CN214791002U - 一种灯具和照明系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于智能家居技术领域，主要提供了一种灯具和照明系统，通过在室内灯具中设置第一5G模块，以利用该第一5G模块实现与通信范围内的其他灯具的第二5G模块建立通信连接，组成5G微基站网络，实现了5G微基站的部署，降低了电信运营商选取分布式微基站位置和布局的成本，同时还有利于实现较好的通信质量。另外，本申请实施例中，第一5G模块使用灯具进行供电，无需额外线路供电或者电池供电，节省了5G微基站的供电成本。

Description

一种灯具和照明系统

技术领域

本申请属于智能家居技术领域，尤其涉及一种灯具和照明系统。

背景技术

5G网络具有较高的传输速率，但是单个基站的传输距离较近，因此需要在室内密集部署以达到全面覆盖。

如何深入千家万户，选取基站位置，以及密集布控所带来的成本花费将是需要解决的重大难题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种灯具和照明系统，可以降低电信运营商选取分布式微基站位置和布局的成本。

本申请实施例第一方面提供一种灯具，所述灯具包括：

第一5G模块，用于与通信范围内的其他灯具的第二5G模块建立通信连接；

电源转换电路，用于接入电源电压，并将电源电压转换为通信供电电压，以对所述第一5G模块供电。

可选的，所所述第一5G模块可插拔的设置于所述灯具的照明驱动板上，或者，集成在所述灯具的照明驱动板上，或者，通过USB线与所述照明驱动板上的电源转换电路连接。

可选的，所述灯具为嵌入式筒灯；所述第一5G模块的天线为柱状螺旋天线。

可选的，所述灯具为线条灯或者为驱动内置的吸顶灯。

可选的，所述灯具为驱动外置的面板灯，所述第一5G模块穿过所述面板灯的金属灯盘，与所述面板灯的电源转换电路连接。

可选的，所述第一5G模块包括多个5G单元，所述多个5G单元中至少存在两个5G单元的信号传输方向不同。

可选的，所述第一5G模块还用于与控制终端建立通信连接，接收控制终端发送的灯光控制指令，并将所述灯光控制指令发送给所述灯具的照明控制模块，以控制所述灯具的工作状态；或者，通过所述第一5G模块将所述灯光控制指令发送给目标灯具的照明控制模块。

可选的，所述灯具的照明驱动板集成有毫米波雷达模块，用于检测是否有移动物体靠近，并根据检测结果控制所述灯具的工作状态。

可选的，所述毫米波雷达模块还用于通过所述第一5G模块将所述检测结果发送给云服务器，以由云服务器控制5G微基站网络内的灯具的工作状态。

本申请实施例第二方面提供一种照明系统，包括一个或多个上述第一方面的灯具，各个灯具之间依据5G微基站组网的间距进行部署。

本申请实施例中，通过在室内灯具中设置第一5G模块，以利用小型化的第一5G模块实现与通信范围内的其他灯具的第二5G模块建立通信连接，组成5G微基站网络，实现了5G微基站的部署，降低了电信运营商选取分布式微基站位置和布局的成本，同时还有利于实现较好的通信质量。另外，本申请实施例中，第一5G模块使用灯具进行供电，无需额外线路供电或者电池供电，节省了5G微基站的供电成本。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的灯具的结构框图。

图2为本申请的实施例提供的线条灯的爆炸图。

图3为本申请的实施例提供的吸顶灯的结构示意图。

图4-1为本申请的实施例提供的面板灯的正面局部结构示意图。

图4-2为本申请的实施例提供的面板灯的反面局部结构示意图。

图5-1为本申请的实施例提供的嵌入式筒灯的第一结构示意图。

图5-2为本申请的实施例提供的嵌入式筒灯的第二结构示意图。

图6为本申请的实施例提供的5G微基站网络的结构示意图。

图7-1为现有技术中的物联网的通信结构示意图。

图7-2为本申请的实施例提供的物联网的通信结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

5G网络(5G Network)是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达20Gbps，即，2.5GB每秒，比4G网络的传输速度快10倍以上。

目前，5G基站小型化已成定局，这决定了后续5G网络布局必然是密集型的组网。

目前大规模铺设的4G网络由于工作频率低，物理特性决定其传输距离较远，传输速率低，可以不需要部署室内微基站。而5G网络具有较高的传输速率，但是单个基站的传输距离较近，因此，需要在室内密集部署以达到全面覆盖。

如何深入千家万户，选取基站位置，以及密集布控所带来的成本花费将是需要解决的重大难题。

基于此，本申请提供一种灯具和照明系统，其中，一个灯具既是一个智能灯，也是一个5G微基站，照明需要部署的位置可以恰好是5G微基站组网的间距范围，这样只需要建筑开发商部署好灯具的照明位置，集成在灯具上的5G微基站可以复用这个位置，为电信运营商节省了再次重复规划部署微基站所要花费的成本，同时还保证了家庭或办公照明环境具有较好的通信质量。

具体的，如图1所示，为本申请实施例提供的灯具的第一结构示意图，所述灯具包括：第一5G模块11和电源转换电路12。

第一5G模块11可以用于与通信范围内的其他灯具的第二5G模块建立通信连接，使得电信运营商可以直接基于已有的灯具位置，实现5G微基站的部署，降低了电信运营商选取分布式微基站位置和布局的成本，同时，当灯具的正常照明范围小于或等于第一5G模块11的信号覆盖范围，并且，灯具的部署能够满足正常地照明需求的情况下，基于已有的灯具位置实现的5G微基站的部署还可以保证家庭或办公照明环境具有较好的通信质量。

本申请实施例中，电源转换电路12可以用于接入电源电压，并将电源电压转换为通信供电电压，以对第一5G模块供电，节省了5G微基站的供电成本。

可选的，在本申请的一些实施方式中，第一5G模块可以通过可插拔的方式设置于所述灯具的照明驱动板，并与所述照明驱动板上的电源转换电路连接，或者，集成在所述灯具的照明驱动板上，并与所述照明驱动板的电源转换电路连接，又或者，通过USB线与所述照明驱动板上的电源转换电路连接。

例如，灯具为线条灯时，所述第一5G模块可以通过USB线与所述照明驱动板上的电源转换电路连接。

具体的，如图2所示，为线条灯的爆炸图，该线条灯可以包括吊绳201、第一5G模块202、灯罩外壳203、USB线204、220V电源电压线205、固定端盖206、照明驱动板207、光源板209和照明灯罩210。照明驱动板207用于驱动光源板209点亮。

第一5G模块202通过USB线204从线条灯的照明驱动板207上获取通信供电电压，无需单独外接电源。

可选的，在本申请的一些实施方式中，灯具可以为驱动内置的吸顶灯，所述第一5G模块可以通过可插拔的方式设置于所述灯具的照明驱动板，并与所述照明驱动板上的电源转换电路连接。

具体的，如图3所示，为驱动内置的吸顶灯的结构示意图，该吸顶灯可以包括吸顶灯底盘31，第一5G模块32，驱动盒33，光源模组34及灯罩35。该灯罩可以为PC材料或玻璃材料。第一5G模块32可以通过可插拔的方式设置于驱动盒33内的照明驱动板上。

可选的，在本申请的一些实施方式中，灯具可以为驱动外置的面板灯，所述第一5G模块可以穿过所述面板灯的金属灯盘，可插拔的方式与所述面板灯的电源转换电路连接。

具体的，如图4-1和4-2所示，驱动外置的面板灯可以包括灯底盘41，第一5G模块42，驱动盒43，光源模组44及PC扩散灯罩45，第一5G模块穿过金属灯盘，可插拔的方式与所述面板灯驱动盒43的电源转换电路连接，在灯罩45内负责接收传递信号。

可选的，在本申请的一些实施方式中，灯具可以为驱动外置的嵌入式筒灯。

具体的，如图5-1和5-2所示，驱动外置的嵌入式筒灯可以包括驱动盒51，光源模组52、第一5G模块53及PC扩散灯罩54。由于嵌入式筒灯的深度较深，因此，第一5G模块53的天线可以设置为柱状螺旋天线55，以便在灯罩内可以更好地进行信号传输。

可选的，在本申请的一些实施方式中，所述第一5G模块可以包括多个5G单元，所述多个5G单元中至少存在两个5G单元的信号传输方向不同。

具体的，由于5G模块上的天线具有方向性，在每个方向对应的传输信号能力不同，若只采用单一模块，有可能会出现通信盲点。因此一个5G微基站可以包括多个5G单元，并且各个5G单元的信号传输方向不同，以便尽可能地实现信号的全面覆盖。

例如，在线条灯两端对称的部署两个5G单元，互相补充盲点，让每个方向都有好的通信能力。

可选的，在本申请的一些实施方式中，灯具可以根据正常的照明需求进行部署，并且灯具满足正常的照明需求时，其照明范围小于或等于第一5G模块的通信范围，因而，可以避免灯具部署的密集度过大而无法满足5G微基站的部署需求。基于此，根据采光效果可以增加更多的灯，更多的基站设备，保证了场景内的信号质量。

例如，在家庭环境中，由于接入终端数量较少，一个线条灯即可满足家庭内的5G网络覆盖，则可以只需在一个线条灯上部署第一5G模块即可，该第一5G模块可以直接和室外基站联网通信。

又例如，如图6所示，在空间较大的办公环境中，需要部署更多的5G微基站时，可以先组成办公内部网络，再由离室外宏基站较近的微基站中继给室外宏基站。这种环境照明和5G微基站都需要部署多个，并且照明需要部署的位置可以恰好是5G微基站组网的间距范围，这样只需要建筑开发商部署好灯具的照明位置，集成在灯具上的5G微基站可以复用这个位置，为电信运营商节省了再次重复规划部署微基站所要花费的成本，同时还保证了家庭或办公照明环境具有较好的通信质量。

可选的，在本申请的一些实施方式中，第一5G模块还用于与控制终端建立通信连接，接收控制终端发送的灯光控制指令，并将所述灯光控制指令发送给所述灯具的照明控制模块，以控制灯具的工作状态。

其中，控制终端可以为手机、平板电脑等移动终端。

如图7-1所示，为现有技术中的物联网的通信结构示意图，该物联网的通信需基于ZigBee、Z-wave、LoRa等协议，手机、平板电脑等控制终端701在对智能家居中的灯具等702发送控制指令时，需要经过协议转换，并且，需要通过网关703与智能家居中的灯具702建立通信连接，才能实现指令发送，系统复杂性较高。

而本申请实施例中，如图7-2所示，灯具710通过第一5G模块与控制终端711建立通信连接之后，可以直接通过第一5G模块接收控制终端711发送的灯光控制指令，再由第一5G模块将所述灯光控制指令发送给该灯具710的照明控制模块，以控制该灯具的工作状态。即，实现手机、平板电脑等控制终端可以通过5G协议直接控制灯具的工作状态，无需采用ZigBee、Z-wave、LoRa等常用的物联网通信方案实现灯具的控制，节省了网关以及相关通信模组的费用。

当控制终端可以同时控制多个灯具的工作状态时，可选的，在本申请的一些实施方式中，灯具还可以通过第一5G模块将所述灯光控制指令发送给目标灯具的照明控制模块。其中，目标灯具是指与灯光控制指令对应的灯具，即，控制终端想要控制的灯具。

具体的，当控制终端711的用户打开智能控制应用时，控制终端711可以基于5G通信协议与灯具710的第一5G模块建立通信连接，并向灯具发送的灯光控制信号，灯具710的第一5G模块接收到灯光控制信号之后，将该灯光控制信号的信号强度通过室内5G微基站网络712和室外宏基站713发送给云服务器714，云服务器基于该信号强度可以生成位于控制终端711附近的，可以被控制终端711控制的灯具的列表，并将该列表通过灯具的第一5G模块发送给控制终端。

可选的，在本申请的一些实施方式中，控制终端在接收到用户根据所述灯具列表触发的目标灯具选择指令之后，将目标灯具选择指令以及与目标灯具选择指令对应的灯光控制指令发送给灯具的第一5G模块，并由第一5G模块发送给云服务器，再由云服务器解析该目标灯具选择指令以及灯光控制指令之后，将灯光控制指令发送给目标灯具对应的5G模块，以控制目标灯具的工作状态，并通过与控制终端距离最近的灯具向控制终端返回控制成功与否的控制结果。

可选的，在本申请的一些实施方式中，如图2所示，所述灯具的照明驱动板还可以集成有毫米波雷达模块208，用于检测是否有移动物体靠近，并根据检测结果控制所述灯具的开启和关闭。

也就是说，除了通过灯具的第一5G模块接收控制终端发送的灯光控制指令实现灯具的控制以外，还可以通过毫米波雷达模块检测是否有移动物体靠近的方式灯具的工作状态。

例如，在毫米波雷达模块检测到有移动物体靠近时，控制灯具开启，否则，控制灯具关闭。

可选的，根据侦测距离和侦测角度的需求，本申请的一些实施方式中，可以采用8+4单元的天线阵列作为毫米波雷达模块的收发天线。其感应方向为朝向地面的锥形区域，其侦测距离可以在5米以内，精度较高区域可以在3米以内，侦测角度X方向可以为100°，Y方向可以为100°，使得路过灯具下方较大区域的物体都可以被侦测到，并且，还可以区分是移动物体还是静止物体。

可选的，在本申请的一些实施方式中，毫米波雷达模块还可以用于通过第一5G模块将上述检测结果发送给云服务器，以由云服务器控制5G微基站网络内的灯具的工作状态。

例如，部署多个灯具后，各个灯具的毫米波雷达模块将检测结果发送给云服务器，云服务器可以对检测结果进行分析预判，实现提前开关灯功能。

具体的，例如，0秒时移动物体被灯具1的毫米波雷达模块捕获到，N秒后被灯具2的毫米波雷达模块捕获到，可以通过各个灯具已知的部署距离和间隔时间计算出移动物体的前进速度，并根据前进速度预判出移动物体将要到达的位置对应的灯具3，并提前控制灯具3开启，同时在移动物体离开灯具1的照明范围时，可以尽快控制灯具1关闭，实现省电的同时，提高用户的照明体验。

本申请通过采用毫米波雷达模块采用60GHz或77GHz的毫米波进行移动物体的检测，相比于网络摄像机IPC、红外线侦测等检测方案，具有不受天气影响，产品尺寸相对更小，更容易集成的优点，并且其侦测范围还可以与灯具的照明范围相适配，容易实现无盲点检测，且其尺寸较小可安置在灯具的照明驱动板上。

本申请实施例中，利用灯具具有与毫米波雷达模块以及5G模块相对应的下述特点：有特定方向性的照明/辐射；使用场景面向终端用户；容易被障碍物遮挡，需要部署安装位置；需要供电线进行供电；设计时需要考虑散热效果，将毫米波雷达模块以及5G模块集成在灯具上，降低电信运营商选取分布式微基站位置和布局的成本，同时还保证了家庭或办公照明环境具有较好的通信质量。另外，本申请还通过利用灯具本身的供电，向第一5G模块和毫米波雷达模块供电，因此不必单独提供供电方案，节省了供电成本，由于第一5G模块和毫米波雷达模块可以集成在灯具上，因此，只需要增加硬件模块，减少了外壳结构件的花费，同时节省空间，更加美观。

基于上述各个实施方式中的灯具，本申请实施例还提供一种照明系统，包括一个或多个上述各个实施例中所述的灯具，各个灯具之间依据5G微基站组网的间距进行部署，使得相邻灯具的5G模块可以建立通信连接，组成5G微基站网络。

需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述描述的照明系统的具体工作原理，可以参考上述图1至图7-2中灯具的描述，在此不再赘述。并且，还需要说明的是，上述各个实施方式可以进行相互组合，得到多种不同的实施方式，均属于本申请的保护范围。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括：

第一5G模块，用于与通信范围内的其他灯具的第二5G模块建立通信连接；

电源转换电路，用于接入电源电压，并将电源电压转换为通信供电电压，以对所述第一5G模块供电。

2.如权利要求1所述的灯具，其特征在于，所述第一5G模块可插拔的设置于所述灯具的照明驱动板上，或者，集成在所述灯具的照明驱动板上，或者，通过USB线与所述照明驱动板上的电源转换电路连接。

3.如权利要求1或2所述的灯具，其特征在于，所述灯具为嵌入式筒灯；所述第一5G模块的天线为柱状螺旋天线。

4.如权利要求1或2所述的灯具，其特征在于，所述灯具为线条灯或者为驱动内置的吸顶灯。

5.如权利要求1或2所述的灯具，其特征在于，所述灯具为驱动外置的面板灯，所述第一5G模块穿过所述面板灯的金属灯盘，与所述面板灯的电源转换电路连接。

6.如权利要求1或2所述的灯具，其特征在于，所述第一5G模块包括多个5G单元，所述多个5G单元中至少存在两个5G单元的信号传输方向不同。

7.如权利要求1或2所述的灯具，其特征在于，所述第一5G模块还用于与控制终端建立通信连接，接收控制终端发送的灯光控制指令，并将所述灯光控制指令发送给所述灯具的照明控制模块，以控制所述灯具的工作状态；或者，通过所述第一5G模块将所述灯光控制指令发送给目标灯具的照明控制模块。

8.如权利要求1或2所述的灯具，其特征在于，所述灯具的照明驱动板集成有毫米波雷达模块，用于检测是否有移动物体靠近，并根据检测结果控制所述灯具的工作状态。

9.如权利要求8所述的灯具，其特征在于，所述毫米波雷达模块还用于通过所述第一5G模块将所述检测结果发送给云服务器，以由云服务器控制5G微基站网络内的灯具的工作状态。

10.一种照明系统，其特征在于，包括一个或多个如权利要求1-9所述的灯具，各个灯具之间依据5G微基站组网的间距进行部署。

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