專利名稱：Led景觀照明控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明控制領(lǐng)域，具體的說，涉及一種以LED燈為負(fù)載的景觀照明控制系統(tǒng)，主要用于城市大型建筑的景觀照明。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的景觀照明大多采用霓虹燈和金鹵燈，比較耗電，控制多采用總開關(guān)和區(qū)域控制器相結(jié)合的控制方式，其景觀控制方案一旦確立，再次更改起來比較困難。
目前還有一些屬于樓宇自動化的照明控制系統(tǒng)，采用專有的總線技術(shù)，如LONWORKS，EIB，CEBUS等等，其控制采用總線和“地址綁定”的控制形式，可以實現(xiàn)柔性控制，控制功能強大，靈活，但其控制的實時性相對較弱，難于滿足景觀照明的跑、調(diào)、亮、閃等各種功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種LED景觀照明控制系統(tǒng)，解決了照明耗電、控制功能單一、控制方案和參數(shù)不可更改或者可更改但不能滿足景觀照明的需要的局限。
一種LED景觀照明控制系統(tǒng)，采用主從控制方式，包括一個主控器、若干驅(qū)動器和一個PC接口，主控器和驅(qū)動器采用總線連接，主控器包括電源控制模塊、微處理器、存儲器和總線輸出模塊，電源控制模塊將接入的220V交流電變換后向微處理器和總線輸出模塊供電，并通過總線向驅(qū)動器供電；微處理器與PC接口連接，通過總線將控制信號傳遞到驅(qū)動器，通過向驅(qū)動器的地址發(fā)布命令，各驅(qū)動器對單個LED燈進行控制。
所述的PC機接口與PC機連接，將PC機中設(shè)定的控制方案和功能參數(shù)傳給主控器中的微處理器，微處理器將其變換成控制命令傳遞給驅(qū)動器，以實現(xiàn)相應(yīng)的動作。
主控器與驅(qū)動器的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為直線狀、樹狀或者二者的混合形式。
所述的控制命令由電壓和電流信號的脈寬來表示，由總線串行傳輸。
所述的總線為雙芯線，同時傳遞控制信號和提供電源。
所述的驅(qū)動器主要由驅(qū)動器取電和信號輸入模塊、編碼盤、微處理器、LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊組成，驅(qū)動器地址由編碼盤決定，主控制器對驅(qū)動器的控制關(guān)系確定是由相同地址碼來確定。
所述的LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊采用脈寬調(diào)制方式調(diào)節(jié)LED等的亮度，可控制LED景觀燈的淡入淡出。
所述的LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊采用一個脈寬調(diào)制方式接口和三個I/O口及一塊四-2輸入與門數(shù)字芯片來對三路驅(qū)動實現(xiàn)PWM驅(qū)動控制。
本發(fā)明系統(tǒng)采用LED燈作為光源，由PC機接口、主控器、若干驅(qū)動器、以及連接這些模塊的雙芯線即總線組成，通過PC機中用于景觀功能設(shè)置的專用管理軟件控制管理。工作流程為本發(fā)明利用PC機通過系統(tǒng)的專用接口，利用專用管理軟件，將景觀照明的跑、跳、亮、閃、淡入、淡出等功能及參數(shù)傳遞給主控器(下位機)，主控器負(fù)責(zé)接收PC機傳來的景觀照明控制方案及功能參數(shù)，將其變換為響應(yīng)的控制命令數(shù)據(jù)，并將其調(diào)制到總線上。主控器根據(jù)設(shè)置通過對驅(qū)動器地址發(fā)布控制命令實現(xiàn)景觀照明，其核心部件是微處理器，采用通用單片機，如MCS-51系列，PIC系列等，這些部件目前均已市場化，或通過市場采購獲得。
驅(qū)動器根據(jù)總線命令來完成動作，其核心是微處理器及數(shù)字電路，微處理器采用通用單片機，如MCS-51系列、PIC系列等。
本發(fā)明采用LED作為光源，主控器通過對驅(qū)動器的地址控制，能夠?qū)崿F(xiàn)LED燈的跑、跳、亮、閃、及淡入淡出功能；能夠?qū)崿F(xiàn)LED燈的紅、綠、藍(lán)三基色及其合成白色(紅、綠、藍(lán))、紅色、黃色、淺藍(lán)(綠、藍(lán))、綠色、藍(lán)色、粉紅等七種顏色的驅(qū)動控制，采用LED燈新型光源有利于節(jié)省能源。
特點是省電、控制靈活、可變換景觀照明控制方案、成本低、線路簡潔、安裝要求低、易于使用。
本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明的系統(tǒng)能夠在線調(diào)整景觀照明，變換方案和圖形，不需要重新布線和調(diào)整控制程序，只需要通過PC調(diào)整控制參數(shù)則可。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；圖2為主控器中電源控制模塊電路圖；圖3為主控器中存儲器與微處理器電路圖；圖4為主控器中總線輸出模塊電路圖；圖5為驅(qū)動器中驅(qū)動器取電和信號輸入模塊電路圖；圖6驅(qū)動器中編碼盤、微處理器、LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊電路圖。
具體實施例方式
如圖1，這是本發(fā)明整個系統(tǒng)的原理框圖。包括PC接口、主控器、總線、若干個驅(qū)動器，主控器通過電源控制模塊接入220V交流電源。
主控器接收PC傳來的景觀方案和控制參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換成控制命令數(shù)據(jù)，通過總線輸出。方波的脈寬表示數(shù)據(jù)。一個主控器可控制八路總線，每路具有256個節(jié)點，其結(jié)構(gòu)便于實現(xiàn)景觀照明的實時控制和總體效果。
主控器包括電源控制模塊、PC機接口、微處理器、EEPROM存儲器、總線輸出模塊。PC機接口采用RS-232接口或者USB接口，本實施例采用的是RS-232接口，其芯片為MAX232。微處理器用于接收PC機的信號并產(chǎn)生控制命令和保存控制參數(shù)。本實施例采用PIC16C63型號的單片機，EEPROM存儲器采用的ATMEL24C01。
如圖2，電源控制模塊采用常規(guī)的橋式整流電路，將220V交流電轉(zhuǎn)換成3V、5V、30V、40V等直流電，提供微處理器所需電源和通過總線輸出模塊向總線供電。
圖3為主控器中EEPROM存儲器和微處理器電路圖。主控器中微處理器采用單片機PIC16C63，從PC機接口的芯片MAX232的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出端接收到景觀照明的控制方案和功能參數(shù)，將這些參數(shù)按照I2C的協(xié)議儲存到EEPROM存儲器的ATMEL24C01芯片中，以防止掉電時，系統(tǒng)失去控制參數(shù)，并將控制命令數(shù)據(jù)通過RB的I/O口以廣播的形式傳播出去，由于景觀照明是一種整體照明效果，所以系統(tǒng)具有八條雙芯總線，也就是八路輸出(圖中只畫了一路，其它路相同)。
圖4為主控器中總線輸出模塊電路圖，具體的數(shù)據(jù)傳遞過程為工作時，單片機發(fā)送的控制信號由OUT腳輸出，這是5V的方波信號，其脈寬表示數(shù)據(jù)。這個信號與兩個比較器U1A，U1B(本例采用的為LMI93，也可采用其他型號的比較器)的3V電壓比較輸出，去驅(qū)動四個功率管Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q7的交替導(dǎo)通。具體流程是這樣的，當(dāng)OUT為5V時，U1A輸出30V，U1B輸出0V，三極管Q1、Q2、Q7導(dǎo)通，Q4、Q6、Q5截止。總線電壓為N1高，N2低，電流從N1流山，N2流入。當(dāng)OUT為0V時，U1A輸出0V，U1B輸出30V，三極管Q4、Q6、Q5導(dǎo)通，Q1、Q2、Q7截止。總線電壓為N2高，N1低，電流從N2流出，N1流入。這樣就把由OUT腳輸出的5V直流方波信號變換成了大約24V的交流方波信號，而脈沖的寬度不變。從而完成了總線信號的輸出。
驅(qū)動器控制主要由驅(qū)動器取電和信號輸入模塊、編碼盤、微處理器、LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊組成。驅(qū)動器取電和信號輸入模塊電路圖如圖5所示。來自總線的24V信號經(jīng)過DB1整流，C5濾波和Z1、Q1、R1、R2組成的穩(wěn)壓電路變成5V電壓，為驅(qū)動器電路提供電源?？偩€控制信號經(jīng)過R6和Q3的變換，變?yōu)?V的方波，經(jīng)過PIC16C63單片機的RC1腳進入到單片機。驅(qū)動器地址由編碼盤決定，主控制器對驅(qū)動器即從控制器的控制關(guān)系確定是由相同地址碼來確定的。
驅(qū)動器的LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊還采用一個脈寬調(diào)制(PWM)接口和三個I/O口及一塊四-2輸入與門數(shù)字芯片來對三路驅(qū)動實現(xiàn)脈寬調(diào)制PWM驅(qū)動控制，以便實現(xiàn)LED燈的淡入淡出功能。驅(qū)動器具有三路輸出，不僅能夠驅(qū)動LED燈的紅、綠、藍(lán)三種基色，通過三種基色的不同組合產(chǎn)生白色(紅、綠、藍(lán))、紅色、黃色、淺藍(lán)(綠、藍(lán))、綠色、藍(lán)色、粉紅等七種顏色，而且還可采用PWM調(diào)制技術(shù)，實現(xiàn)不同顏色的淡入、淡出。本實施例中驅(qū)動器的微處理器對于LED燈的驅(qū)動是通過PWM輸出口和四-2輸入與門數(shù)字芯片74HC08芯片來實現(xiàn)，其目的是為了擴展PWM的輸出，實現(xiàn)對三路負(fù)載的淡入淡出控制。
權(quán)利要求
1.一種LED景觀照明控制系統(tǒng)，采用主從控制方式，其特征在于系統(tǒng)包括一個主控器、若干驅(qū)動器和一個PC接口，主控器和驅(qū)動器采用總線連接，主控器包括電源控制模塊、微處理器、存儲器和總線輸出模塊，電源控制模塊將接入的220V交流電變換后向微處理器和總線輸出模塊供電，并通過總線向驅(qū)動器供電；微處理器與PC接口連接，通過總線將控制信號傳遞到驅(qū)動器，通過向驅(qū)動器的地址發(fā)布命令，各驅(qū)動器對單個LED燈進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED景觀照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PC機接口與PC機連接，將PC機中設(shè)定的控制方案和功能參數(shù)傳給主控器中的微處理器，微處理器將其變換成控制命令傳遞給驅(qū)動器，以實現(xiàn)相應(yīng)的動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED景觀照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制命令由電壓和電流信號的脈寬來表示，由總線串行傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED景觀照明控制系統(tǒng)，其特征在于主控器與驅(qū)動器的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為直線狀、樹狀或者二者的混合形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED景觀照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的總線為雙芯線，同時傳遞控制信號和提供電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED景觀照明控制系統(tǒng)，其特征在于驅(qū)動器主要由驅(qū)動器取電和信號輸入模塊、編碼盤、微處理器、LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊組成，驅(qū)動器地址由編碼盤決定，主控制器對驅(qū)動器的控制關(guān)系確定是由相同地址碼來確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED景觀照明控制系統(tǒng)，其特征在于LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊采用脈寬調(diào)制方式調(diào)節(jié)LED等的亮度，控制LED景觀燈的淡入淡出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED景觀照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的LED燈負(fù)載驅(qū)動模塊采用一個脈寬調(diào)制方式接口和三個I/O口及一塊四-2輸入與門數(shù)字芯片連接，三路驅(qū)動實現(xiàn)脈寬調(diào)制驅(qū)動控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED燈景觀照明控制系統(tǒng)，系統(tǒng)采用主從控制方式，包括一個主控器、若干驅(qū)動器和一個PC接口，主控器和驅(qū)動器通過總線連接，主控器包括電源控制模塊、微處理器、存儲器和總線輸出模塊，電源控制模塊將220V交流電變換后向微處理器和總線輸出模塊供電；微處理器與PC接口連接，通過總線將電源和控制信號傳遞到驅(qū)動器，向驅(qū)動器的地址發(fā)布命令實現(xiàn)對單個LED燈進行控制。本發(fā)明能夠在線實現(xiàn)景觀照明的方案和圖形調(diào)整，即景觀照明的跑、跳、亮、閃、淡入淡出功能組合和參數(shù)設(shè)置，而不需要改變布線和控制程序。本發(fā)明應(yīng)用于城市大型建筑的景觀照明控制和管理，具有省電、壽命長、功能靈活、易于安裝、維護和使用的特點。
文檔編號H05B37/02GK1694596SQ200510049200
公開日2005年11月9日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者李海學(xué), 單朝蘭, 朱建鋒, 李立新, 王穎 申請人:杭州鴻雁電器有限公司