專利名稱：一種基于電力線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種家居照明系統(tǒng)，尤其涉及ー種家居LED智能照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對照明的需求也越來越高，從最初提供亮度的基本功能到現(xiàn)在多方面的需求除了提供適宜的環(huán)境亮度以外，還要營造優(yōu)雅舒適的氛圍，用戶方要求控制方式靈活方便，能夠?qū)崿F(xiàn)按需配置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低運(yùn)行費(fèi)用、有益身體健康；施工方要求安裝簡單、維護(hù)方便；設(shè)計(jì)方要求系統(tǒng)提供滿足用戶多樣性要求的 各種技術(shù)手段。需求的變化導(dǎo)致控制方式的改進(jìn)從傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)演變成為現(xiàn)在綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)的智能照明系統(tǒng)。隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展，LED照明器具在人們的日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)日光燈相比，low LED日光燈要比傳統(tǒng)40W日光燈還要亮，16W LED日光燈要比傳統(tǒng)64W日光燈還要亮，LED日光燈采用最新的LED光源技術(shù)，節(jié)電高達(dá)70%以上，幾乎免維護(hù)，無需經(jīng)常更換燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器，光線柔和，光譜純，有利于使用者的視カ保護(hù)及身體健康，是國家綠色節(jié)能照明工程重點(diǎn)開發(fā)的產(chǎn)品之一，是目前取代傳統(tǒng)日光燈的最理想產(chǎn)品。為了滿足上述需求，實(shí)現(xiàn)智能照明，有人發(fā)明了一種基于ZigBee與ARM技術(shù)的智能家居LED照明系統(tǒng)(申請?zhí)朇N200920252039. 7)，該照明系統(tǒng)由ZigBee網(wǎng)關(guān)、至少ー個ZigBee路由器、多個終端設(shè)備組成，其中終端設(shè)備包括ZigBee終端節(jié)點(diǎn)、調(diào)光模塊和LED燈具。ZigBee網(wǎng)關(guān)采用ARM處理器芯片，路由器與終端設(shè)備采用8051芯片。該照明系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)照明開關(guān)只有単一的開關(guān)功能的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程照明控制、照明時(shí)間控制及照明色彩控制，能夠滿足人們對家居生活照明質(zhì)量的基本要求，節(jié)約了能源，實(shí)現(xiàn)了家庭生活信息化。但是，此照明系統(tǒng)不能根據(jù)自然光的照度實(shí)時(shí)自動調(diào)光，不能實(shí)現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅的人性化配置，同時(shí)在家庭這個環(huán)境中，墻多以及家用電器多這些特征會影響無線傳輸?shù)馁|(zhì)量，如果架設(shè)專用有線網(wǎng)絡(luò)又増加了成本。低壓電カ線載波通信技術(shù)是唯一不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的有線通信方式。但是，利用低壓電カ線作為傳輸媒介具有噪聲大，安全性低，存在信號衰減，拓?fù)涮匦暂^為復(fù)雜等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供ー種信號傳輸穩(wěn)定，節(jié)能降耗的智能照明系統(tǒng)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案ー種基于電カ線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在干其包括主控制器、多個從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個從控制器之間通過電カ線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個從控制器控制ー組LED燈組，其中[0009]所述主控制器用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示LED燈組的動態(tài)信息、與從控制器之間的數(shù)據(jù)通信、按照預(yù)先設(shè)定好的照明策略自動控制LED燈組的開關(guān)及亮度、通過觸摸方式手動輸入控制命令控制LED燈組的開關(guān)及亮度、事件任務(wù)調(diào)度、讀取數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)視事件及報(bào)警應(yīng)答功能；從控制器用于實(shí)現(xiàn)自然光的照度采集、人體紅外采集、LED燈組動態(tài)信息采集、直接控制LED燈的亮度及亮滅、與主控制器之間的數(shù)據(jù)通信。所述主控制器可以與控制中心相連接。其進(jìn)ー步特征在于所述主控制器包括MCU、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲器電路、觸摸顯示電路、電カ線通信接ロ電路、聲光報(bào)警電路、外部設(shè)備接ロ電路；其中所述MCU采用基于ARMv7架構(gòu)的CorteX-M3內(nèi)核的處理器芯片，主要負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)各模塊實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)置的功能；所述電源電路用于產(chǎn)生工作電壓為主控制器供電；所述時(shí)鐘電路主要負(fù)責(zé)為主控制器提供系統(tǒng)參考時(shí)鐘；所述存儲器電路用于存儲每組LED燈的工作參數(shù)和重要 歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，它采用非易失性存儲器件，不受掉電影響，能夠保證主控制器在重新上電后恢復(fù)正常工作狀態(tài)；所述觸摸顯示電路主要負(fù)責(zé)顯示LED燈組的動態(tài)信息,通過觸摸方式手動輸入控制命令；所述電カ線通信接ロ電路主要負(fù)責(zé)發(fā)送主控制器的控制信息給從控制器、接收從控制器發(fā)給主控制器的數(shù)據(jù)信息；所述聲光報(bào)警電路主要負(fù)責(zé)對系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警；所述外部設(shè)備接ロ電路主要負(fù)責(zé)方便以后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，能夠通過此模塊將控制中心與主控制器連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、群組管理等功能。所述從控制器包括MCU、時(shí)鐘電路、電カ線通信接ロ電路、紅外檢測電路、光照檢測電路、數(shù)據(jù)采集電路；其中所述MCU采用單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)通過PWM方式控制LED燈組的開、關(guān)及亮度；所述紅外檢測電路采用熱釋電紅外線傳感器，用于檢測有無人員走動；所述光照檢測電路主要負(fù)責(zé)檢測自然光的光照度；所述數(shù)據(jù)采集電路主要負(fù)責(zé)采集LED燈組的動態(tài)ィ目息。優(yōu)選的所述主控制器與從控制器之間主要是通過電カ線采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明的積極效果是(I)本發(fā)明對LED燈組進(jìn)行智能化管理，通過每個區(qū)域內(nèi)的自然光的光照度、人員走動情況合理設(shè)置該區(qū)域內(nèi)的燈具的開、關(guān)及亮度，同時(shí)能夠通過觸摸屏手動輸入控制命令控制每個區(qū)域內(nèi)的燈具的開、關(guān)及亮度，在保證照明質(zhì)量的前提下具有明顯的節(jié)能效果;(2)本發(fā)明采用電カ線載波通信技術(shù)，利用原有的照明線路，無需布線，通信可靠，節(jié)約了布線成本、解決了通信質(zhì)量和安全問題；(3)本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，具有自動報(bào)警功能；(4)本發(fā)明通過電カ線采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，解決了信息在傳輸過程中的可靠性，穩(wěn)定性以及安全性，能夠明顯提高了通信質(zhì)量，解決了以電カ線作為傳輸介質(zhì)所存在的缺陷。

圖I為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)圖；[0021]圖3為本發(fā)明通信協(xié)議層次結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示ー種基于電カ線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其包括主控制器、多個從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個從控制器之間通過電カ線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個從控制器控制ー組LED燈組。擴(kuò)展功能部分包括控制中心，控制中心與主控制器連接，控制中心與主控制器之間通過專用總線、以太網(wǎng)或者無線通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，這部分主要是為了考慮以后可能需要擴(kuò)展控制中心模塊實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于大型樓宇中的智能照明系統(tǒng)的群組監(jiān)控功能。主控制器與從控制器之間采用電カ線載波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如圖2所示本發(fā)明的主控制器包括MCU、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲器電路、觸摸顯示電路、電カ線通信接ロ電路、聲光報(bào)警電路、外部設(shè)備接ロ電路(如GPRS接ロ、 Internet 接ロ、USB 接ロ、RS232 串行接ロ)。MCU :采用基于32位ARMv7架構(gòu)的Cortex_M3內(nèi)核的處理器芯片，主要負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)各模塊實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)置的功能；電源電路采用三相隔離供電方式進(jìn)行供電，不論用戶接交流電任意一相、兩相、或三相，該電源電路均可產(chǎn)生工作電壓；電源電路可輸出DC3. 3V、DC5V、DC12V直流電，以便為主控制器提供供電電壓；時(shí)鐘電路主要負(fù)責(zé)為主控制器提供系統(tǒng)參考時(shí)鐘；存儲器電路用于存儲每組LED燈的工作參數(shù)和重要?dú)v史運(yùn)行數(shù)據(jù)，它采用非易失性存儲器件，不受掉電影響，能夠保證主控制器在重新上電后恢復(fù)正常工作狀態(tài)；觸摸顯示電路主要負(fù)責(zé)顯示LED燈組的動態(tài)信息(亮度、電壓、電流、功率)，通過觸摸方式手動輸入控制命令；電カ線通信接ロ電路主要負(fù)責(zé)發(fā)送主控制器的控制信息給從控制器、接收從控制器發(fā)給主控制器的數(shù)據(jù)信息；聲光報(bào)警電路主要負(fù)責(zé)對系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警；外部設(shè)備接ロ電路主要負(fù)責(zé)方便以后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，能夠通過此模塊將控制中心與主控制器連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、群組管理等功能。本發(fā)明的各個從控制器結(jié)構(gòu)相同，包括MCU、時(shí)鐘電路、電カ線通信接ロ電路、紅外檢測電路、光照檢測電路、數(shù)據(jù)采集電路。MCU :采用單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)通過PWM方式控制LED燈組的開、關(guān)及亮度；紅外檢測電路采用熱釋電紅外線傳感器，主要負(fù)責(zé)檢測有無人員走動；光照檢測電路主要負(fù)責(zé)檢測自然光的光照度；數(shù)據(jù)采集電路主要負(fù)責(zé)采集LED燈組的動態(tài)信息。如圖3所示，本發(fā)明的主控制器與從控制器之間通過電カ線采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明中參照OSI模型并考慮到本發(fā)明需要實(shí)現(xiàn)的功能相對簡單，故將協(xié)議分為三個層次物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。物理層位于通信協(xié)議的最底層。本發(fā)明通信協(xié)議的物理層為主控制器與從控制器之間的信號傳輸提供傳輸媒介與互連設(shè)備。本發(fā)明通信協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸，對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯和糾錯。本發(fā)明通信協(xié)議的應(yīng)用層提供地址控制和重傳控制功能。[0039]本發(fā)明包括主控制器、從控制器和LED燈組。從控制器通過紅外檢測電路和光照檢測電路檢測自然光的光照度及人員走動情況，通過數(shù)據(jù)采集電路采集與該從控制器相對應(yīng)的LED燈組的動態(tài)信息，并將檢測和采集到的數(shù)據(jù)信息通過電カ線通信接ロ電路發(fā)送給主控制器；同時(shí)接收來自主控制器的控制信息直接控制該從控制器相對應(yīng)的LED燈組的亮、滅及亮度。主控制器通過聲光報(bào)警電路可以實(shí)現(xiàn)在整個系統(tǒng)或系統(tǒng)中的某個模塊發(fā)生異常時(shí)進(jìn)行可聽可見的報(bào)警，提醒使用者及時(shí)維護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)維護(hù)方便這ー效果。主控制器通過電カ線通信接ロ電路接收來自從控制器的數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息，再通過電カ線通信接ロ電路將控制信息發(fā)送給從控制器，并將接收到的LED燈組動態(tài)信息通過觸摸顯示電路實(shí)時(shí)顯示出來；同時(shí)用戶可通過觸摸顯示電路手動調(diào)節(jié)LED燈組的亮、滅及亮度。 本發(fā)明的主控制器與從控制器之間通過電カ線采用Lonworks通信協(xié)議傳輸控制信息，根據(jù)本發(fā)明所需實(shí)現(xiàn)的功能，將協(xié)議分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。通過本發(fā)明采用的通信協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)主控制器與從控制器之間通過電カ線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢錯和糾錯功能，可以實(shí)現(xiàn)自動重發(fā)功能。克服了電カ線作為傳輸媒介過程中的缺陷。
權(quán)利要求1.ー種基于電カ線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于其包括主控制器、多個從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個從控制器之間通過電カ線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個從控制器控制ー組LED燈組，其中 所述主控制器用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示LED燈組的動態(tài)信息、與從控制器之間的數(shù)據(jù)通信、按照預(yù)先設(shè)定好的照明策略自動控制LED燈組的開關(guān)及亮度、通過觸摸方式手動輸入控制命令控制LED燈組的開關(guān)及亮度、事件任務(wù)調(diào)度、讀取數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)視事件及報(bào)警應(yīng)答功倉泛; 所述從控制器用于實(shí)現(xiàn)自然光的照度采集、人體紅外采集、LED燈組動態(tài)信息采集、直接控制LED燈的亮度及亮滅、與主控制器之間的數(shù)據(jù)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于電カ線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述主控制器與控制中心相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種基于電カ線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在干所述主控制器包括MCU、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲器電路、觸摸顯示電路、電カ線通信接ロ電路、聲光報(bào)警電路、外部設(shè)備接ロ電路；其中 所述MCU采用基于ARMv7架構(gòu)的Cortex-M3內(nèi)核的處理器芯片，主要負(fù)責(zé)控 制和協(xié)調(diào)各模塊實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)置的功能； 所述電源電路用于產(chǎn)生工作電壓為主控制器供電； 所述時(shí)鐘電路主要負(fù)責(zé)為主控制器提供系統(tǒng)參考時(shí)鐘； 所述存儲器電路用于存儲每組LED燈的工作參數(shù)和重要?dú)v史運(yùn)行數(shù)據(jù)，它采用非易失性存儲器件，不受掉電影響，能夠保證主控制器在重新上電后恢復(fù)正常工作狀態(tài)； 所述觸摸顯示電路主要負(fù)責(zé)顯示LED燈組的動態(tài)信息，通過觸摸方式手動輸入控制命令； 所述電カ線通信接ロ電路主要負(fù)責(zé)發(fā)送主控制器的控制信息給從控制器、接收從控制器發(fā)給主控制器的數(shù)據(jù)信息； 所述聲光報(bào)警電路主要負(fù)責(zé)對系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警； 所述外部設(shè)備接ロ電路主要負(fù)責(zé)方便以后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，能夠通過此模塊將控制中心與主控制器連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、群組管理等功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于電カ線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述從控制器包括MCU、時(shí)鐘電路、電カ線通信接ロ電路、紅外檢測電路、光照檢測電路、數(shù)據(jù)采集電路；其中 所述MCU采用單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)通過PWM方式控制LED燈組的開、關(guān)及亮度； 所述紅外檢測電路采用熱釋電紅外線傳感器，用于檢測有無人員走動； 所述光照檢測電路主要負(fù)責(zé)檢測自然光的光照度； 所述數(shù)據(jù)采集電路主要負(fù)責(zé)采集LED燈組的動態(tài)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于電カ線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于所述主控制器與從控制器之間是通過電カ線采用Lonworks通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種基于電力線載波通信技術(shù)的智能照明系統(tǒng)，其特征在于其包括主控制器、多個從控制器和LED燈組，所述主控制器和多個從控制器之間通過電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個從控制器控制一組LED燈組。本實(shí)用新型對LED燈組進(jìn)行智能化管理，通過每個區(qū)域內(nèi)的自然光的光照度、人員走動情況合理設(shè)置該區(qū)域內(nèi)的燈具的開、關(guān)及亮度，同時(shí)能夠通過觸摸屏手動輸入控制命令控制每個區(qū)域內(nèi)的燈具的開、關(guān)及亮度，在保證照明質(zhì)量的前提下具有明顯的節(jié)能效果；同時(shí)采用電力線載波通信技術(shù)，利用原有的照明線路，無需布線，通信可靠，節(jié)約了布線成本，解決了通信質(zhì)量和安全問題。
文檔編號H04B3/54GK202396037SQ201120488530
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者俞健康, 倪偉, 婁秀麗, 展山山, 張繼璠, 李冰, 李瑋, 郭彥鋒 申請人:無錫芯響電子科技有限公司