CN203775483U - 一种基于knx总线的智能led调光器 - Google Patents

一种基于knx总线的智能led调光器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于KNX总线的智能LED调光器，挂载在KNX总线上，包括：一微控制器，一KNX总线收发电路，所述KNX总线收发电路设置有UART数字接口和模拟接口，所述UART数字接口连接有KNX总线，模拟接口连接有微控制器，一微波检测电路，所述微波检测电路实时地检测人或者车辆的移动信号，将检测到的目标移动信号传给微控制器，以及一LED驱动电路，所述LED驱动电路接收微控制器发出的PWM控制信号，来实现LED灯具的亮度调节。本实用新型结构简单，可靠性强，节能环保，智能化程度高。采用LED光源代替传统光源，为整个系统节约了电能；在有人或者车时，对LED采用全亮模式，在无人和车的时对LED采取亮度只有全亮模式的15%的节能照明模式，进一步避免了能源的浪费。

Description

一种基于KNX总线的智能LED调光器
技术领域
本实用新型涉及KNX总线技术及自动控制领域，具体涉及一种基于KNX总线的智能LED调光器。
背景技术
随着城市化建设进程的加快，城市的范围越来越大，越来越多的人选择以汽车作为交通工具，这就导致了汽车数量的快速增加，因此，很多城市建设了大型地下停车场。目前地下停车场多采用白炽灯和卤钨灯作为光源，存在寿命短、易损坏、功耗大、效率低等缺点。并且一般采用24小时持续供电方式，造成能源的大量浪费。LED光源具有光效好、工作电压低、耗电量小、抗冲击、使用寿命长、性能稳定等优点，得到越来越多的人的喜爱，若将其应用于地下停车，不仅可以节约大量能源，减少安装费用，延长使用寿命，还可以利用其易调光的特性，对地下停车场进行智能照明控制。、
KNX技术是一种起源于欧洲，主要用于楼宇和家居的分布式总线控制技术。它专注于楼宇和家居的室内终端设备控制，是一个基于事件控制的分布式总线系统。其所有的控制信号都是通过一根双芯控制电缆（KNX总线）进行传输，节约了传统安装中大量的电缆，控制线路与配电线路的完全分开大大降低了火灾隐患。近年来基于KNX技术的产品在国内的应用增加迅速，很多大型公共设施都使用了KNX技术。
发明内容
根据以上背景技术，本实用新型提供一种基于KNX总线的智能LED调光器，该智能LED调光器以微控制器为核心，实现了以下功能：
（1）节能照明：在没有人和没有车辆移动的情况下，停车场内所有灯具的亮度自动调节至全亮模式的15%，这样在维持监控设备的正常亮度需求的情况下，最大限度的降低对能源的消耗，实现节能控制。
（2）照明跟随功能：在停车场内，通过调光器上的微波检测电路，检测是否有人员或者车辆的移动。当检测到有人或者车移动时，LED灯具进入全亮模式，如果在检测范围内，一直有人或者车的移动，则LED灯具一直保持全亮模式，当人或者车离开时，则LED灯具延时一段时间之后进入到节能照明模式。
（3）亮度渐变功能：为避免LED灯由暗到亮的突对人眼的刺激以及伤害，本实用新型LED调光器采取LED亮暗的转变是逐级缓慢变化的方式，以达到良好的视觉调光效果。
（4）该智能LED调光器可以直接接入KNX系统。可灵活修改相关的配置，实现系统的轻松扩展。
（5）定时控制功能：为了减轻停车场管理人员的工作量，同时避免因管理人员忘记关灯而造成的能源浪费，该智能LED调光器具有定时控制功能。
管理者通过PC机可对挂载在KNX总线上所有的智能LED调光器进行监控和管理，从而实现对LED灯的控制和管理，而且通过PC机对调光器进行设置，可以实现停车场每天早上6点自动启动照明，晚上12点自动关闭照明功能。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种基于KNX总线的智能LED调光器，挂载在KNX总线上，包括：
一微控制器，
一KNX总线收发电路，所述KNX总线收发电路设置有UART数字接口和模拟接口，所述UART数字接口连接有KNX总线，模拟接口连接有微控制器，
一微波检测电路，所述微波检测电路实时地检测人或者车辆的移动信号，将检测到的目标移动信号传给微控制器，
以及一LED驱动电路，所述LED驱动电路接收微控制器发出的PWM控制信号，来实现LED灯具的亮度调节。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述微控制器选用型号为SN32F706微控制器，
在本实用新型的一个优选实施例中，还包括微控制器外围电路、电源电路、JTAG接口电路以及实时时钟电路，其中外围电路包括晶振电路、复位电路等。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型结构简单，可靠性强，节能环保，智能化程度高。采用LED光源代替传统光源，为整个系统节约了电能；在有人或者车时，对LED采用全亮模式，在无人和车的时对LED采取亮度只有全亮模式的15%的节能照明模式，进一步避免了能源的浪费。
本实用新型遵循KNX标准，可以直接挂载在KNX总线上，轻松实现扩展；同时它还具有定时控制功能，管理者通过PC机可以对挂载在KNX总线上所有的智能LED调光器进行监控和管理，以达到控制LED灯的作用，通过PC机对其设置，可实现停车场每天早上定点自动启动照明和晚上定点自动关闭照明功能，不仅减轻了停车场管理人员的工作量，同时避免因管理人员忘记关灯而造成的能源浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的整体结构框图。
图2为本实用新型的KNX总线收发电路。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参照图1，一种基于KNX总线的智能LED调光器主要由微控制器及其外围电路、KNX总线收发电路、LED驱动电路、微波检测电路、实时时钟电路、电源模块、JTAG接口电路组成。
所述微控制器选用SONIX公司的SN32F706微控制器，该控制器是基于ARM Cortex-M0的微控制器，它提供32位的运算能力。它主要负责运行KNX协议栈，存储用户应用程序参数、存储用户应用程序，提供PEI接口。微控制器具有13路PWM，方便实现多路PWM调光功能。
同时微控制器还实时地监测微波检测电路采集到的数据，根据监测到的信息来控制LED驱动电路。
例如，当发现有人或者车移动时，微控制器通过控制PWM信号，将LED灯调节到全亮模式，实现跟踪照明；当发现人或者车离开时，微控制器通过控制PWM输出，将LED灯的亮度调节到全亮模式的15%。这样在维持监控设备正常亮度需求的前提下，最大限度的降低对能源的消耗，实现节能控制。
所述微波检测电路实时地检测人或者车辆的移动信息，将检测到目标移动信号传给微控制器，微控制器通过输出不同的PWM信号，来控制LED驱动模块的驱动电流，从而实现LED灯的亮度调节。 
所述KNX总线收发电路选用TP-UART-IC收发器，TP-UART-IC是专门针对双绞线设计的异步收发器，支持传感器、执行器、控制器等连接到KNX总线上进行传输与接收，同时可以从总线分离产生一个稳定的3.3V和5V电压提供给控制器使用。它由UART数字接口和模拟接口组成，可以与总线、微控制器直接连接。
所述LED驱动电路采用一款高压降压式LED驱动控制芯片PT4207。
PT4207可实现在85VAC~256VAC通用交流输入范围稳定可靠工作，支持低频可变占空比的PWM数字脉冲调光方式，内置输入电压补偿功能，极大地改善了不同输入电压下LED电流稳定性。输出的恒定电流精度高，确保了LED亮度的一致性。微控制器通过输出不同占空比的PWM信号，可调节PT4207恒流驱动控制模块输出的恒定电流，从而实现LED亮度的调节。
所述实时时钟电路为LED调光器定时控制提供时间基准；JTAG接口电路用于程序的下载与调试。
参照图2，为KNX总线收发电路，图中A、B分别连接到KNX总线上，TXD、RXD连接到微控制器SN32F706的USART0的TX、RX。TP-UART-IC作为与双绞线直接相连的数据收发单元，完成重要的功能，TP-UART-IC通过TXD、RXD与主控制器相连，非常便于编程操作，由主控制器发往TP-UART-IC的每一个数据字节都前置一个控制字节，而TP-UART-IC从总线接收到的数据都透明的传输给主控制器，即主控制器收到的报文都从KNX报文控制字节开始。当主控制器检测到2-2.5ms的超时时，即可判断一个数据包接收完毕。TP-UART-IC提供两种波特率传输，9600bps与19200bps，由TSTIN引脚设置；MODE0、MODE1为模式选择，“11”为正常模式，此时数字部分和模拟部分都工作；“10”为模拟模式，此时只有模拟部分工作；TP-UART-IC集成了KNX物理层和数据链路层协议，可以与总线、微控制器直接连接。
基于KNX总线的智能LED调光器可以直接挂载在KNX总线上，通过PC机对挂载在KNX总线上的LED调光器进行监控和管理从而实现对LED灯的控制。
通过设置可是实现LED灯具定时启动和关闭的功能，不仅减轻了停车场管理人员的工作量，而且避免因管理人员忘记关灯而造成的能源浪费。基于KNX总线的智能LED调光器在满足停车场照明需求的前提下，实现最佳节能照明模式，使得系统的功耗降到最低；同时照明跟随功能为人和车都提供了方便，也提高了停车场的服务质量。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于KNX总线的智能LED调光器，挂载在KNX总线上，其特征在于，包括：
一微控制器，
一KNX总线收发电路，所述KNX总线收发电路设置有UART数字接口和模拟接口，所述UART数字接口连接有KNX总线，模拟接口连接有微控制器，
一微波检测电路，所述微波检测电路实时地检测人或者车辆的移动信号，将检测到的目标移动信号传给微控制器，
以及一LED驱动电路，所述LED驱动电路接收微控制器发出的PWM控制信号，来实现LED灯具的亮度调节；
所述KNX总线收发电路，微波检测电路以及LED驱动电路均连接微控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于KNX总线的智能LED调光器，其特征在于：所述微控制器选用型号为SN32F706微控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于KNX总线的智能LED调光器，其特征在于：还包括微控制器外围电路、电源电路、JTAG接口电路以及实时时钟电路，其中外围电路包括晶振电路、复位电路。
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