專利名稱：燈光控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線網(wǎng)絡(luò)燈光控制技術(shù)，具體說是一種燈光控制器。
背景技術(shù)：
隨著全球能源問題日益突出和我國科技經(jīng)濟(jì)逐步發(fā)展，建筑節(jié)能成為 建設(shè)節(jié)約型社會的重要方面。根據(jù)建設(shè)部確立的建筑節(jié)能要求的具體措施 與發(fā)展方向，節(jié)能工作已在全國范圍內(nèi)全面啟動、實(shí)施。能否降低建筑電 氣照明能源標(biāo)準(zhǔn)，提高建筑電氣照明的能源利用率，是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的 重要環(huán)節(jié)。然而在辦公樓里，長明燈等現(xiàn)象普遍存在，不僅浪費(fèi)能源，還 在很大程度上縮短了燈具等設(shè)備的使用壽命，造成大樓運(yùn)營成本的增加。
當(dāng)前的樓宇自動化系統(tǒng)以有線方式為主，自身需要大量布線，系統(tǒng)安 裝極為不便，同時(shí)增加了系統(tǒng)的安裝成本。在采用有線通信方式的系統(tǒng)中， 大多數(shù)傳感器通過線纜連接到監(jiān)視和控制系統(tǒng)，通過有線通信協(xié)議，如
ModBus、 LonTalk或DeviceNet把傳感器集成到系統(tǒng)中進(jìn)行工作。并且在已 有的有線網(wǎng)絡(luò)中建造自動化工程的布線和安裝可能要花費(fèi)高達(dá)80%的總系 統(tǒng)成本。此外， 一旦線纜安裝好，要重新布線，其成本和時(shí)間都要花費(fèi)不 少。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近年來得到快速發(fā)展， 一 般采用多跳 (multi-h叩)、對等(peer to peer)的無線通信方式，具有自主組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)
規(guī)模可變、無人值守等特點(diǎn)，同時(shí)可以通過休眠機(jī)制降低節(jié)點(diǎn)能耗。
結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與照明控制技術(shù)，可方便地實(shí)現(xiàn)燈具的自動 控制，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。和采用有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的樓 宇自動化產(chǎn)品相比較，無線解決方案最吸引人的地方是安裝布置的靈活性、 低廉的安裝費(fèi)用和對樓宇自動化系統(tǒng)進(jìn)行重新布置時(shí)的可移動性。在樓宇 自動化系統(tǒng)中采用無線解決方案，能快速方便地解決有線方式所不易實(shí)現(xiàn) 的網(wǎng)絡(luò)連通問題。但是，目前本方案還沒有報(bào)道。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供了一種燈光控制器，它把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)和燈光控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的自動控制和遠(yuǎn)程控制。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)方案是-
安裝在包括上位機(jī)、網(wǎng)絡(luò)控制器構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中；其中，上 位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)控制器與燈光控制器通信；所述燈光控制器結(jié)構(gòu)包括控制 模塊，存有控制程序，用于運(yùn)行控制策略，通過網(wǎng)絡(luò)控制器與上位機(jī)通信; 傳感器模塊，與控制模塊相連，用于采集環(huán)境光照度和人員活動信息；控 制輸出模塊，輸入端與控制模塊相連，輸出端通過開關(guān)元件接至燈具，用 于控制燈具的開關(guān)；
其中，所述控制模塊具有A/D轉(zhuǎn)換、射頻收發(fā)、輸入輸出、關(guān)燈定時(shí) 等功能；
所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中還包括路由器，所述控制模塊還通過無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)中路由器及網(wǎng)絡(luò)控制器與上位機(jī)通信；
所述傳感器模塊由光照度傳感器和人體探測傳感器組成，其中，光照 度傳感器的輸入端由控制模塊通過開關(guān)為光照度傳感器提供電源，光照度 傳感器輸出端與控制模塊相連；人體探測傳感器輸入端采集人員活動信息， 輸出端與控制模塊相連；所述光照度傳感器采用光敏電阻和普通電阻串聯(lián) 分壓的連接方式，分壓節(jié)點(diǎn)與控制模塊相連，控制模塊通過該分壓值確定 當(dāng)前環(huán)境的光照度；所述人體探測傳感器輸入端采用熱釋紅外探頭；
所述控制輸出模塊的每個開關(guān)元件連接一個照明回路；所采用的開關(guān) 元件為繼電器；其中，控制輸出模塊采用的繼電器可以為固態(tài)繼電器、普 通電磁繼電器或者磁保持繼電器。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 遠(yuǎn)程操作?？赏ㄟ^上位機(jī)控制軟件遠(yuǎn)程設(shè)定環(huán)境參數(shù)(如什么時(shí) 候開始算為光照度不夠/天黑時(shí)間，什么時(shí)候算為光照度充足/天亮?xí)r間) 及上位機(jī)遠(yuǎn)程控制照明系統(tǒng)。
2. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安裝布置靈活。減少了大量的室內(nèi)布線，節(jié)約了安 裝成本，同時(shí)可以分散布置設(shè)備，燈光控制器地安裝相對獨(dú)立，因而系統(tǒng) 可移動性強(qiáng)，并且可反復(fù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更新，易于對網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
3. 可實(shí)現(xiàn)自動化控制?？赏ㄟ^上位機(jī)控制軟件對分散的照明系統(tǒng)進(jìn)行 集中統(tǒng)一控制，通過無線指令或者定時(shí)器設(shè)置控制燈光控制器開關(guān)燈具， 節(jié)省大量人力。
4. 節(jié)約能源。通過合理的對燈光控制器進(jìn)行參數(shù)(如燈光控制器的 關(guān)燈定吋設(shè)定為5分鐘后自動關(guān)燈)設(shè)定，控制燈光控制器電源的供給， 增加了燈光控制器的使用壽命，有效的控制減少了長明燈帶來的用電消耗， 節(jié)約能源。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是圖1中控制模塊存有的控制程序流程圖。 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)用新型所述燈光控制器，安裝在包括上位機(jī)10、網(wǎng) 絡(luò)控制器9構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，其中，上位機(jī)10通過網(wǎng)絡(luò)控制器9 與燈光控制器通信；所述燈光控制器結(jié)構(gòu)包括
一控制模塊2，本實(shí)施例采用微控制器(采用芯片CC2430F128)，微 控制器中存有控制程序，通過網(wǎng)絡(luò)控制器9與上位機(jī)10相連；
一傳感器模塊，與控制模塊2相連，采集環(huán)境光照度和人員活動信息；
一控制輸出模塊7，輸入端與控制模塊2相連，輸出端通過開關(guān)元件接 至燈具8，用于控制燈具8的開關(guān)。
所述控制模塊2具有A/D轉(zhuǎn)換、射頻收發(fā)、輸入輸出、關(guān)燈定時(shí)等功能。
如圖2所示，所述控制程序流程如下
本實(shí)用新型所述的燈光控制器的控制模塊2在上電之后，首先執(zhí)行初 始化程序。在初始化過程中，除了完成必要的寄存器、輸入輸出端口初始 化外，還包括實(shí)現(xiàn)加入網(wǎng)絡(luò)的過程。在初始化程序執(zhí)行完之后，控制模塊2 處于等待狀態(tài)，然后分三路接收控制指令或者控制信息
一路接收無線控制指令，如果是關(guān)燈指令在燈具8處于開啟狀態(tài)時(shí)， 將關(guān)燈定時(shí)器清零，控制模塊2對燈具8執(zhí)行關(guān)燈動作；否則如果是開燈 指令并且燈具8處于關(guān)閉狀態(tài)，控制模塊2對燈具8執(zhí)行開燈動作；
另一路判斷當(dāng)前時(shí)間，如果關(guān)燈定時(shí)器超出定時(shí)時(shí)間，說明沒有人員 在該區(qū)域，在燈具8處于開啟狀態(tài)時(shí)，控制模塊2對燈具8執(zhí)行關(guān)燈動作；
第三路由控制模塊2定時(shí)接收傳感器模塊采集到的傳感器模塊所覆蓋 區(qū)域內(nèi)的人員活動信息；采集到人員活動信息后，再由控制模塊2接收傳 感器模塊采集光照度信息，并采用施密特觸發(fā)器的原理確定當(dāng)前的光照度 狀態(tài)；如果光照度不充足，控制模塊2對燈具8執(zhí)行開燈動作；執(zhí)行以上 動作后無論燈具8當(dāng)前處于何種狀態(tài)，如
1)當(dāng)前燈具8處于關(guān)閉狀態(tài)，檢測到該區(qū)域內(nèi)有人員存在，且在光照 度不足時(shí)，將自動打開燈具8;2) 當(dāng)前燈具8處于關(guān)閉狀態(tài)，只要通過無線網(wǎng)絡(luò)接收到開燈指令，就
打開指令所要求的燈具8;
3) 當(dāng)前燈具8處于開啟狀態(tài)，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)(如5分鐘，可以通過軟
件設(shè)置)沒有檢測到該區(qū)域內(nèi)有人員存在，則自動關(guān)閉燈具8;
4) 當(dāng)前燈具8處于開啟狀態(tài)，只要通過無線網(wǎng)絡(luò)接收到關(guān)燈指令，就
關(guān)閉指令所要求的燈具8;
燈具8狀態(tài)變化，燈光控制器就將燈具8當(dāng)前的狀態(tài)通過無線網(wǎng)絡(luò)報(bào) 告給上位機(jī)IO，否則返回等待狀態(tài)。
所述傳感器模塊由光照度傳感器32和人體探測傳感器31組成，其中， 光照度傳感器32 (本實(shí)施例安裝在大廈室內(nèi)天花板上)，輸入端由控制模塊 2通過開關(guān)4，為光照度傳感器32提供電源，光照度傳感器32輸出端與控 制模塊2相連；人體探測傳感器31，(本實(shí)施例安裝在大廈室內(nèi)天花板上) 通過熱釋紅外探頭采集人員活動信息，其輸出端與控制模塊2相連；
所述光照度傳感器32采用光敏電阻和普通電阻串聯(lián)分壓的連接方式， 分壓節(jié)點(diǎn)與微控制器相連，微控制器通過該分壓值確定當(dāng)前環(huán)境的光照度。
所述人體探測傳感器31輸入端采用熱釋紅外探頭。
所述控制輸出模塊7的每個開關(guān)元件連接一個照明回路；所采用的開 關(guān)元件為繼電器。
所述控制輸出模塊7采用的繼電器為固態(tài)繼電器。
本實(shí)用新型的供電方式如下采用市電13 (本實(shí)施例為220V交流電供 電)通過交直流轉(zhuǎn)換器12 (交直流轉(zhuǎn)換器12由電容降壓電路，整流和穩(wěn)壓 電路組成，為現(xiàn)有技術(shù))后產(chǎn)生直流12V直流電，為控制輸出模塊7的繼 電器供電，所述12V直流電再利用穩(wěn)壓模塊ll(本實(shí)施例采用麗1117芯片) 變成3.3V直流電，為其它模塊供電；
本實(shí)施例中，所述人體探測傳感器31采用熱釋紅外探頭；所述濾波 電路5采用RC低通濾波電路；所述信號處理器6采用BISS0001芯片；所 述控制模塊2所采用的微控制器具有A/D轉(zhuǎn)換、射頻收發(fā)、輸入輸出、關(guān) 燈定時(shí)等功能。
本實(shí)用新型工作原理如下-
人體探測傳感器31采集到的人員活動信息經(jīng)過濾波電路5進(jìn)行濾波和 信號處理器6對信息進(jìn)行處理，處理后的信息以電平信號形式傳送給控制 模塊2(微控制器)，控制模塊2通過開關(guān)4給光照度傳感器32供電，光照 度傳感器32開始采集光照度信息，所述光照度傳感器32與電阻串聯(lián)分壓， 根據(jù)當(dāng)前的光照度不同，串聯(lián)分壓值也不同，控制模塊2根據(jù)該電壓值確定當(dāng)前的光照度；當(dāng)采集結(jié)束后，微控制器還是通過開關(guān)4關(guān)閉光照度傳 感器32的供電，來節(jié)約能耗?？刂颇K2同時(shí)也通過網(wǎng)絡(luò)控制器9接收上 位機(jī)10的無線指令，上位機(jī)10發(fā)送過來的無線指令負(fù)責(zé)向控制模塊2傳 送判斷燈具8開關(guān)的信息；判斷后，控制模塊2將輸出控制信號，并通過 由達(dá)林頓管驅(qū)動的控制輸出模塊7來控制燈具8開關(guān)。
效果本實(shí)用新型結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與照明控制技術(shù)，能方便 地實(shí)現(xiàn)燈具8的自動控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型方案安裝布置 具有靈活性(對樓宇自動化系統(tǒng)進(jìn)行重新布置時(shí)的可移動性)，能快速方便 地解決有線方式不易實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)連通問題。
與實(shí)施例一不同之處在于
如圖3所示，控制模塊2還可以通過路由器14接收上位機(jī)10的無線 指令，其中，上位機(jī)10通過網(wǎng)絡(luò)控制器9連接路由器14。
所述光照度傳感器32和人體探測傳感器31可以安裝在大廈走廊墻壁 上(還可以安裝在門廳、樓道的天花板或者墻壁上)。
所述控制輸出模塊7采用的繼電器為磁保持繼電器(還可以采用普通 電磁繼電器)。
權(quán)利要求1.一種燈光控制器，安裝在包括上位機(jī)(10)、網(wǎng)絡(luò)控制器(9)構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中；其中，上位機(jī)(10)通過網(wǎng)絡(luò)控制器(9)與燈光控制器通信；所述燈光控制器結(jié)構(gòu)包括-控制模塊(2)，存有控制程序，通過網(wǎng)絡(luò)控制器(9)與上位機(jī)(10)通信；-傳感器模塊，與控制模塊(2)相連；-控制輸出模塊(7)，輸入端與控制模塊(2)相連，輸出端通過開關(guān)元件接至燈具(8)。
2. 按照權(quán)利要求1所述燈光控制器，其特征在于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中 還包括路由器(14)，所述控制模塊(2)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中路由器(14) 及網(wǎng)絡(luò)控制器(9)與上位機(jī)(10)通信。
3. 按照權(quán)利要求1所述燈光控制器，其特征在于所述傳感器模塊由 光照度傳感器(32)和人體探測傳感器(31)組成，其中，光照度傳感器(32)的輸入端由控制模塊(2)通過開關(guān)(4)為光照度傳感器(32)提 供電源，光照度傳感器(32)輸出端與控制模塊(2)相連；人體探測傳感 器(31)輸入端采集人員活動信息，輸出端與控制模塊(2)相連。
4. 按照權(quán)利要求3所述燈光控制器，其特征在于所述光照度傳感器 (32)為光敏電阻和普通電阻串聯(lián)分壓的連接結(jié)構(gòu)，分壓節(jié)點(diǎn)與控制模塊 (2)相連。
5. 按照權(quán)利要求3所述燈光控制器，其特征在于所述人體探測傳感 器(31)輸入端采用熱釋紅外探頭。
6. 按照權(quán)利要求1所述燈光控制器，其特征在于所述控制輸出模塊 (7)的開關(guān)元件連接照明回路；所采用的開關(guān)元件為繼電器。
7. 按照權(quán)利要求6所述燈光控制器，其特征在于所述控制輸出模塊(7 )采用的繼電器可以為固態(tài)繼電器、普通電磁繼電器或者磁保持繼電器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及無線網(wǎng)絡(luò)燈光控制技術(shù)，具體說是一種燈光控制器。安裝在上位機(jī)、網(wǎng)絡(luò)控制器、路由器構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)控制器與燈光控制器通信；所述燈光控制器包括控制模塊、傳感器模塊和控制輸出模塊三部分?？刂颇K用于運(yùn)行控制策略，同時(shí)負(fù)責(zé)與其它無線設(shè)備的通信；傳感器模塊用于采集傳感器模塊范圍內(nèi)的光照度和人員活動信息；控制輸出模塊用于控制燈具的開關(guān)。本實(shí)用新型適用于大型建筑的節(jié)能改造，可根據(jù)環(huán)境亮度和人員活動信息自動控制燈具的開關(guān)，降低照明系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，同時(shí)由于采用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可節(jié)省大量布線，降低系統(tǒng)造價(jià)。
文檔編號G08C19/00GK201435850SQ20092001512
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者李力剛, 王樂輝, 王忠鋒, 黃劍龍 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所