信的解调/调制器组成。

5.如权利要求1所述的半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，所述协议转换单元，把呈现在所述第一通信接口单元的协议格式，转换成所述第二通信接口单元的协议格式；或者，所述协议转换单元把呈现在所述第二通信接口单元的协议格式转换成所述第一通信接口单元的协议格式。

6.如权利要求5所述的协议转换单元，所述第二通信接口单元的协议格式是I2C、SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及简单控制逻辑，并由它们中的任何一种或/和几种之组合。

7.如权利要求1所述的半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，所述LED照明单元内的所述LED驱动单元，是把来自所述第二通信接口单元的协议格式，转变成PWM脉宽调制信号，用以驱动和控制所述LED照明节点单元。

8.如权利要求1所述的半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，所述LED照明单元内的所述LED驱动单元，是由至少一个微处理器或者至少一个通用LED驱动芯片组成。

9.如权利要求1所述的半导体照明远程调光控制装置，其特征在于，所述LED照明节点单元的显示方式有：亮/暗、无级调光及闪光照明中的任一种或是几种的组合。