CN210694434U - 一种应急灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应急灯控制系统，包括：MCU处理器、电源检测模块、充电模块、LED放电恒功率模块，DALI模块、局域网模块和无线通信模块；所述电源检测模块、充电模块、ADC采样器、LED放电恒功率模块、DALI模块、局域网模块和无线通信模块均与MCU处理器连接；本实用新型通过在现有的以DALI作为智能化灯光协议的应急灯的基础上，增加了局域网模块以及无线通信模块，可有效解决传统应急灯布线困难的问题，降低了安装人员的工作强度，节约了安装成本，同时，可通过无线通信模块实现远距离通信，适应大范围的联网工程，例如商照中心或者工业区的多栋建筑的联网。

Description

一种应急灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及消防设施技术领域，尤其是一种应急灯控制系统。

背景技术

DALI(Digital Addressable Lighting Interface)协议的全称是数字化可寻址照明接口协议，是用于照明系统控制的开放式异步串行数字通信协议，其对应的IEC62386系列国际标准的出台，标志着全球智能照明新时代的开始。智能照明控制技术与迅猛发展的LED照明技术相结合将对照明产品及照明工程应用产生巨大的影响。在应急灯领域也等到了快速的发展，可以节省人工成本，加快智能化进程，加快系统故障的反馈速度。

目前已有的产品基本上是单一的支持DALI协议的具有自我检测功能的LED灯驱动器。 DALI作为传统的智能化灯光协议，数据是通过双线传输的，距离总长不能超过300米，因而布线较为麻烦，且距离有限。此外，DALI协议内灯具数量最大只能为64个，不能满足大范围的灯具控制要求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种应急灯控制系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

本发明实施例提供一种应急灯控制系统，该急灯控制系统包括MCU处理器、电源检测模块、充电模块、DALI模块、局域网模块和无线通信模块；所述电源检测模块、充电模块、DALI模块、局域网模块和无线通信模块均与MCU处理器连接；

其中，所述电源检测模块，用于检测电源次级侧输出电压以及捕捉市电波形周期，判断掉电情况，以决定是否进入应急模式；

其中，所述充电模块，用于判断电池是否需要充电以及是否充电完成；

其中，所述DALI模块，所述DALI模块包括DALI总线，并用于DALI总线上的数据传输；

其中，所述局域网模块，用于进行数据的无线传输；

其中，所述无线通信模块，用于将数据上传云服务器。

进一步地，所述用于判断电池是否需要充电以及是否充电完成为通过所述ADC采样器采集电池电压，并与所述充电模块中设置的预定阈值进行比较，用于判断电池是否需要充电，若判定电池需要充电，则进一步通过所述电源检测模块判断系统是否为市电供电，若为市电供电，则通过所述充电模块为应急灯电池充电，若非市电供电则结束控制，若判断电池无需充电，则关闭所述充电控制模块开关。

进一步地，还包括LED放电恒功率模块，所述LED放电恒功率模块与所述MCU处理器连接，所述LED放电恒功率模块用于保持恒定的输出功率。

进一步地，还包括ADC采样器，所述ADC采样器与所述MCU处理器连接，所述ADC 采样器可同时用于所述电源检测模块、所述充电模块和所述LED放电恒功率模块的采样。

进一步地，所述局域网模块包括：蓝牙mesh组网，zigbee组网或RF组网。

进一步地，所述无线通信模块包括：WiFi模块、NB_IOT模块或LORA模块。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在现有的以DALI作为智能化灯光协议的应急灯的基础上，增加了局域网模块以及无线通信模块，可有效解决传统应急灯布线困难的问题，降低了安装人员的工作强度，节约了安装成本，同时，可通过无线通信模块实现远距离通信，适应大范围的联网工程，例如商照中心或者工业区的多栋建筑的联网。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统模块结构示意图；

图2是本实用新型实施例掉电检测流程示意图；

图3是本实用新型实施例充电流程示意图；

图4是本实用新型实施例恒功率控制流程示意图；

图5是本实用新型实施例局域网模块工作流程示意图；

图6是本实用新型实施例无线通信模块工作流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

请参阅图1，本实用新型的应急灯控制系统包括MCU处理器10、电源检测模块20、充电模块30、ADC采样器、DALI模块50、局域网模块60和无线通信模块70；电源检测模块 20、充电模块30、ADC采样器、DALI模块50、局域网模块60和无线通信模块70分别与 MCU处理器10连接。

MCU处理器通过电源检测模块20、局域网模块60和无线通信模块70传输的指令以控制系统的运行状态，如电池是否需要充电，系统是否要进入应急模式等。应急模式表示电源供电故障(市电停电)并且期间控制装置由电池供电直至深度放电点的模式，而深度放电表示电池不能再为应急灯供电，因为电池电压已下降至制造商规定的阈值。

其中，电源检测模块20用于检测电源次级侧输出电压以及捕捉市电波形周期，判断掉电情况，以决定是否进入应急模式。其中，电源次级侧即电源的输出侧。

具体的，市电即工频交流电(AC)，用交流电的常用三个量来表征：电压、电流、频率。因此，当市电存在时，电源次级侧有电压8V，因其为交流电，因此50HZ的交流信号，电源检测模块20可以通过过零检测判断出交流电是否存在，进一步确定应急灯是否掉电，若应急灯处于掉电状态，则进入应急模式。

在一个具体的实施例中，通过ADC采样器对电源次级输出电压以及市电波形周期进行检测和捕捉，结合前述市电的特性，判断市电是否掉电，以进一步确定是否进入应急模式。

充电模块30，用于判断电池是否需要充电以及通过判断电池电压是否充电完成。在充电流程中，通过ADC采样器40采集实数数据并计算电池正极电压值及市电电源次级输出电压，并与充电模块30预定的阈值进行比较，若电池需要充电，则进一步通过电源检测模块20判断应急灯系统是否为市电供电，若是，则通过充电模块30为应急灯电池充电，若非市电供电则结束控制，若判断电池无需充电，则关闭充电模块的充电开关。

DALI模块50，用于在DALI总线上传输数据。是一种有线数据传输方式，协议IEC62386。 MCU处理器10通过接收到来自DALI模块50命令以控制应急灯控制系统和传输数据。

DALI为数字可寻址灯光接口，是专业的照明控制系统。DALI技术的最大特点是单个灯具具有独立地址，可通过DALI系统对单灯或灯组进行精确的调光控制。DALI系统软件可对同一强电回路或不同回路上的单个或多个灯具进行独立寻址，从而实现单独控制和任意分组。因此DALI调光系统为照明控制带来极大的灵活性，用户可根据需求在安装结束后的运行过程中仍可按需调整功能，而无须对线路做任何改动。

局域网模块60，用于进行数据的无线传输，具体地，通过局域网模块可自动组网构建一个小型局域网，在该小型局域网内，无线数据通过串口数据书传输给MCU处理器10，MCU处理器10将通过数据传输协议进一步判断通讯数据的完整性和正确性，若MCU处理器10 接收到的通讯数据为完整且正确的，则MCU处理器10对数据进行解析，并且执行对应命令；若通讯数据不完整或者不正确，则舍弃非法数据，再次返回接收模式。

通讯数据的完整性和正确性可通过数据的帧格式确定，具见下表：

说明	代码
		帧起始符	68H
地址域	ADDR
		控制码	C
数据域长度	L
		数据域	DATA
校验码	CS
		结束符	16H

在一种具体的实施方式中，当MCU处理器10接收到通讯数据后，判断是否同时具有帧起始符和结束符，若有，则可确定该通讯数据是完整的，在确定通讯数据完整的情况下，进一步对校验码进行校验，以进一步确定数据的正确性。

优选地，局域网模块60为蓝牙mesh组网。具体地，蓝牙Mesh技术其实并非无线通信技术，而是一种网络(组网)的技术，用于构建“多对多通信连接”的网络。而低能耗蓝牙技术则为无线通信技术。所以，蓝牙Mesh是建立在低功耗蓝牙之上的通信网络。

无线通信模块70，用于将数据上传阿里云；具体地，无线通信模块70连接互联网，并通过互联网将数据传输至用户APP客户端，可供用户进行远程操作，可及时准确地将数据上传至云服务器，方便用户在手机上查询，使每台手机都可以成为一个DALI主机，对DALI模块50实现远距离控制。优选地，云服务器为阿里云。

优选地，无线通信模块70为WiFi模块。具体地，Wi-Fi模块又名串口Wi-Fi模块，属于物联网传输层，功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。传统的硬件设备嵌入Wi-Fi 模块可以直接利用Wi-Fi联入互联网，是实现无线智能家居、M2M等物联网应用的重要组成部分。

进一步地，该应急灯控制系统还包括LED放电恒功率模块40，用于调节电流使功率值在相对稳定的状态内变化，保持恒功率。在一种具体的实施例中，MCU处理器10通过ADC采样器80采样LED灯的电压和电流值，并计算得出LED灯当前功率值，通过调节MCU处理器管脚输出PWM信号的占空比来进一步调节LED恒功率放电模块40输出的电流值，因电压值确定，从而得到一个恒定的输出功率。具体地，当计算得出的LED灯功率值大于LED 灯恒定功率值，则减小PWM信号的占空比；当LED灯功率值小于LED灯恒定功率值，增加PWM信号的占空比；若计算得出的LED灯功率值与LED灯恒定功率值一致，则维持当前PWM信号的占空比。

进一步地，ADC采样器可同时用于电源检测模块、充电模块和LED放电恒功率模块的采样。ADC采样器采样的具体参数已在前述的实施例内容中分别说明，不在此赘述。

优选地，前述MCU处理器采用PIC16F18344单片机。具体地，PIC16(L)F18324/18344单片机具有模拟外设、独立于内核的外设和通信外设，结合超低功耗(eXtreme Low Power，XLP)技术，适合各种通用和低功耗应用。外设引脚选择(Peripheral Pin Select，PPS)功能支持在使用数字外设(CLC、CWG、CCP、PWM和通信)时进行引脚映射，提高了应用设计灵活性。

实施例二：

请继续参阅图1以及实施例一，本实施例与实施例一的区别在于：

优选地，局域网模块60为蓝牙zigbee组网。具体地，Zigbee技术是一种应用于短距离和低速率下的无线通信技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

优选地，无线通信模块70为NB_IOT模块。具体地，NB_IOT(Narrow Band Internetof Things,NB-IoT，窄带物联网)是万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级；支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。

实施例三：

请继续参阅图1以及实施例一，本实施例与实施例一的区别在于：

优选地，局域网模块60为RF组网。具体的，RF组网具有近距离、自组网、低功耗、低数据速率等特点，是一种低成本组网方式。

优选地，无线通信模块70为LORA模块。具体地，LORA模块是一种基于LORA扩频技术的嵌入式无线数据传输模块，利用LORA网络为用户提供无线数据传输功能。能实现超长距离通信，实测通信距离＞11.5Km，功耗低，休眠电流＜1.8μA，并且具有出色的抗扰特性等优点。

实施例四：

请继续参阅图1以及实施例一，本实施例与实施例一的区别在于：

优选地，局域网模块60为蓝牙蓝牙mesh组网。

优选地，无线通信模块70为WiFi模块。

实施例五：

请继续参阅图1以及实施例一，本实施例与实施例一的区别在于：

优选地，局域网模块60为蓝牙蓝牙zigbee组网。

优选地，无线通信模块70为LORA模块。

本实用新型通过在现有的以DALI作为智能化灯光协议的应急灯的基础上，增加了局域网模块以及无线通信模块，可有效解决传统应急灯布线困难的问题，降低了安装人员的工作强度，节约了安装成本，同时，可通过无线通信模块实现远距离通信，适应大范围的联网工程，例如商照中心或者工业区的多栋建筑的联网。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种应急灯控制系统，其特征在于，包括：MCU处理器、电源检测模块、充电模块、DALI模块、局域网模块和无线通信模块；所述电源检测模块、充电模块、DALI模块、局域网模块和无线通信模块分别与MCU处理器连接；

所述电源检测模块，用于检测电源输出电压以及捕捉市电波形周期，判断掉电情况，以决定是否进入应急模式；

所述充电模块，用于判断电池是否需要充电以及是否充电完成；

所述DALI模块包括DALI总线，并用于所述DALI总线上的数据传输；

所述局域网模块，用于进行数据的无线传输；

所述无线通信模块，用于将数据上传至云服务器。

2.根据权利要求1所述应急灯控制系统，其特征在于：所述用于判断电池是否需要充电以及是否充电完成：采集电池电压，并与所述充电模块中设置的预定阈值进行比较，判断电池是否需要充电，若判定电池需要充电，则进一步通过所述电源检测模块判断系统是否为市电供电，若为市电供电，则通过所述充电模块为应急灯电池充电，若非市电供电则结束控制，若判断电池无需充电，则关闭所述充电模块的开关。

3.根据权利要求1所述应急灯控制系统，其特征在于：还包括LED放电恒功率模块，所述LED放电恒功率模块与所述MCU处理器连接，所述LED放电恒功率模块用于保持恒定的输出功率。

4.根据权利要求3所述应急灯控制系统，其特征在于：还包括ADC采样器，所述ADC采样器与所述MCU处理器连接，所述ADC采样器用于所述充电模块、所述电源检测模块及所述LED放电恒功率模块的采样。

5.根据权利要求1所述应急灯控制系统，其特征在于，所述局域网模块包括：蓝牙mesh组网，zigbee组网或RF组网。

6.根据权利要求1所述应急灯控制系统，其特征在于，所述无线通信模块包括：WiFi模块、NB_IOT模块或LORA模块。

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