CN211047290U - 控制器和led灯组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种控制器和LED灯组件，包括：双模通信模块，用于接收外部控制终端发送的照明控制指令，并以有线和无线协同融合的双通信模式进行透传；控制模块，用于接收所述双模通信模块透传发来的照明控制指令，并转换为与LED驱动电源相适配的控制信号；电源模块，用于产生直流电压以分别向所述双模通信模块和所述控制模块供电。本申请能够提高整个智能照明控制系统的通信可靠性和控制的稳定性。

Description

控制器和LED灯组件

技术领域

本实用新型涉及智能照明控制系统技术领域，特别是涉及一种控制器和LED灯组件。

背景技术

从控制信号传输媒介角度划分，应用于智能照明控制的通信技术，主要有两大类，即有线通信技术和无线通信技术。

智能照明控制系统中的无线通信技术，譬如比较主流的Zigbee、蓝牙和WIFI等技术，无需铺设额外的控制总线，安装方便，系统可扩展性强，缺点是传输距离较短，障碍物阻挡导致通信盲区多、天气因素以及同频无线干扰等因素都会影响到通信的可靠性和整个系统的稳定性。

智能照明控制系统中的有线通信技术，譬如KNX、DALI、RS485等技术，优点是抗干扰能力强、通信可靠、控制系统工作稳定；但是需要专业照明安装人员或建筑施工人员进行安装，需要重新装修房子或者新建房子时由施工人员提前布线，安装成本高。

单一的无线通信技术和有线通信技术，在实际应用中都存在许多短板。尤其在建筑物的照明改造工程中，工程现场并没有铺设照明控制总线，新铺设则工程量很大。在这种状态下，在复杂的工程现场选择哪种通信技术来实施智能照明控制系统，将直接影响到照明改造工程能否成功实施。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种控制器和LED灯组件，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种控制器，包括：双模通信模块，用于接收外部控制终端发送的照明控制指令，并以有线和无线协同融合的双通信模式进行透传；控制模块，用于接收所述双模通信模块透传发来的照明控制指令，并转换为与LED驱动电源相适配的控制信号；电源模块，用于产生直流电压以分别向所述双模通信模块和所述控制模块供电。

于本申请一实施例中，所述外部控制终端包括：控制面板或智能网关。

于本申请一实施例中，所述双模通信模块为电力线载波通信和微功率无线通信的双模通信。

于本申请一实施例中，所述双模通信模块中的协议栈采用4层软件架构，其包括：即物理层、MAC层、网络层、及业务应用层。

于本申请一实施例中，所述控制模块为单片机。

于本申请一实施例中，所述控制信号包括：开关信号与调光信号。

于本申请一实施例中，所述控制信号的类型包括：模拟信号、PWM信号、及数字信号中任意一种。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种LED灯组件，包括：如上所述控制器、可控恒流驱动电源、及LED灯；所述可控恒流驱动电源，用于接收所述控制器发送的控制信号，以驱动所述LED灯的开关或调光动作；所述LED灯，用于在适配的所述可控恒流驱动模块的驱动下实现照明。

于本申请一实施例中，所述控制信号的类型包括：模拟信号、PWM信号、及数字信号中任意一种。

于本申请一实施例中，所述LED灯包括：LED模组、散热结构、及光学部件；其中，所述光学部件包括：透镜、反光罩、及增透膜。

综上所述，本申请的一种控制器和LED灯组件，包括：双模通信模块，用于接收外部控制终端发送的照明控制指令，并以有线和无线协同融合的双通信模式进行透传；控制模块，用于接收所述双模通信模块透传发来的照明控制指令，并转换为与LED驱动电源相适配的控制信号；电源模块，用于产生直流电压以分别向所述双模通信模块和所述控制模块供电。

具有以下有益效果：

能够提高整个智能照明控制系统的通信可靠性和控制的稳定性。

附图说明

图1显示为本申请于一实施例中的控制器的模块示意图。

图2显示为本申请于一实施例中的LED灯组件的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，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。

下面以附图为参考，针对本申请的实施例进行详细说明，以便本申请所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。

为了明确说明本申请，省略与说明无关的部件，对于通篇说明书中相同或类似的构成要素，赋予了相同的参照符号。

在通篇说明书中，当说某部件与另一部件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

当说某部件在另一部件“之上”时，这可以是直接在另一部件之上，但也可以在其之间伴随着其它部件。当对照地说某部件“直接”在另一部件“之上”时，其之间不伴随其它部件。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等描述。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和 C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

此处使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本申请。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。

表示“下”、“上”等相对空间的术语可以为了更容易地说明在附图中图示的一部件相对于另一部件的关系而使用。这种术语是指，不仅是在附图中所指的意义，还包括使用中的装置的其它意义或作业。例如，如果翻转附图中的装置，曾说明为在其它部件“下”的某部件则说明为在其它部件“上”。因此，所谓“下”的示例性术语，全部包括上与下方。装置可以旋转90°或其它角度，代表相对空间的术语也据此来解释。

承上所述，本申请采用“宽带PLC和微功无线”双模通信模块集成到智能照明控制系统中，用于该系统中的LED灯具的设计，是本实用新型所涉及的主要内容。

“电力线载波(简称：PLC)和微功无线”双模通信技术，在室内电能抄表业务中得到了广泛的应用，是有线通信和无线通信协同融合的典型代表。将此双模通信技术应用到智能照明控制系统集成中，可以充分利用有线和无线通信技术各自的优势，消除通信盲点，解决目前室内无线灯控系统中通信盲区影响灯控系统工作稳定性和可靠性的问题，也规避目前有线灯控系统必须铺设专用控制信号线的问题。

如图1所示，展示为本申请于一实施例中的控制器的模块示意图。如图所示，所述控制器100包括：

双模通信模块110，用于接收外部控制终端发送的照明控制指令，并以有线和无线协同融合的双通信模式进行透传。

于本申请实施例中，所述外部控制终端包括：控制面板或智能网关，但不局限于此。

可选地，所述控制面板可以是智能终端上的用户界面的部分，还可以是设于墙上的照明控制面板。

所述智能网关，其能够实现3网(电信，广电，宽带)融合的设备，同时也是局域网和外界沟通的桥梁。在本申请中所述智能网关除了可以是传统的路由器，CATV，IP分配之外还可以具备无线转发，无线接收功能，就是能把外部的通信信号转化成无线信号，从而在任何一个角落可以接收，同时在操作遥控设备或者无线开关时，它能接收到信号，进而控制其他终端设备。

本申请通过外部控制终端接收其发送的照明控制指令，如LED开关或调色控制指令，如通过物理按键，或网关通信等方式，由所述双模通信模块110接收到。

于本申请实施例中，所述双模通信模块110为宽带电力线载波和微功无线的双模通信模块。

于本实施例中，电力线载波通信利用电器或终端设备所连接的电线进行通信和数据传输，无需额外布线，实施方便，并且可穿墙越壁，不受阻挡。然而，电力线载波通信容易受电网上噪声和干扰的影响。微功率无线通信通过射频电波在空中传输数据，不受电网上噪音和干扰的影响，但易受墙壁阻挡、金属屏蔽、天气环境等影响。

本申请所述的双模通信模块110，例如力合微电子推出的高级程度、小型化、资源丰富、可供二次开发的电力线载波/微功率无线单片双模通信芯片LME2981，可为四表集抄以及其他智能物联应用提供了较好的通信技术解决方案。其集成于一个7毫米×7毫米的单一芯片内，采用48-PIN LQFP封装，充分发挥两种通信技术的有点，互相弥补其缺点，实现双模同时通信，解决了通信可靠问题。同时，通过高度集成的芯片，使成本和功耗都具备了大规模使用的条件。

本申请所述控制器100采用“宽带PLC和微功无线”的双模通信模块110，利用有线和无线协同融合的通信技术来保证智能照明控制信号的可靠传输。

于本申请实施例中，所述双模通信模块110中的协议栈采用4层软件架构，其包括：即物理层、MAC层、网络层、及业务应用层。

“宽带PLC和微功无线”的双模通信模块110的通信协议栈采用简化的4层架构，即物理层、MAC层、网络层和业务应用层，在室内电能抄表业务中得到了广泛的应用。为了简单化地将该双模通信模块应用到室内照明控制应用，本申请中依然采用4层架构的通信协议来实现智能照明控制，并且沿用物理层、MAC层、网络层协议栈内容，且在通信链路中各设备节点之间信息透传，而只修改应用层协议栈内容，即将室内电能抄表业务协议栈修改为智能照明控制业务协议栈。

各层的具体功能举例如下：

物理层：定义通信媒介接口的PLC电气特性和微功无线的射频特性，譬如射频通信所需要的频段(471MHz～486MHz)、调制方式FSK、接收灵敏度RSSI、当前工作信道能量检测和空闲信道评估和信道切换等。

MAC链路层：定义信道接入方式和选择可靠的通信链路，譬如支持CSMA-CA和TDMA控制机制。

网络层：在指定的信道组建网络，将新设备添加到网络，在设备之间规划最佳路由和数据传输等。

应用层：定义照明控制帧结构和字节结构；定义控制指令集；定义网络中的设备类型，譬如控制面板节点、智能网关节点、智能灯具节点等。

需说明的是，本实用新型中，由于各网络设备节点之间信息透传，所以控制面板、智能网关等所发来的照明控制指令能否被照明系统末端的LED智能灯具节点正确解读和执行，关键是控制面板、智能网关和智能灯具之间有统一的应用层协议。

举例来说，应用层协议中帧的结构如下表1所示。

表1应用层协议中帧结构

表1给出了应用层协议中帧结构，其用于约定智能网关或控制面板和控制器100之间相互通信的信号格式，是整个通信链路中各网络设备节点之间互联互通的必要条件。另外，应用层协议中部分照明控制码可如下表2所示。

表2应用层协议中部分照明控制码

控制码	功能	传输方向
			0AH	终端类型主动上报	终端->照明网关
0BH	RESET重启单灯终端	照明网关->终端
			10H	调光	照明网关->终端
12H	设置上电亮度值	照明网关->终端
			13H	设置调光时间	照明网关->终端
15H	设置组号	照明网关->终端
			16H	将当前LED从组中删除	照明网关->终端
17H	设置某场景调光值	照明网关->终端
			18H	将某场景的值移除	照明网关->终端
1AH	进入某种场景	照明网关->终端
			1DH	清零工作总时间	照明网关->终端
1EH	清零总用电量	照明网关->终端
			20H	查询电压	照明网关->终端

表2给出了，应用层协议中照明控制一部分控制码，基于约定的控制码，本申请所述控制器100就能识别如智能网关或控制面板等外部控制终端所发来的控制指令的含义，从而为驱动电源决策正确的智能控制信号。

控制模块120，用于接收所述双模通信模块110透传发来的照明控制指令，并转换为与 LED驱动电源相适配的控制信号。

于本实施例中，所述控制模块120优选为ARM单片机，基于通信链路中各设备之间约定的通信协议，所述控制模块120用于接收并翻译上级照明控制终端(如：控制面板、智能网关等)所发来的照明控制指令，并处理转换成与LED驱动电源相适配的控制信号。

具体来说，所述控制模块120用于接收双模通信模块110透传发来的指令，以及处理通信信号应用层协议和决策智能照明控制信号或处理智能照明控制逻辑。

所述控制模块120还可以为通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称 CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以为数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件

于本申请实施例中，所述于本申请实施例中，所述控制信号包括：开关信号与调光信号。

另外，所述控制信号的类型包括：模拟信号、PWM信号、及数字信号中任意一种。

优选地，LED驱动电源用于接收控制模块120发来的控制信号，如开关信号与调光信号，可执行LED灯具的开关或调光动作。传输到LED驱动电源的控制信号类型，可以是0-10V 模拟信号，0-100％的PWM信号，或者DALI、485等其它数字信号，且不局限于此。

在遵循统一的应用层协议的前提下，控制面板或智能网关发来的照明业务指令信号通过被宽带PLC/微功无线双模模块的双模通信模块110透传，透传的控制指令被控制模块120接收和识别处理后，再转换成LED驱动电源所适配的开关或调光指令。

电源模块130，用于产生直流电压以分别向所述双模通信模块110和所述控制模块120 供电。

具体地，所述电源模块130分别产生适合所述双模通信模块110和所述控制模块120的直流电压，以向它们提供电源，当然所述电源模块130还可向与所述控制模块120相适配的 LED驱动电源供电。

如图2所示，展示为本申请于一实施例中的LED灯组件的结构示意图。如图所示，所述 LED灯组件200包括：如图1所述控制器210、可控恒流驱动电源220、及LED灯230。

所述可控恒流驱动电源220，用于接收所述控制器210发送的控制信号，以驱动所述LED 灯230的开关或调光动作。

具体来说，如图1所述的控制器210中的电源模块，也可向所述可控恒流驱动电源220 提供电源，所述控制器210中的控制模块向所述可控恒流驱动电源220发送相应转换后的控制信号，所述控制信号可包括开关信号与调光信号，所述可控恒流驱动电源220在接收控制信号后，以驱动所述LED灯230的开关或调光动作。

其中，所述控制信号的类型包括：模拟信号、PWM信号、及数字信号中任意一种。如：可以是0-10V模拟信号，0-100％的PWM信号，或者DALI、485等其它数字信号，且不局限于此。

所述LED灯230，用于在适配的所述可控恒流驱动模块220的驱动下实现照明。

于本申请实施例中，所述LED灯230包括：LED模组、散热结构、及光学部件；其中，所述光学部件包括：透镜、反光罩、及增透膜。

简单来说，所述LED灯230为传统LED灯具。

整体来说，如图2所示的LED灯组件200在控制器210的基础上，包含了LED灯230 以及驱动LED灯230的可控恒流驱动电源220，以构成完整智能照明系统。

举例来说，通过控制面板或智能网关等外部控制终端发来的照明业务指令信号通过控制器210中的双模通信模块透传，透传的指令被控制器210中的控制模块接收和识别处理后，再转换成可控恒流驱动电源220所适配的开关或调光信号，所述可控恒流驱动电源220依据相应信号驱动LED灯230实现照明。

综上所述，本申请提供的一种控制器和LED灯组件，包括：双模通信模块，用于接收外部控制终端发送的照明控制指令，并以有线和无线协同融合的双通信模式进行透传；控制模块，用于接收所述双模通信模块透传发来的照明控制指令，并转换为与LED驱动电源相适配的控制信号；电源模块，用于产生直流电压以分别向所述双模通信模块和所述控制模块供电。

本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中包含通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种控制器，其特征在于，包括：

双模通信模块，用于接收外部控制终端发送的照明控制指令，并以有线和无线协同融合的双通信模式进行透传；

控制模块，用于接收所述双模通信模块透传发来的照明控制指令，并转换为与LED驱动电源相适配的控制信号；

电源模块，用于产生直流电压以分别向所述双模通信模块和所述控制模块供电。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述外部控制终端包括：控制面板或智能网关。

3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述双模通信模块为电力线载波通信和微功率无线通信的双模通信。

4.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述双模通信模块中的协议栈采用4层软件架构，其包括：即物理层、MAC层、网络层、及业务应用层。

5.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制模块为单片机。

6.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制信号包括：开关信号与调光信号。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述控制信号的类型包括：模拟信号、PWM信号、及数字信号中任意一种。

8.一种LED灯组件，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任意一项所述控制器、可控恒流驱动电源、及LED灯；

所述可控恒流驱动电源，用于接收所述控制器发送的控制信号，以驱动所述LED灯的开关或调光动作；

所述LED灯，用于在适配的所述可控恒流驱动模块的驱动下实现照明。

9.根据权利要求8所述的LED灯组件，其特征在于，所述控制信号的类型包括：模拟信号、PWM信号、及数字信号中任意一种。

10.根据权利要求8所述的LED灯组件，其特征在于，所述LED灯包括：LED模组、散热结构、及光学部件；其中，所述光学部件包括：透镜、反光罩、及增透膜。

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