CN204316828U - 一种智能灯控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能灯控制装置，包括主控节点和灯控节点，所述主控节点和灯控节点通过si4432链路组网连接，所述主控节点包括远程控制单元、无线收发单元、中央处理器，所述灯控节点包括LED驱动电路、中央处理器、无线收发单元。本方案中通过远程控制单元，工作于所述装置的智能灯可以被PC机、手机等终端灵活控制，对灯的明亮度进行智能调节，节约电能。同时主控节点与众多灯控节点通过无线收发单元高速链路连接，便于管理，传输可靠且具备组网记忆能力以及自组网能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及室内照明灯具，尤其涉及一种智能灯控制装置。
背景技术
据统计我国目前的照明用电量占全社会用电总量的12%以上，因此节约照明用电是落实国家节能减排政策的重要部分。除了采用更加节能的LED照明灯具取代传统的白炽灯、荧光灯外，还要对照明灯具的工作亮度、工作时长、以及照明区域做出科学合理的调度和控制，才能在保证人们正常工作、学习、休息的前提下实现有效节能。目前照明灯具控制装置可分为有线控制和无线控制两种。由于无线控制装置具有安装灵活，不用布线、不影响室内美观整洁的特点，在实际应用中比有线控制装置更具比较优势。目前的无线控制装置通常可基于ZigBee，蓝牙或WiFi技术实现，但是蓝牙技术传输距离太短、组网能力差，Wifi不支持自组网功能，而ZigBee的传输距离也不够长，绕射能力差(尤其是在室内环境下存在较多墙壁阻隔时)。另外，由于ZigBee主要工作在2.4GHz频段，与目前广泛存在的Wifi频段，以及部分家用电器使用的频段重叠，容易引发同频干扰的问题。
现有技术中，申请号为CN201410410311.5号专利公开了具备红外遥控器功能的蓝牙智能灯，所述具备红外遥控器功能的蓝牙智能灯，包括微控制器，所述微控制器与LED恒流模块、存储模块、红外模块以及蓝牙模组连接；微控制器能驱动LED恒流模块进行照明；微控制器通过蓝牙模组接收红外遥控信息，微控制器根据红外遥控信息读取存储模块内的遥控器码以及功能按键码，以通过红外模块进行所需的红外遥控。由于其采用蓝牙传输，其信号传输距离短，不具备组网记忆能力也无法实现自组网。
实用新型内容
针对背景技术中出现的问题，本实用新型提出一种智能灯控制装置，包括主控节点和灯控节点，所述主控节点和灯控节点通过si4432链路组网连接，所述主控节点包括远程控制单元、无线收发单元、中央处理器，所述灯控节点包括LED驱动电路、中央处理器、无线收发单元。
优选的是，所述主控节点进一步包括本地调试接口、信号指示单元、电源管理模块。
在上述方案任一方案中优选的是，所述灯控节点进一步包括信号指示单元、本地调试接口、电源管理模块。
在上述方案任一方案中优选的是，所述主控节点和灯控节点包括唯一ID身份码。
在上述方案任一方案中优选的是，所述本地调试接口采用三线的RS232串行接口。
在上述方案任一方案中优选的是，所述中央处理器采用基于Cortex-M3内核的STM32系列微控制器。
在上述方案任一方案中优选的是，所述无线收发单元采用工作在ISM频段的无线收发芯片si4432。
在上述方案任一方案中优选的是，所述远程控制单元采用MxchipWNet模块，利用Wifi进行远程控制。
在上述方案任一方案中优选的是，所述LED驱动电路通过中央处理器的GPIO输出PWM波对LED灯具进行亮度和/或灰度控制驱动。
在上述方案任一方案中优选的是，所述PWM波控制输出灯包括红、绿、蓝、白四路中至少一种。
在上述方案任一方案中优选的是，其特征在于，所述智能灯控制装置包括至少一个主控节点和至少一个灯控节点。
在上述方案任一方案中优选的是，其特征在于，所述主控节点和灯控节点组成星型和/或Mesh网络。
在上述方案任一方案中优选的是，所述远程控制单元连接手机终端、PC终端、个人数字助理中至少一种。
本实用新型所述方案中通过远程控制单元，工作于所述装置的智能灯可以被PC机、手机等终端灵活控制，对灯的明亮度进行智能调节，节约电能。同时主控节点与众多灯控节点通过无线收发单元si4432链路连接，传输距离远，绕射穿墙能力强，便于管理，传输可靠且具备组网记忆能力以及自组网能力。
附图说明
图1是本实用新型的主控节点结构框图。
图2是本实用新型的灯控节点结构框图。
图3是按照本实用新型所述的包含1个主控节点和1灯控节点的示意图。
图4是按照本实用新型所述的包含1个主控节点和2灯控节点的示意图。
图5是本实用新型的灯控节点LED驱动电路原理图。
具体实施方式
下面参照附图结合示例性的实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：
如图1所示，主控节点包括中央处理器、本地调试接口、无线收发单元、信号指示单元、远程控制单元、电源管理单元。其中，中央处理器作为控制核心，与其他功能单元相连。本地调试接口为三线RS232接口，远程控制单元为Wifi模块，无线收发单元为Si4432模块，通过SPI接口与中央控制器相连。
中央处理器采用基STM32F103处理器，其采用ARM Cortex-M3内核，最高时钟频率可达72MHz，同时其是市场上价格和功耗最低32位处理器，具有睡眠、停机、待机多种低功耗模式，具有高度的集成性能和简易的开发特性，可为用户提供最大的编程灵活性。中央处理器与无线收发器通过SPI接口进行通信。无线收发器采用Si4432模块，具有传输距离远，绕射穿墙能力强，通信可靠的特点。Si4432模块的具体特性如下：可工作于240~960MHz的连续频率范围；最大输出功率经过配置可达到+20dBm（100mW），空旷距离可达上千米；具有非常高的灵敏度，在理想情况下可达-118dBm；具有稳定和精确的GFSK，FSK，OOK调制和可编程误差；具有多种节能模式；具有内置的温度传感器，高性能ADC以及唤醒定时器等；集成64个字节大小的发射和接收FIFO。
实施例2：
如图2所示，灯控节点包括中央处理器、本地调试接口、无线收发单元、信号指示模块、LED灯驱动电路。其中，中央处理器作为控制核心，与其他功能单元相连。本地调试接口为三线的RS232接口，无线收发单元为Si4432模块，通过SPI接口与中央控制器相连。灯控节点的中央处理器采用STM8S007控制器，其支持3级流水线的哈佛结构，带有32个中断的嵌套中断控制器，6个外部中断向量，最多27个外部中断，具有16位通用定时器，带有3个捕获/比较通道(IC、OC或PWM)，带有同步时钟输出的UART，SPI接口最高到10Mbit/s。
实施例3：
如图3所示，本实施例所述智能灯装置包括1个主控节点和1个灯控节点，所述主控节点和灯控节点通过si4432链路组网连接，所述主控节点包括远程控制单元、无线收发单元、中央处理器，所述灯控节点包括LED驱动电路、中央处理器、无线收发单元。所述主控节点进一步包括本地调试接口、信号指示单元、电源管理模块。所述灯控节点进一步包括信号指示单元、本地调试接口、电源管理模块。所述主控节点和灯控节点包括唯一ID身份码。所述本地调试接口采用三线的RS232串行接口。所述中央处理器采用基于Cortex-M3内核的STM32系列微控制器。所述无线收发单元采用工作在ISM频段的无线收发芯片si4432。所述远程控制单元采用MxchipWNet模块，利用Wifi进行远程控制。所述LED驱动电路通过中央处理器的GPIO输出PWM波对LED灯具进行亮度和/或灰度控制驱动。所述PWM波控制输出灯包括红、绿、蓝、白四路中至少一种。所述智能灯控制装置包括至少一个主控节点和至少一个灯控节点。所述主控节点和灯控节点组成星型和/或Mesh网络。所述远程控制单元连接手机终端、PC终端、个人数字助理中至少一种。
本方案中，主控节点和灯控节点为基本组件开发了一种智能灯的无线控制装置，该装置配合简单高效的通信协议可以快速组建网络并进行通信控制，具有操作简单，运行稳定，绕射穿墙能力强，节约成本的优点。
实施例4：
如图4所示，1个主控节点和2个灯控节点组成星型网络，主控节点对灯控节点的通信过程可分为组网和控制两个阶段。通信过程如下：
a.主控节点和各个灯控节点各自在本地维护一个全局唯一的身份码ID，同时维护一个实时时钟；
b.如果主控节点尚未与灯控节点组网，则主控节点发出广播，要求组网；
c.各灯控节点收到主控节点广播以后，首先检查该主控节点的ID是否已存储于本地，如果已经存储于本地，说明该灯控节点已经实现和主控节点有过组网历史，并且能够相互识别；如果主控节点的ID不存在与本地，则向主控节点回复ACK信息，同时将主控节点的ID存于本地；
d.主控节点收到来自灯控节点的ACK信息后，将该灯控节点的ID存于本地，此时组网过程结束。
e.主控节点通过远程控制单元接收控制指令，并由CPU进行指令解析。指令中主要包含要接受控制灯控节点的ID，该灯控节点输出的LED亮度及灰度等级，以及LED灯亮灭时间；
f.主控节点采用泛洪方式，通过无线收发模块将解析出的指令发送给所有灯控节点，并等待回复；
g.灯控节点收到控制命令以后，首先对比ID是否与自身ID相同，如果相同，则按照指令中其他字段的要求对所控LED灯进行相应设置，并向主控节点回复ACK；如不相同，则丢弃该命令。
h.主控节点收到来对正确灯控节点回复的ACK信息以后，则判断是否需要继续发送控制命令，如需要则转至f进行操作，如不需要则转为接收状态，监听信道信息；
各灯控节点定期向主控节点报告自身的运行状态，其余时间休眠，以节约电能。
本方案中，主控节点和灯控节点为基本组件开发了一种智能灯的无线控制装置，该装置配合简单高效的通信协议可以快速组建网络并进行通信控制，具有操作简单，运行稳定，绕射穿墙能力强，节约成本的优点。
实施例5：
如图5所示，灯控节点的LED灯驱动电路由GPIO引脚输出PWM波，再经过放大电路驱动相应的LED发光。至少包含五路PWM输出，分别控制白光LED，暖光LED以及红、绿、蓝LED的亮度和灰度等级。
为了更好地理解本发明，以上结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以上实施例具有示例性而没有限制的含义。
Claims (13)
1.一种智能灯控制装置，包括主控节点和灯控节点，其特征在于，所述主控节点和灯控节点通过si4432链路组网连接，所述主控节点包括远程控制单元、无线收发单元、中央处理器，所述灯控节点包括LED驱动电路、中央处理器、无线收发单元，其中所述主控节点远程控制单元、无线收发单元和所述主控节点中央处理器相连，所述灯控节点LED驱动电路、无线收发单元和所述灯控节点中央处理器相连。
2.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述主控节点进一步包括本地调试接口、信号指示单元、电源管理模块。
3.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述灯控节点进一步包括信号指示单元、本地调试接口、电源管理模块。
4.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述主控节点和灯控节点包括唯一ID身份码。
5.根据权利要求3所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述本地调试接口采用三线的RS232串行接口。
6.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述中央处理器采用基于Cortex-M3内核的STM32系列微控制器。
7.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述无线收发单元采用工作在ISM频段的无线收发芯片si4432。
8.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述远程控制单元采用MxchipWNet模块，利用Wifi进行远程控制。
9.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述LED驱动电路通过中央处理器的GPIO输出PWM波对LED灯具进行亮度和/或灰度控制驱动。
10.根据权利要求9所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述PWM波控制输出灯包括红、绿、蓝、白四路中至少一种。
11.根据权利要求1-10中任一所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述智能灯控制装置包括至少一个主控节点和至少一个灯控节点。
12.根据权利要求11中任一所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述主控节点和灯控节点组成星型和/或Mesh网络。
13.根据权利要求1所述的智能灯控制装置，其特征在于，所述远程控制单元连接手机终端、PC终端、个人数字助理中至少一种。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106782196A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 黄良强 | 一种智能疏散应急标志灯及其调试方法 |
| US9967942B1 (en) | 2017-02-06 | 2018-05-08 | Chicony Power Technology Co., Ltd. | Light emitting diode driving system and burning method thereof |
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