本發(fā)明涉及一種庭院燈及該投影燈的布置方法，具體的說，是一種具有投影功能的庭院燈及該投影燈的布置方法。

背景技術(shù)：

目前，庭院燈一般應(yīng)用于戶外，主要用于道路照明或者美化、裝飾環(huán)境。傳統(tǒng)的庭院燈功能單一，已不能滿足人們多樣化的需求。比如，僅用來照明的傳統(tǒng)庭院燈沒有投影功能，而具有投影功能的庭院燈在宣傳、裝飾等方面具有廣泛的用途。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有投影功能的庭院燈，其具有投影功能，并且可以遠(yuǎn)程控制投影燈的啟閉時(shí)間。

為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)問題是：一種具有投影功能的庭院燈，包括燈柱、設(shè)置于燈柱上的照明燈，燈柱上還設(shè)有鑲嵌于燈柱內(nèi)的投影燈，燈柱內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)投影燈伸出或者鑲嵌于燈柱的電動(dòng)推桿；電動(dòng)推桿連接有控制電動(dòng)推桿與投影燈同步開啟或關(guān)閉的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程控制平臺(tái)、接收遠(yuǎn)程控制平臺(tái)控制指令的協(xié)調(diào)器、接收協(xié)調(diào)器控制指令的終端控制器，終端控制器包括與協(xié)調(diào)器通信的通信模塊以及根據(jù)通信模塊指令啟閉的開關(guān)元件，220v交流電通過開關(guān)元件分別連接至38v直流電源適配器和電磁繼電器，38v直流電源適配器為投影燈供電，電磁繼電器連接電動(dòng)推桿。

本發(fā)明所述具有投影功能的庭院燈，220v交流電經(jīng)終端控制器的開關(guān)元件連接于電磁繼電器線圈的兩端，并且220v交流電連接24v直流電源適配器，繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)連接在24v直流電源適配器的輸出與電動(dòng)推桿的輸入之間。

本發(fā)明所述具有投影功能的庭院燈，繼電器線圈的兩端分別連接220v交流電源的正極和220v交流電源的負(fù)極，引腳e連接24v直流電源負(fù)極，引腳f連接24v直流電源正極，引腳a、b分別連接在電動(dòng)推桿的兩端，并且引腳a與引腳d通過導(dǎo)線連接在一起，引腳b與引腳c通過導(dǎo)線連接在一起，觸點(diǎn)開關(guān)k1連接在引腳a、e以及引腳c、e之間，觸點(diǎn)開關(guān)k2連接在引腳b、f以及引腳d、f之間。

本發(fā)明所述具有投影功能的庭院燈，遠(yuǎn)程控制平臺(tái)通過gprs協(xié)議與協(xié)調(diào)器通信，協(xié)調(diào)器與終端控制器通過zigbee協(xié)議通信；協(xié)調(diào)器上設(shè)雙天線，一個(gè)為用于接收遠(yuǎn)程控制平臺(tái)指令的gprs天線，另一個(gè)為用于向終端控制器發(fā)送指令的zigbee天線；終端控制器上設(shè)由于接收協(xié)調(diào)器指令的zigbee天線。

本發(fā)明還公開了一種上述具有投影功能庭院燈的布置方法，首先在某一地理位置設(shè)置協(xié)調(diào)器，然后在與協(xié)調(diào)器相隔一定距離的位置設(shè)置燈柱，燈柱上安裝與協(xié)調(diào)器無線通信的終端控制器，協(xié)調(diào)器和終端控制器之間的可靠傳輸距離由下列friis自由空間方程式?jīng)Q定：

pr(d)=(1)

其中pt是發(fā)射功率，pr(d)是接收功率，也是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)距離d的函數(shù)，gt是發(fā)射機(jī)天線增益，gr是接收機(jī)天線增益，d是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的距離，單位為公尺，λ則是波長，單位也是公尺；

根據(jù)公式1定義路徑損耗為：

pl=10log=-10log(2)，

pl是路徑損耗，若發(fā)射與接收天線都是單位增益，則公式2可以簡化為：

pl=10log=-10log(3)，

公式3還可以表達(dá)為一下有用形式：

pl=20log10(fmhz)+20log10(d)-28(4)

或是

pl=pt–pr(5)，

只有當(dāng)d值在發(fā)射天線遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)，friis自由空間公式才能估算接收功率強(qiáng)度；發(fā)射天線的遠(yuǎn)場(chǎng)又稱為fraunhofer區(qū)域，是指天線遠(yuǎn)場(chǎng)距離df以外的區(qū)域。天線的df等于2d2/λ，其中d是天線的最大實(shí)體線性尺寸；另外df還必須大于d，而且要在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)；傳播模型把近程距離d0當(dāng)成接收功率參考點(diǎn)，必須利用該參考點(diǎn)的接收功率pr(d0)計(jì)算距離大于d0時(shí)的接收功率，利用方程式1和4預(yù)測(cè)pr(d0)，或是測(cè)量發(fā)射機(jī)附近許多點(diǎn)的接收功率，再把它們的平均值當(dāng)成pr(d0)；近程參考點(diǎn)時(shí)，必須確定遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)在近程距離之外；利用這項(xiàng)信息和下列公式計(jì)算任何距離的接收功率，確定最佳的接收功率和協(xié)調(diào)器與終端控制器之間的距離：

pr(d)=pr(d0)+20log（6）；

根據(jù)公式5和6計(jì)算出多組協(xié)調(diào)器與終端控制器之間的可靠傳輸距離、終端控制器的接收功率以及路徑損耗，選擇一組可靠傳輸距離、接收功率盡量大，路徑損耗盡量小的數(shù)據(jù)作為協(xié)調(diào)器與終端控制器之間的最佳可靠傳輸距離，實(shí)際布置時(shí)協(xié)調(diào)器與終端控制器的距離小于該最佳可靠傳輸距離。

本發(fā)明還公開了一種上述具有投影功能庭院燈的布置方法，當(dāng)協(xié)調(diào)器無線通信發(fā)射頻段為2.4ghz，發(fā)射頻率為-6dbm，終端控制器無線接收靈敏度為-97dbm時(shí)，根據(jù)公式5和6計(jì)算出當(dāng)d=300公尺時(shí)，pr=-91dbm，pl=-97dbm；確定協(xié)調(diào)器與終端控制器的最佳可靠傳輸距離為300公尺，實(shí)際布置時(shí)協(xié)調(diào)器與終端控制器的距離小于該最佳可靠傳輸距離。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在傳統(tǒng)庭院燈的基礎(chǔ)上增加投影功能，投影燈由電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)伸出或者鑲嵌于燈柱，并且設(shè)有控制電動(dòng)推桿與投影燈同步開啟或關(guān)閉的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過無線的方式控制電動(dòng)推桿將投影燈推出燈柱的同時(shí)投影燈發(fā)光，電動(dòng)推桿將投影燈鑲嵌于燈柱的同時(shí)投影燈關(guān)閉。本發(fā)明還公開一種具有投影功能庭院燈的布置方法，該方法根據(jù)friis自由空間方程式?jīng)Q定協(xié)調(diào)器與終端控制器的可靠傳輸距離，在保證接收功率的基礎(chǔ)上計(jì)算協(xié)調(diào)器與終端控制器的距離。

附圖說明

圖1為庭院燈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制過程示意圖；

圖3為電磁繼電器的電路原理圖；

圖中：1、燈柱，2、電動(dòng)推桿，3、投影燈，4、照明燈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，一種具有投影功能的庭院燈，包括燈柱1、設(shè)置于燈柱1上的照明燈4，為了增加投影功能，燈柱1上還設(shè)有鑲嵌于燈柱1內(nèi)的投影燈3，投影燈3上粘貼有菲林片，投影燈3可以在地面上投影出各種圖案。燈柱1內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)投影燈3伸出或者鑲嵌于燈柱的電動(dòng)推桿2。本實(shí)施例中投影燈3的一端通過轉(zhuǎn)軸與燈柱1轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電動(dòng)推桿2的端部連接投影燈，使投影燈3圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而伸出或者鑲嵌于燈柱。

電動(dòng)推桿2連接有控制電動(dòng)推桿與投影燈同步開啟或關(guān)閉的控制系統(tǒng)，如圖2所示，所述控制系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程控制平臺(tái)、接收遠(yuǎn)程控制平臺(tái)控制指令的協(xié)調(diào)器、接收協(xié)調(diào)器控制指令的終端控制器，終端控制器包括與協(xié)調(diào)器通信的通信模塊以及根據(jù)通信模塊指令控制電動(dòng)推桿啟閉的開關(guān)元件，市電輸入通過開關(guān)元件、38v直流電源適配器連接至投影燈，且市電輸入通過開關(guān)元件、電磁繼電器連接至電動(dòng)推桿。

如圖2所示，為本發(fā)明的控制過程示意圖，220v交流電分別為照明燈、電動(dòng)推桿和投影燈供電。本實(shí)施例中，照明燈為led照明模塊，220v交流電通過ac/dc恒流電源模塊為led照明模塊供電。220v交流電通過24v直流電源適配器連接至電磁繼電器觸點(diǎn)開關(guān)所在的被控制回路，24v直流電源適配器的輸出電壓作為電磁繼電器被控制回路的工作電源；220v交流電通過終端控制器的開關(guān)元件分別連接至電磁繼電器的線圈和38v直流電源適配器，38v直流電源適配器為投影燈供電，電動(dòng)推桿位于電磁繼電器觸點(diǎn)所在的被控制回路內(nèi)。終端控制器通過zigbee通信協(xié)議與協(xié)調(diào)器無線通信連接，協(xié)調(diào)器通過gprs通信協(xié)議與遠(yuǎn)程控制平臺(tái)相連。工作時(shí)，遠(yuǎn)程控制平臺(tái)通過gprs向協(xié)調(diào)器發(fā)動(dòng)工作指令，協(xié)調(diào)器將接收的工作指令通過zigbee天線傳輸給終端控制器，終端控制器的開關(guān)元件閉合，同時(shí)電磁繼電器閉合，電動(dòng)推桿得電伸出燈柱；投影燈也得電開啟，將菲林片上的圖片投影在地面。

本實(shí)施例中，遠(yuǎn)程控制平臺(tái)通過gprs協(xié)議與協(xié)調(diào)器通信，協(xié)調(diào)器上設(shè)雙天線，一個(gè)為用于接收遠(yuǎn)程控制平臺(tái)指令的gprs天線，另一個(gè)為用于向終端控制器發(fā)送指令的zigbee天線；終端控制器上設(shè)由用于接收協(xié)調(diào)器指令的zigbee天線。

如圖3所示，為電磁繼電器的電路原理圖，繼電器線圈的兩端接220v交流電的正負(fù)極，繼電器觸點(diǎn)開關(guān)連接在24v直流電源適配器的輸出與電動(dòng)推桿的輸入之間。如圖3所示，繼電器線圈的引腳k連接220v交流電源的火線，引腳j連接220v交流電源的零線，引腳e連接24v直流電源負(fù)極，引腳f連接24v直流電源正極，引腳a、b分別連接在電動(dòng)推桿的兩端，并且引腳a與引腳d通過導(dǎo)線連接在一起，引腳b與引腳c通過導(dǎo)線連接在一起，觸點(diǎn)開關(guān)k1連接在引腳a、e以及引腳c、e之間，觸點(diǎn)開關(guān)k2連接在引腳b、f以及引腳d、f之間。終端控制器接收到協(xié)調(diào)器控制投影燈開啟的指令時(shí)，終端控制器的內(nèi)部開關(guān)閉合，繼電器線圈兩端的220v交流器接通，線圈得電，引腳a、e之間的電路導(dǎo)通，引腳a接-24v直流電，引腳b、f之間的電路導(dǎo)通，引腳b接+24v直流電，電動(dòng)推桿輸入電壓為24v，此時(shí)電動(dòng)推桿伸出，投影燈將圖片投影在地面。當(dāng)終端控制器接收到協(xié)調(diào)器控制投影燈關(guān)閉的指令時(shí)，終端控制器的內(nèi)部開關(guān)斷開，繼電器線圈兩端的220v交流器斷開，線圈失電，引腳c、e之間的電路導(dǎo)通，引腳c接-24v直流電，引腳d、f之間的電路導(dǎo)通，引腳d接+24v直流電，由于引腳a、d連接在一起，引腳b、c在連接一起，引腳a接+24v直流電，引腳b接-24v直流電，電動(dòng)推桿輸入電壓為-24v，此時(shí)電動(dòng)推桿收回，投影燈關(guān)閉。

本實(shí)施例中，還公開了一種上述具有投影功能庭院燈的布置方法，首先在某一地理位置設(shè)置協(xié)調(diào)器，然后在與協(xié)調(diào)器相隔一定距離的位置設(shè)置燈柱，燈柱上安裝與協(xié)調(diào)器無線通信的終端控制器，協(xié)調(diào)器和終端控制器之間的可靠傳輸距離由下列friis自由空間方程式?jīng)Q定：

pr(d)=(1)

其中pt是發(fā)射功率；pr(d)是接收功率，也是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)距離d的函數(shù)；gt是發(fā)射機(jī)天線增益；gr是接收機(jī)天線增益；d是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的距離，單位為公尺；λ則是波長，單位也是公尺。

路徑損耗對(duì)估算無線傳輸距離很重要，它等于發(fā)射功率與接收功率的相差值（以分貝為單位），代表訊號(hào)的衰減程度。從方程式(1)可導(dǎo)出路徑損耗等于發(fā)射功率除以接收功率的對(duì)數(shù)，方程式(2)將路徑損耗定義為：

pl=10log=-10log(2)

其中pl是路徑損耗。假設(shè)發(fā)射與接收天線都是單位增益，則方程式(2)可簡化為：

pl=10log=-10log(3)

此方程式還能表示為以下有用形式：

pl=20log10(fmhz)+20log10(d)-28(4)

或是

pl=pt–pr(5)

只有當(dāng)d值在發(fā)射天線遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)，friis自由空間公式才能估算接收功率強(qiáng)度。發(fā)射天線的遠(yuǎn)場(chǎng)又稱為fraunhofer區(qū)域，是指天線遠(yuǎn)場(chǎng)距離df以外的區(qū)域。天線的df等于2d2/λ，其中d是天線的最大實(shí)體線性尺寸；另外df還必須大于d，而且要在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)。這個(gè)路徑損耗公式僅適用于發(fā)射機(jī)與接收機(jī)在對(duì)方視線內(nèi)的理想系統(tǒng)，而且只應(yīng)用于初步估算。傳播模型把近程距離(close-indistance)d0當(dāng)成接收功率參考點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員必須利用該參考點(diǎn)的接收功率pr(d0)計(jì)算距離大于d0時(shí)的接收功率。設(shè)計(jì)人員可以利用方程式1和4預(yù)測(cè)pr(d0)，或是測(cè)量發(fā)射機(jī)附近許多點(diǎn)的接收功率，再把它們的平均值當(dāng)成pr(d0)。設(shè)計(jì)人員選擇近程參考點(diǎn)時(shí)，必須確定遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)在近程距離之外。利用這項(xiàng)信息和下列公式計(jì)算任何距離的接收功率：

pr(d)=pr(d0)+20log（6），

然后根據(jù)公式5和6計(jì)算出多組協(xié)調(diào)器與終端控制器之間的可靠傳輸距離、終端控制器的接收功率以及路徑損耗，選擇一組可靠傳輸距離、接收功率盡量大，路徑損耗盡量小的數(shù)據(jù)作為協(xié)調(diào)器與終端控制器之間的最佳可靠傳輸距離，實(shí)際布置時(shí)，協(xié)調(diào)器與終端控制器的距離要小于該最佳可靠傳輸距離。

本實(shí)施例中協(xié)調(diào)器zigbee無線通信發(fā)射頻段2.4ghz，發(fā)射頻率-6dbm，終端控制器無線接收靈敏度為-97dbm。根據(jù)方程式（5）和（6）可計(jì)算出當(dāng)d=300公尺時(shí)，pr=-91dbm，此時(shí)pl=-97dbm。當(dāng)然，實(shí)際環(huán)境下的接收功率會(huì)低于該理想值，因?yàn)槟繕?biāo)點(diǎn)與發(fā)射機(jī)之間可能有障礙物，或根本就在視線外。因此實(shí)際布置時(shí)，協(xié)調(diào)器與終端控制器的距離要小于300公尺。

以上所述僅是本專利的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本專利的保護(hù)范圍。