CN214205925U - 一种照明用的ZigBee单元及其照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种照明用的ZigBee单元及其照明控制系统，包括：至少一个信号中继单元，用于输出信号指令；ZigBee模块，ZigBee模块与信号中继单元连接；从机MCU控制模块，从机MCU控制模块的第一端与ZigBee模块连接；控制单元，控制单元与从机MCU控制模块的第二端连接；照明装置，照明装置与从机MCU控制模块的第三端连接；外部时钟单元，外部时钟单元与从机MCU控制模块的第四端连接，用于给从机MCU控制模块发送时钟信号。本实用新型安装方便，减少线材的使用以及走线，并通过总控设备进行控制，不需要人工逐一检查，减少人工成本的投资。

Description

一种照明用的ZigBee单元及其照明控制系统

技术领域

本实用新型涉及照明系统的技术领域，尤其涉及一种照明用的ZigBee单元及其照明控制系统。

背景技术

照明系统是以提供照明为基础的系统，包括自然光照明系统、人工照明系统及二者结合构成的系统，是利用计算机、无线通讯数据传输、计算机智能化信息处理、扩频电力载波通讯技术及节能型电器控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥讯控制系统，实现照明应用的安全性、节能性、便利性、舒适性、艺术性。

目前市场上的智能控制系统多为单元控制器单独控制一个房间与其他没有关联，每一个单元控制配置从485总线分下来，这种方案适用于单独小区域的住房，但是运用到广场、展厅、厂房等大区域地方，就需要大量的线材走线，其安装以及电缆走线极其不便；且如果全为独立单元控制，在大型场所还需要安排人去排查照明设备是否已关闭，其次，成本损耗高。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种照明用的ZigBee单元及其照明控制系统，旨在现有技术运动到大区域地方时，需要大量的线材走线，其线材的安装以及走线及其不便，且如果全为独立单元控制，还需要人工排查照明设备是否关闭，人工成本、投资成本高以及工作效率低的问题。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种照明用的ZigBee单元，包括：

至少一个信号中继单元，用于输出信号指令；

ZigBee模块，所述ZigBee模块与所述信号中继单元连接，用于接收所述信号中继单元的输出信号指令；

从机MCU控制模块，所述从机MCU控制模块的第一端与所述ZigBee模块连接，用于接收所述ZigBee模块的输出指令；

控制单元，所述控制单元与所述从机MCU控制模块的第二端连接，用于接收所述从机MCU控制模块的状态变化；

照明装置，所述照明装置与所述从机MCU控制模块的第三端连接，用于接收所述从机MCU控制模块的输出指令，进行开或关；

外部时钟单元，所述外部时钟单元与所述从机MCU控制模块的第四端连接，用于给所述从机MCU控制模块发送时钟信号。

本实用新型通过ZigBee模块与信号中继单元连接，其安装方便，可以将从机MCU控制模块、控制单元、照明装置、外部时钟单元关联起来，ZigBee模块与信号中继单元不需要线材连接，且可根据区域的大小设置多个信号中继单元，减少线材的使用以及走线，并通过总控设备进行控制，不需要人工逐一检查，减少人工成本的投资。

进一步地，所述信号中继单元内设置有射频发射单元，所述信号中继单元通过所述射频发射单元与所述ZigBee模块连接。

进一步地，所述ZigBee模块内设置有射频接收单元，通过所述射频发射单元与所述射频接收单元无线连接，实现所述信号中继单元与所述ZigBee模块连接。

进一步地，所述控制单元包括与所述从机MCU控制模块的第二端连接的信号转换电路以及与所述信号转换电路连接的控制面板。

进一步地，所述控制面板包括控制开关，所述控制开关可通过所述信号转换电路更改所述从机MCU控制模块的状态。

进一步地，所述控制开关包括Screen-B引脚以及Screen-A引脚，所述Screen-B引脚以及Screen-A引脚分别对应与所述信号转换电路的B引脚以及A引脚连接。

进一步地，所述信号转换电路包括接收器以及发送器，所述接收器的输出接口与所述从机MCU控制模块的USTRA2-RX接口连接，所述发送器的输入接口与所述从机MCU控制模块的USTRA2-TX接口连接。

进一步地，所述照明装置包括LED灯。

进一步地，所述外部时钟单元包括晶振单体、第一电容以及第二电容；

所述晶振单体的第一端、第二端分别与所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端均接地。

一种照明控制系统，包括总控设备以及如上述任一项所述的照明用的ZigBee单元，所述总控设备通过串口与所述中继信号单元连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过ZigBee模块与信号中继单元连接，其安装方便，可以将从机MCU控制模块、控制单元、照明装置、外部时钟单元关联起来，ZigBee模块与信号中继单元不需要线材连接，且可根据区域的大小设置多个信号中继单元，减少线材的使用以及走线，并通过总控设备进行控制，不需要人工逐一检查，减少人工成本的投资。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统原理示意图。

图2为本实用新型实施例所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的ZigBee模块外围电路图。

图3为本实用新型实施例所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的照明装置的工作电路示意图。

图4为本实用新型实施例所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的外部时钟电路示意图。

图5为本实用新型实施例所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的控制单元的工作电路示意图。

图中：

100、总控设备；200、信号中继单元；300、ZigBee模块；400、从机MCU控制模块；500、信号转换电路；501、控制面板；600、照明设备；700、外部时钟单元。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前市场上的智能控制系统多为单元控制器单独控制一个房间与其他没有关联，每一个单元控制配置从485总线分下来，这种方案适用于单独小区域的住房，但是运用到广场、展厅、厂房等大区域地方，就需要大量的线材走线，其安装以及电缆走线极其不便；且如果全为独立单元控制，在大型场所还需要安排人去排查照明设备600是否已关闭，其次，成本损耗高。

本实用新型通过ZigBee模块300与信号中继单元200连接，其安装方便，可以将从机MCU控制模块400、控制单元、照明装置、外部时钟单元700关联起来，ZigBee模块300与信号中继单元200不需要线材连接，且可根据区域的大小设置多个信号中继单元200，减少线材的使用以及走线，并通过总控设备100进行控制，不需要人工逐一检查，减少人工成本的投资。

在本实用新型中，图1为所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统原理示意图；图2为所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的ZigBee模块300外围电路图；图3为所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的照明装置的工作电路示意图；图4为所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的外部时钟电路示意图；图5为所述照明用的ZigBee单元及其照明控制系统的控制单元的工作电路示意图。

如图1所示，本实施例提供一种照明用的ZigBee单元，包括：

至少一个信号中继单元200，用于输出信号指令；

ZigBee模块300，所述ZigBee模块300与所述信号中继单元200连接，用于接收所述信号中继单元200的输出信号指令；

从机MCU控制模块400，所述从机MCU控制模块400的第一端与所述ZigBee模块300连接，用于接收所述ZigBee模块300的输出指令；

控制单元，所述控制单元与所述从机MCU控制模块400的第二端连接，用于接收所述从机MCU控制模块400的状态变化；

照明装置，所述照明装置与所述从机MCU控制模块400的第三端连接，用于接收所述从机MCU控制模块400的输出指令，进行开或关；

外部时钟单元700，所述外部时钟单元700与所述从机MCU控制模块400的第四端连接，用于给所述从机MCU控制模块400发送时钟信号。

一实施例中，所述信号中继单元200与所述ZigBee模块300无线连接，通过所述ZigBee模块300接收所述中继单元发送的信号，进而控制所述从机MCU控制模块400、所述照明装置以及所述外部时钟单元700的工作，实现所述照明装置的远程控制，减少人工成本的投入。

需要说明的是，为了扩大控制范围，所述信号中继单元200的数量可根据实际工况进行设定，例如，当厂房的面积在3000平方米左右，可设置四个所述信号中继单元200进行控制，每个所述信号中继单元200分别对应连接有所述ZigBee模块300，所述ZigBee模块300对应连接有所述从机MCU控制模块400、所述照明装置、所述外部时钟单元700以及所述控制单元。

具体的，当所述从机MCU控制模块400接收到指令后，所述从机MCU控制模块400控制GPI0.1～10的电平高低变化实现控制所述照明装置的通断。

进一步地，所述信号中继单元200内设置有射频发射单元，所述信号中继单元200通过所述射频发射单元与所述ZigBee模块300连接。

所述射频发射单元用于接收所述ZigBee模块300发出的射频遥控信号，在本第一实施例中，所述射频单元可以是蓝牙单元或是Wifi单元，以分别对应所述ZigBee模块300的蓝牙功能或者Wifi功能。

在本实用新型中，所述ZigBee模块300内设置有射频接收单元，通过所述射频发射单元与所述射频接收单元无线连接，实现所述信号中继单元200与所述ZigBee模块300连接。

进一步地，所述控制单元包括与所述从机MCU控制模块400的第二端连接的信号转换电路500以及与所述信号转换电路500连接的控制面板501。可以理解的是，如图5所示，所述从机MCU控制模块400的状态变化的信号需要经过所述信号转换电路500才能转换到所述控制面板501上。

在本实用新型中，所述控制面板501包括控制开关，所述控制开关可通过所述信号转换电路500更改所述从机MCU控制模块400的状态。

具体的，所述从机MCU控制模块400的状态变化的信号需要通过所述信号转换电路500才能输入到所述控制面板501上，同理反之，当所述控制面板501修改所述从机MCU控制模块400的状态后，需要所述信号转换信号反向输入到所述从机MCU控制模块400中，等待所述从机MCU控制模块400处理完GPI01～10的变化后，所述从机MCU控制模块400将信号传输到所述ZigBee模块300中，再通过无线传输到所述信号中继单元200。

进一步地，所述控制开关包括Screen-B引脚以及Screen-A引脚，所述Screen-B引脚以及Screen-A引脚分别对应与所述信号转换电路500的B引脚以及A引脚连接，在优选的一方案中，所述信号转换电路500的型号选用MAX486CSA+。

具体的，所述信号转换电路500包括接收器以及发送器，所述接收器的输出接口与所述从机MCU控制模块400的USTRA2-RX接口连接，所述发送器的输入接口与所述从机MCU控制模块400的USTRA2-TX接口连接。

可以理解的是，所述从机MCU控制模块400从所述USTRA2-TX输入到所述信号转换电路500中，经所述信号转换电路500转换后从所述信号转换电路500的A引脚、B引脚输出差分信号到所述控制面板501的Screen-B引脚以及Screen-A引脚。

在本实用新型中，所述照明装置包括LED灯，所述照明装置接收所述从机MCU控制模块400的输出指令，用户可通过无线进行控制所述照明装置的工作，减少人工成本的投入，并且提高了工作效率。

进一步地，所述外部时钟单元700包括晶振单体、第一电容以及第二电容；

所述晶振单体的第一端、第二端分别与所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端均接地。

所述外部时钟单元700为所述照明用的ZigBee单元的时钟来源，采用宽温晶振，可在所述照明装置的高温环境下稳定工作，并且可调节所述晶振单体的负载电容，使得所述照明用的ZigBee单元的频偏在合理范围内。

一种照明控制系统，包括总控设备100以及如上述任一项所述的照明用的ZigBee单元，所述总控设备100通过串口与所述中继信号单元连接。

在本实用新型的一实施例中，所述总控设备100用于给所述中继信号单元输出信号命令，所述中继信号单元接收到所述总控设备100的输出信号命令后，所述中继信号单元输出信号指令给所述ZigBee模块300，所述从机MCU控制模块400根据所述ZigBee模组的指令控制所述照明装置的工作；其中，所述总控设备100可通过wifi或其他方式连接到移动客户端，所述移动客户端包括但不局限于手机APP，可通过控制所述总控设备100进而控制所述照明装置的开或关状态。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种照明用的ZigBee单元，其特征在于，包括：

至少一个信号中继单元，用于输出信号指令；

ZigBee模块，所述ZigBee模块与所述信号中继单元连接，用于接收所述信号中继单元的输出信号指令；

从机MCU控制模块，所述从机MCU控制模块的第一端与所述ZigBee模块连接，用于接收所述ZigBee模块的输出指令；

控制单元，所述控制单元与所述从机MCU控制模块的第二端连接，用于接收所述从机MCU控制模块的状态变化；

照明装置，所述照明装置与所述从机MCU控制模块的第三端连接，用于接收所述从机MCU控制模块的输出指令，进行开或关；

外部时钟单元，所述外部时钟单元与所述从机MCU控制模块的第四端连接，用于给所述从机MCU控制模块发送时钟信号。

2.根据权利要求1所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述信号中继单元内设置有射频发射单元，所述信号中继单元通过所述射频发射单元与所述ZigBee模块连接。

3.根据权利要求2所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述ZigBee模块内设置有射频接收单元，通过所述射频发射单元与所述射频接收单元无线连接，实现所述信号中继单元与所述ZigBee模块连接。

4.根据权利要求1所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述控制单元包括与所述从机MCU控制模块的第二端连接的信号转换电路以及与所述信号转换电路连接的控制面板。

5.根据权利要求4所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述控制面板包括控制开关，所述控制开关可通过所述信号转换电路更改所述从机MCU控制模块的状态。

6.根据权利要求5所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述控制开关包括Screen-B引脚以及Screen-A引脚，所述Screen-B引脚以及Screen-A引脚分别对应与所述信号转换电路的B引脚以及A引脚连接。

7.根据权利要求4所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述信号转换电路包括接收器以及发送器，所述接收器的输出接口与所述从机MCU控制模块的USTRA2-RX接口连接，所述发送器的输入接口与所述从机MCU控制模块的USTRA2-TX接口连接。

8.根据权利要求1所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述照明装置包括LED灯。

9.根据权利要求1所述的照明用的ZigBee单元，其特征在于，所述外部时钟单元包括晶振单体、第一电容以及第二电容；

所述晶振单体的第一端、第二端分别与所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端均接地。

10.一种照明控制系统，其特征在于，包括总控设备以及如权利要求1-9任一项所述的照明用的ZigBee单元，所述总控设备通过串口与所述信号中继单元连接。

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