CN204810622U - 一种多功能智能led灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能智能LED灯包括LED控制系统以及一组LED光源，所述LED控制系统包括DC/DC电压转换器和数字控制模块，所述数字控制模块包括CPU和驱动单元，所述CPU连接一个无线通信接口和至少一个环境信息接口，所述环境信息接口用于连接压力传感器、音频模块或光学传感器；所述无线通信接口连接无线通信模块用于接收外部主控系统的控制命令和向外部主控系统发送多功能智能LED灯自身状态信息。本实用新型的多功能智能LED灯，通过无线通信模块实现与其他LED或控制系统的通信，交互自身状态信息，能够实现一定程度的自适应自身控制，大大提高智能化程度，主控系统的控制负担，控制便捷、可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED灯及其应用。
背景技术
随着LED的不断普及，智能化LED受到越来越多的关注。利用数字控制芯片改变LED的光强、色温和色彩为各种环境下的LED智能化提供了一条有效途径。目前大部分冠以智能化LED名称的灯光设备仅仅是通过调节LED光照强度来实现节能的功能，功能比较单一。在专利CN201220162521.3中采用的是传统的声控灯，即通过行人发声来触发点亮LED。专利CN201220719500.7和CN201120262602.6提出的节能路灯也只是用红外探测器等设备检测是否有人或车路过，并控制LED亮度。
这些设备虽然拥有一定的智能化功能，但功能较为简单在使用上受到很多限制，一般只适用于控制室外路灯的通断以达到简单的节能目的。更重要的是LED的可调参数，例如LED的色温和颜色，尚有许多没有得到有效利用，因此智能化LED潜力十分巨大。如果可以找的一种新的控制方式，通过严密的逻辑控制LED各个参数的变化，使之能够运用于多种领域，将极大扩展智能化LED的应用范围，对LED的推广和应用有重要价值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种多功能智能LED灯，以实现利用多种探测设备得到更丰富的外界信息，并且能够实现信息的交互，解决现有技术的LED灯控制智能化程度不高的问题。
一种多功能智能LED灯，包括LED控制系统以及一组LED光源，所述LED控制系统包括DC/DC电压转换器和数字控制模块，所述数字控制模块包括CPU和驱动单元，所述CPU连接一个无线通信接口和至少一个环境信息接口，所述环境信息接口用于连接压力传感器、音频模块或光学传感器；所述无线通信接口连接无线通信模块用于接收外部主控系统的控制命令和向外部主控系统发送多功能智能LED灯自身状态信息。
优选的，所述环境信号接口为串口和/或比较器，所述串口连接音频模块，所述比较器用于连接压力传感器和光学传感器。
优选的，所述环境信号接口有三个，分别为用于连接音频模块的串口、用于连接压力传感器的比较器以及用于连接光学传感器的比较器。
优选的，所述CPU还输入连接有手动控制模块，手动控制模块用于选择工作模式；工作模式包括CPU输入压力传感器信号的模式、CPU输入音频模块信号的模式和CPU输入光学传感器信号模式。
优选的，所述驱动单元包括与所述CPU连接的三个调制器以及与该CPU连接的三个PWM模块，每个LED光源包括红、绿、蓝三色LED，所述调制器包括调制模块和放大器，每一个所述调制器与一种颜色的LED以及一个开关管串联，三个所述PWM模块控制连接对应的所述开关管。
本实用新型的多功能智能LED灯，通过无线通信模块可以实现与主控系统的通信，接收主控系统的控制命令，交互自身状态信息，另外，该多功能智能LED灯能够通过连接音频模块、压力传感器和/或光学传感器感知外部环境信息，并根据感知到的信息进行自适应控制，进行灭灯或颜色及亮度的调整，大大提高智能化程度，主控系统只需要发出初始指令即可，大大减轻了主控系统的控制负担，控制便捷、可靠。
本实用新型的多功能智能LED灯能够采集的环境信号丰富，不仅包含传统的简单声控，更加入压力控制、光学控制和无线通信的功能。在LED可变参数方面也不是简单的调控光强，而是引入LED色温和色彩的变化，使控制系统能适用于室内室外等多场合并做出复杂的智能化控制。
本实用新型的多功能智能LED灯，CPU还输入连接有手动控制模块，可以选择CPU输入压力传感器信号的模式、CPU输入音频模块信号的模式和CPU输入光学传感器信号模式。
附图说明
图1为本实用新型LED控制系统的应用示意图；
图2为本实用新型多功能智能LED灯的工作原理图；
图3为图2A处放大图；
图4为图2B处放大图；
图5为本实用新型用于地下停车场时工作环境示意图。
具体实施方式
多功能智能LED灯实施例
图1所示为LED控制系统在多功能智能LED灯上的应用，图中PFC功率因数校正电路连接220AC电源，通过LLC谐振开关电路输出恒压恒流驱动LED控制系统，LED控制系统输出端与LED光源连接。
图2～图4为多功能智能LED灯的工作原理图，LED控制系统包括为其他模块供电的DC/DC电压转换器、用于通过工作模式选择模块选择工作模式的手动控制模块和数字控制模块，数字控制模块包括CPU和驱动单元，驱动单元包括与该CPU连接的三个调制器以及与该CPU连接的三个PWM模块，每个LED光源包括红、绿、蓝三色LED，调制器包括调制模块和放大器，每一个调制器与一种颜色的LED以及一个开关管串联，三个PWM模块控制连接对应的开关管；CPU连接一个无线通信接口和至少一个环境信息接口，本实施例的环境接口有三个，分别为一个串口和两个比较器，串口连接用于采集声音信息的音频模块，一个比较器用于连接接收外部压力信息压力传感器，另一个比较器用于连接接收外部亮度信息的光学传感器。无线通信接口为串口，连接无线通信模块用于接收外部主控系统的控制命令和向外部主控系统发送多功能智能LED灯自身状态信息。
DC/DC电压转换器采用宽范围的输入电压，具有多个开关降压芯片，只要LLC谐振开关输出电压在DC/DC电压转换器输入范围内，就可以保证多个输出稳定的直流电平，为LED控制系统其它模块供电。
作为其他实施方式，DC/DC电压转换器也可以是其他类型的直流电源，如果输入为交流的话，还需要设置整流模块。
作为其他实施方式，上述各种传感器与CPU的接口也可以根据所选择的传感器输出信号类型进行设计。
作为其他实施方式，CPU还可以根据需要连接一个、两个或四个环境信息接口。
作为其他实施方式，驱动单元为现有驱动单元，现有驱动单元对LED光源的调控不如上述驱动单元丰富。
手动控制模块可以手动选择三种不同工作模式，在工作模式一下CPU处理音频模块输入的音频信号，在工作模式二下CPU处理压力传感器输入的压力信号，在工作模式三下CPU处理光学传感器输入的光强信号。同时，CPU能够接收通过无线通信模块输入的终端指令，还能向外部主控系统发送多功能智能LED灯自身状态信息。音频模块采用双声道采集外界声音、音乐信号，将两路信号完成A/D转换和并串转换后串行输入CPU，在工作模式1下CPU分析判断音频信号，并输出随音频信号改变的调制信号改变LED的色温，通过PWM信号改变LED的亮度和色彩。压力传感器将压力信号转换为模拟电压信号，并通过比较器与压力阈值比较。当外界压力超过设置阈值时，CPU通过比较器输出上升沿和下降沿判断和记录压力信息，并通过PWM信号调节LED亮度和色彩。光学传感器采用可见光范围光电探测器和增益可调的跨阻放大器以及前端放大器，放大器输出模拟电压信号通过比较器与亮度阈值比较。当外界光照超过设置阈值时，CPU通过比较器输出上升沿和下降沿判断和记录光照信息，并通过PWM信号调节LED亮度。
无线通信模块采用无线通信芯片，该模块软件定义了物理层、链路层、网络层以及应用层的通信协议，支持自动组网、自动路由功能。LED控制系统启动后，无线通信模块可以自动查找附近网络并申请加入。利用系统网关可以实现PC机等终端设备（即主控系统）管理LED控制系统的工作模式或直接设置LED光源的色温、亮度和色彩。CPU也能够向外部主控系统发送多功能智能LED灯自身状态信息。
多功能智能LED灯的地下停车场智能控制方法中的应用举例：
图3为本实用新型应用于地下停车场时的工作环境示意图。当主控系统接收到压力传感器1和压力传感器2的信号时，会同时控制各支路照明的多功能智能LED灯A-F以及用于各车位指示的多功能智能LED灯1-12。当无车驶入或驶出时，主控系统向各多功能智能LED灯发出控制指令，多功能智能LED灯的LED控制系统输出占空比20%的PWM信号到各支路LED开关管，使地下停车场保证低亮度照明。当汽车驶入地下停车场时，压力传感器1和2顺次触发，CPU接受传感器信号判断汽车需要入库。此时主控系统按顺序检查剩余空位，确定6号车位空闲。LED控制系统选择行车线路FEB6，开关管驱动PWM信号占空比上升至80%，增加LED光源的亮度指引汽车进入6号车位，驶入路线上的各个多功能智能LED灯在检测到车辆驶过后，下调PWM信号占空比为20%，自动降低亮度，恢复低照度节能状态。当车辆进入该空车位后，该空车位上的多功能智能LED灯检测到车辆进入停车后，下调PWM信号占空比为20%，自动降低亮度，恢复低照度节能状态，并将该车位状态信息回传到主控系统。
上述占空比值是可以根据实际情况进行设定的。也可以设定驶入时路线上LED的颜色等。
当汽车驶出时，空车位上的多功能智能LED灯向主控系统反馈，主控系统信号并记录车位空出信息，同时通过压力传感器1和2判断是否有车驶入。如无车驶入，主控系统规划驶出路径，一般将入库路径作为驶出路径，并调高沿路多功能智能LED灯的亮度。如有车驶入，主控系统安排备用线路作为驶出路径，并调高沿路LED红光和蓝光PWM信号占空比至40%，绿光PWM信号占空比至90%，用于照明和指示汽车驶出地下停车场，当车辆驶出该车位后，该车位上的多功能智能LED灯，下调PWM信号占空比为20%，自动降低亮度，恢复低照度节能状态，并将该车位状态信息回传到主控系统。驶出路线上的各个多功能智能LED灯在检测到车辆驶过后，自动降低亮度，恢复低照度节能状态。当汽车驶出停车场时，压力传感器2和1顺次被触发，CPU判断汽车驶出。
可以设置驶出路线上的LED和驶入路线上的LED颜色、亮度等有区别，便于司机识别。还可以根据需要上述低照度模式可改为熄灭模式。
Claims (5)
1.一种多功能智能LED灯，其特征在于，包括LED控制系统以及一组LED光源，所述LED控制系统包括DC/DC电压转换器和数字控制模块，所述数字控制模块包括CPU和驱动单元，所述CPU连接一个无线通信接口和至少一个环境信息接口，所述环境信息接口用于连接压力传感器、音频模块或光学传感器；所述无线通信接口连接无线通信模块用于接收外部主控系统的控制命令和向外部主控系统发送多功能智能LED灯自身状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种多功能智能LED灯，其特征在于，所述环境信号接口为串口和/或比较器，所述串口用于连接音频模块，所述比较器用于连接压力传感器和光学传感器。
3.根据权利要求2所述的一种多功能智能LED灯，其特征在于，所述环境信号接口有三个，分别为用于连接音频模块的串口、用于连接压力传感器的比较器以及用于连接光学传感器的比较器。
4.根据权利要求3所述的一种多功能智能LED灯，其特征在于，所述CPU还输入连接有手动控制模块，手动控制模块用于选择工作模式；工作模式包括CPU输入压力传感器信号的模式、CPU输入音频模块信号的模式和CPU输入光学传感器信号模式。
5.根据权利要求1～4所述的一种多功能智能LED灯，其特征在于，所述驱动单元包括与所述CPU连接的三个调制器以及与该CPU连接的三个PWM模块，每个LED光源包括红、绿、蓝三色LED，所述调制器包括调制模块和放大器，每一个所述调制器与一种颜色的LED以及一个开关管串联，三个所述PWM模块控制连接对应的所述开关管。
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| CN (1) | CN204810622U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108538080A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-14 | 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 | 一种智慧停车场及一种智慧停车方法 |
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2015
- 2015-07-17 CN CN201520520307.4U patent/CN204810622U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108538080A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-14 | 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 | 一种智慧停车场及一种智慧停车方法 |
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