CN210928066U - 灯具和灯具控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种灯具和灯具控制系统。所述灯具包括：照明模块、驱动模块、控制模块、通讯模块和时间同步模块；所述照明模块用于产生光线；所述驱动模块，与所述照明模块相连，用于点亮所述照明模块；所述控制模块，与所述驱动模块相连，用于控制所述驱动模块运行；所述通讯模块，与所述控制模块相连，用于与主设备进行通信；所述时间同步模块，与所述控制模块相连，用于与所述主设备进行时间同步。本实用新型实施例可以实现统一管理和控制灯具的亮灭，降低灯具运行维护成本。

Description

灯具和灯具控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及控制领域，尤其涉及一种灯具和灯具控制系统。

背景技术

随着城市的发展，人们对居住的城市的要求越来越高。城市的景观亮化是现代人生活的必需品，城市商业广场、文化街区和旅游景区等标志性建筑的景观亮化，为人们休闲、消费营造了丰富多彩以及特色鲜明的光环境，大大提高了人们的生活体验。

通常，灯具的布局范围较广。为了实现节能的效果，灯具通常定时亮灭。灯具亮灭的控制信号可以是人工逐一设定的，也可以是通过灯具控制系统发出的控制信号实时控制。人工逐一设定的方式人工成本高，效率低。而在灯具控制系统与各灯具之间的通信存在延迟，灯具控制系统难以准确实时控制灯具的亮灭，甚至会导致多个灯具形成的实时亮灭切换的照明系统的灯具亮灭切换错误。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种灯具和灯具控制系统，可以实现统一管理和控制灯具的亮灭，降低灯具运行维护成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种灯具，包括：照明模块、驱动模块、控制模块、通讯模块和时间同步模块；

所述照明模块用于产生光线；

所述驱动模块，与所述照明模块相连，用于点亮所述照明模块；

所述控制模块，与所述驱动模块相连，用于控制所述驱动模块运行；

所述通讯模块，与所述控制模块相连，用于与主设备进行通信；

所述时间同步模块，与所述控制模块相连，用于与所述主设备进行时间同步。

进一步的，所述灯具还包括：供电模块；

所述供电模块分别与所述照明模块、所述控制模块和所述通讯模块相连，用于分别为所述照明模块、所述控制模块和所述通讯模块供电。

进一步的，所述灯具还包括：故障检测模块；

所述故障检测模块，分别与所述驱动模块、所述供电模块和所述控制模块相连，用于监测所述驱动模块的输出电流，并将电流异常信息传输至所述控制模块，以使所述控制模块通过所述通讯模块将所述电流异常信息上传至所述主设备。

进一步的，所述灯具还包括：定位模块；

所述定位模块与所述控制模块相连，用于对所述灯具进行定位，并将定位信息传输至所述控制模块，以使所述控制模块通过所述通讯模块将所述定位信息上传至所述主设备。

进一步的，所述灯具为户外景观亮化灯具。

进一步的，所述照明模块包括发光二极管。

进一步的，所述驱动模块还用于调整所述照明模块的亮度和颜色。

进一步的，所述故障检测模块包括模数转换器和运算放大电路；

所述运算放大电路与所述驱动模块相连，用于将所述驱动模块的输出电流模拟信号进行放大；

所述模数转换器分别与所述运算放大电路和所述控制模块相连，用于接收所述运算放大电路放大的输出电流模拟信号，并转换为输出电流数字信号，以及传输至所述控制模块。

进一步的，所述通讯模块为无线通讯模块，所述供电模块包括太阳能充电模块和电源模块。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种灯具控制系统，包括：至少一个如本实用新型实施例任一所述的灯具和主设备；

各所述灯具分别与所述主设备通信连接；

所述主设备用于分别控制各所述灯具点亮。

本实用新型实施例通过通讯模块与主设备进行通信，并通过时间同步模块与主设备进行时间同步，保证灯具的时钟与主设备的时钟保持一致，从而保证主设备实时控制灯具，解决了现有技术中灯具控制实时性低的问题，可以实现统一管理和控制灯具的亮灭，降低灯具运行维护成本，提高灯具与主设备之间的通信实时性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种灯具的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的一种灯具的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的一种灯具的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的一种灯具的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的一种灯具的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中的一种灯具控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例中的一种灯具的示意图，本实施例可应用于户外照明的情况。如图1所示，本实施例的灯具110具体包括：照明模块120、驱动模块130、控制模块140、通讯模块150和时间同步模块160。

其中，照明模块120用于产生光线，实际上，照明模块120即光源，用于实现照明功能。可选的，照明模块120包括发光二极管。采用发光二极管作为光源，比传统光源节能，且使用寿命更长。

驱动模块130，与照明模块120相连，用于点亮照明模块。驱动模块130用于驱动照明模块120工作，示例性的，驱动模块130发送电流信号至照明模块120，以驱动照明模块120工作。

控制模块140，与驱动模块130相连，用于控制驱动模块运行。控制模块140用于生成驱动信号发送至驱动模块130，以使驱动模块130驱动照明模块120工作。其中，控制模块140可以根据灯具的开启指令或关闭指令，生成相应的驱动信号，以间接控制照明模块120点亮或关闭。

通讯模块150，与控制模块140相连，用于与主设备进行通信。控制模块140通过通讯模块150与其他设备进行通信。主设备用于控制灯具。主设备用于通过通讯模块150传输灯具控制信号，以控制灯具的开关。

可选的，通讯模块150为无线通讯模块。示例性的，通讯模块150包括ZigBee无线通讯模块电路和解码电路。其中，ZigBee无线通讯模块电路用于传输无线信号，解码电路用于将接收到的无线信号进行解码，以及将发送的无线信号进行编码，以实现按照无线通信协议正确传输无线信号，保证准确传输无线数据。

通过选用无线通讯方式作为通信方式，可以实现无线远程通信，从而灯具的无线远程管理，避免在有线电缆故障时，导致灯具无法正常运行，提高灯具控制系统的容错性和稳定性。

时间同步模块160，与控制模块140相连，用于与主设备进行时间同步。时间同步模块160包括时钟芯片(Real Time Clock，RTC)，控制模块140可以通过时间同步模块160进行时间同步，即将时钟频率调整成通信网络中的设备的时钟频率，例如，根据主设备的时钟频率进行同步。由此，主设备可以设置各灯具的统一开启时间或关闭时间，例如实现白天关闭，晚上特定时间点亮等功能，实现灯具的集中管理，并提高控制的精准性。

可选的，灯具为户外景观亮化灯具。户外景观亮化灯具用于通过人为的设计和创作，使亮化的对象在灯光的作用下显得更有艺术感，增加城市的美感和艺术感。

相应的，驱动模块130还用于调整照明模块120的亮度和颜色。驱动模块130可以通过不同的驱动信号驱动照明模块120产生不同亮度的光线和/或不同颜色的光线。多个灯具组合在一起，可以形成亮化景观，增加灯具的色彩和亮度的多样性，从而增加城市的美感和艺术感，提高用户体验。

本实用新型实施例通过通讯模块与主设备进行通信，并通过时间同步模块与主设备进行时间同步，保证灯具的时钟与主设备的时钟保持一致，从而保证主设备实时控制灯具，解决了现有技术中灯具控制实时性低的问题，可以实现统一管理和控制灯具的亮灭，降低灯具运行维护成本，提高灯具与主设备之间的通信实时性。

可选的，如图2所示，灯具110还包括：供电模块170；供电模块170分别与照明模块120、驱动模块130、控制模块140和通讯模块150相连，用于分别为照明模块120、驱动模块130、控制模块140和通讯模块150供电。

供电模块170可以是有线电缆供电，也可以是电池电源供电。可选的，供电模块170包括太阳能充电模块和电源模块。其中，太阳能充电模块用于为电源模块进行充电。同时，灯具还包括太阳能板，太阳能充电模块通过太阳能板收集太阳能，并转换为电能，为电源模块进行充电。电源模块用于为灯具中的各模块进行供电。

目前户外灯具在信号传输及供电方面均是采用有线电缆以及开关电源进行供电，在项目运用调试的时候，经常会由于供电以及接线等操作困难造成项目运行暂缓，信号传输停滞，以及信号接线繁琐麻烦等技术瓶颈。由此，通过采用太阳能进行充电，可以减少有线供电导致的接线复杂，以及灯具供电故障的情况，降低灯具运行维护成本，同时提高灯具进行照明的可靠性。

可选的，如图3所示，所述灯具还包括：故障检测模块180；故障检测模块180，分别与驱动模块130、供电模块170和控制模块140相连，用于监测驱动模块130的输出电流，并将电流异常信息传输至控制模块140，以使控制模块140通过通讯模块150将电流异常信息上传至主设备。

具体的，故障检测模块180用于监测驱动模块130的输出电流，当输出电流存在异常时，生成电流异常信息传输至控制模块140，控制模块140在接收到电流异常信息确定灯具电流存在问题，可以控制灯具关闭，例如生成灯具关闭的驱动信号给驱动模块130，以驱动照明模块120停止工作。还可以将电流异常信息通过通讯模块150传输至主设备，即上报给工作人员，以使工作人员了解该灯具的故障状态并进行检修。

通过故障检测模块可以实现灯具自检故障，并及时上传至主设备以使工作人员快速进行处理，从而提高灯具故障检修的效率，大大提高了灯具的寿命和可靠性。

可选的，故障检测模块180包括模数转换器和运算放大电路；运算放大电路与驱动模块130相连，用于将驱动模块130的输出电流模拟信号进行放大；模数转换器分别与运算放大电路和控制模块140相连，用于接收运算放大电路放大的输出电流模拟信号，并转换为输出电流数字信号，以及传输至控制模块140。

通常驱动模块130输出的电流为模拟信号，而且信号的强度较小，同时，处理器一般是对数字信号进行处理，由此在对该输出电流进行处理时，需要将模拟信号进行放大以及模数转换，形成相应的数字信号，进行处理。

另一方面，模数转换器用于接收控制模块140发送的控制指令，并启动运算放大电路进行工作。

通过模数转换器和运算放大电路，将输出电流模拟信号进行放大，并相应转换为数字信号，实现对监测的电流信号进行预处理之后，判断电流信号是否出现异常，提高电流监测结果的准确性。

可选的，如图4所示，灯具110还包括：定位模块190；定位模块190与控制模块140相连，用于对灯具110进行定位，并将定位信息传输至控制模块140，以使控制模块140通过通讯模块150将所述定位信息上传至所述主设备。

定位模块190可以包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)模块，用于确定灯具的位置。示例性的，可以通过通讯模块150，将灯具自身的定位信息上传至主设备，以使主设备中形成灯具工况地图，可以实施观察灯具安装及故障具体位置，实现对灯具的集中管理。

在一个具体的例子中，灯具结构如图5所示，相应的，灯具的工作过程具体是：灯具110在晴朗的白天时通过太阳能板结合太阳能充电模块171给电源模块172(如锂电池)充电，储备电源能量。灯具110在工作时通过电源模块172为灯具110中的各个模块供电，以便于提供灯具供电所需要的能量。通讯模块150在自动组网后接受主设备(如移动终端)发送过来的通讯信号(如2.4G无线通讯信号)，通讯模块150将通讯信号传递给控制模块140进行解码识别，经过效验识别后，将通讯信号转化为4路独立的脉冲宽度调制信号(Pulse WidthModulation，PWM)，并发送给驱动模块130。驱动模块130接收到接受PWM信号后对照明模块120进行调光控制，实现灯具亮化效果。同时在照明模块120调光过程中，控制模块140在接收到主设备通过通讯模块150发送的故障检测指令时，控制模块140控制启动故障检测模块180，以使故障检测模块180通过模数转换器181和运算放大电路182监测驱动模块130的输出电流。故障检测模块180在监测到异常时，生成电流异常信息发送至控制模块140，再由控制模块140通过通讯模块150上报给主设备，以使主设备的操作人员实时了解灯具的故障状态。

图5为本实用新型实施例中的一种灯具控制系统的结构示意图，本实施例可应用于主设备控制多个灯具进行照明的情况。如图5所示，本实施例的一种灯具控制系统210，包括：至少一个本实用新型实施例中任一项所述的灯具110和主设备220；各灯具110分别与主设备220通信连接；主设备220用于分别控制各灯具110点亮。

此外，灯具还可以采用串联的方式与主设备进行通信连接，或者可以是采用串并结合的方式与主设备进行通信连接。对此，本实用新型不作具体限制。

灯具的结构和配置可以参考前述描述内容。实际上，灯具控制系统中包括的灯具的数量可以根据需要进行配置，示例性的，灯具控制系统包括1000个条形屏，此外还可以是其他数目，如50个，对此，本实用新型实施例不作具体限制。

本实用新型实施例通过各灯具与主设备进行通信，而且各灯具与主设备进行时间同步，保证灯具的时钟与主设备的时钟保持一致，从而保证主设备实时控制灯具，解决了现有技术中灯具控制实时性低的问题，可以实现统一管理和控制灯具的亮灭，降低灯具运行维护成本，提高灯具与主设备之间的通信实时性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种灯具，其特征在于，包括：照明模块、驱动模块、控制模块、通讯模块和时间同步模块；

所述照明模块用于产生光线；

所述驱动模块，与所述照明模块相连，用于点亮所述照明模块；

所述控制模块，与所述驱动模块相连，用于控制所述驱动模块运行；

所述通讯模块，与所述控制模块相连，用于与主设备进行通信；

所述时间同步模块，与所述控制模块相连，用于与所述主设备进行时间同步。

2.根据权利要求1所述的灯具，其特征在于，还包括：供电模块；

所述供电模块分别与所述照明模块、所述驱动模块、所述控制模块和所述通讯模块相连，用于分别为所述照明模块、所述驱动模块、所述控制模块和所述通讯模块供电。

3.根据权利要求2所述的灯具，其特征在于，还包括：故障检测模块；

所述故障检测模块，分别与所述驱动模块、所述供电模块和所述控制模块相连，用于监测所述驱动模块的输出电流，并将电流异常信息传输至所述控制模块，以使所述控制模块通过所述通讯模块将所述电流异常信息上传至所述主设备。

4.根据权利要求1所述的灯具，其特征在于，还包括：定位模块；

所述定位模块与所述控制模块相连，用于对所述灯具进行定位，并将定位信息传输至所述控制模块，以使所述控制模块通过所述通讯模块将所述定位信息上传至所述主设备。

5.根据权利要求1所述的灯具，其特征在于，所述灯具为户外景观亮化灯具。

6.根据权利要求1所述的灯具，其特征在于，所述照明模块包括发光二极管。

7.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述驱动模块还用于调整所述照明模块的亮度和颜色。

8.根据权利要求3所述的灯具，其特征在于，所述故障检测模块包括模数转换器和运算放大电路；

所述运算放大电路与所述驱动模块相连，用于将所述驱动模块的输出电流模拟信号进行放大；

所述模数转换器分别与所述运算放大电路和所述控制模块相连，用于接收所述运算放大电路放大的输出电流模拟信号，并转换为输出电流数字信号，以及传输至所述控制模块。

9.根据权利要求2或3所述的灯具，其特征在于，所述通讯模块为无线通讯模块，所述供电模块包括太阳能充电模块和电源模块。

10.一种灯具控制系统，其特征在于，包括：至少一个如权利要求1-9任一项所述的灯具和主设备；

各所述灯具分别与所述主设备通信连接；

所述主设备用于分别控制各所述灯具点亮。

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