Led照明控制教學(xué)實驗箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公丌了一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，它包括控制單元、供電單元、顯示單元、傳感器單元和通信單元。融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和LED照明技術(shù)等多種技術(shù)，并將LED數(shù)碼管、點陣和大功率LED燈作為被控對象，模擬LED照明產(chǎn)品的實際應(yīng)用。本發(fā)明可以完成LED照明智能控制類設(shè)計和一些智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計等教學(xué)實驗。本發(fā)明適用于光源與照明專業(yè)的實驗教學(xué)，丌始多種LED照明控制實驗。
【專利說明】LED照明控制教學(xué)實驗箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明控制的教學(xué)實驗箱，尤其涉及一種LED照明控制教學(xué)實驗箱。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，人們對于照明的需求已經(jīng)從原有的看得見，上升為看得好。傳統(tǒng)的照明方式已經(jīng)無法滿足人們的實際需求，而智能化的照明方式在節(jié)約能源的同時，充分滿足人們的心理和生理需求，進而提供給人們舒適的學(xué)習(xí)、工作和休息環(huán)境。
[0003]LED具有高效節(jié)能、長壽命、動態(tài)色彩控制和安全環(huán)保等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種照明領(lǐng)域。為了開發(fā)智能化照明產(chǎn)品，有人發(fā)明了用于家庭的照明設(shè)備控制平臺(公丌號:CN101765261A)，包括計算機、燈光管理器、手持遙控器和墻壁丌關(guān)四部分組成，通過無線方式實現(xiàn)家庭內(nèi)部照明設(shè)備的智能控制，缺點是只采用無線通信方式，而且僅局限于室內(nèi)照明。還有人發(fā)明了照明實驗丌發(fā)平臺(公丌號:CN2757265Y)可以設(shè)置模擬照明、室內(nèi)使用照明和控制系統(tǒng)，包括照明丌關(guān)，感應(yīng)傳感器和可編程計算機控制器。采用交流220V為實際電路，應(yīng)用在智能建筑教學(xué)或?qū)嶒炛校嬖诘膯栴}是該平臺只適用于傳統(tǒng)燈具照明，而不能適用于LED照明。
[0004]天津工業(yè)大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院的光源與照明專業(yè)是中國首個設(shè)置半導(dǎo)體專業(yè)且專門培養(yǎng)半導(dǎo)體照明技術(shù)人才的專業(yè)，《照明控制工程》是光源與照明的專業(yè)限選課，是在講解LED驅(qū)動與調(diào)光原理的基礎(chǔ)上，重點講解LED照明控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。目前，市場上沒有一款能夠直接應(yīng)用于《照明控制工程》的教學(xué)實驗箱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提出一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，它融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和LED照明技術(shù)等多種技術(shù)，并將LED數(shù)碼管、點陣和大功率LED燈作為被控對象，模擬LED照明產(chǎn)品的實際應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，它包括控制單元、供電單元、顯示單元、傳感器單元和通信單元,供電單元為控制單元、顯示單元、傳感器單元和通信單元提供+5V電源,控制單元通過數(shù)據(jù)I/O與顯示單元連接,控制單元通過中斷I/O與傳感器單元連接，控制單元通過RS232與網(wǎng)絡(luò)通信單元連接。所述的控制單元包括單片機最小系統(tǒng)、控制按鍵和液晶顯示屏。所述的顯示單元包括LED數(shù)碼管、LED點陣屏和大功率LED燈。所述的通信單元包括電力線通信、以太網(wǎng)通信、CAN總線、Zigbee無線通信。
[0007]本發(fā)明具有的有益效果:(I)本發(fā)明可以模擬LED照明產(chǎn)品的不同應(yīng)用需求，如LED顯示屏、LED儀表盤和LED燈具等等，具有很強的通用性和擴展性；(2)利用通信單元，實驗箱之間能夠進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)照明的網(wǎng)絡(luò)化控制；(3)本發(fā)明按照實驗難度分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗三個層次，其中設(shè)計性實驗可以極大地激發(fā)學(xué)生的實驗熱情，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性；使學(xué)生從市場和用戶的角度出發(fā)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和崗位適應(yīng)能力；(4)本發(fā)明適用于光源與照明專業(yè)的實驗教學(xué)，填補了市場空白。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明提供的一種LED照明控制教學(xué)實驗箱的總體結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖2為本發(fā)明提供的一種LED照明控制教學(xué)實驗箱的集中式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
[0010]圖3為本發(fā)明提供的一種LED照明控制教學(xué)實驗箱的集散式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
【具體實施方式】
[0011]請參閱圖1，本發(fā)明的一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，它包括控制單元、供電單元、顯示單元、傳感器單元和通信單元，供電單元為控制單元、顯示單元、傳感器單元和通信單元提供+5V電源，控制單元通過數(shù)據(jù)I/O與顯示單元連接，控制單元通過中斷I/O與傳感器單元連接，控制單元通過RS232與網(wǎng)絡(luò)通信單元連接。所述的控制單元包括單片機最小系統(tǒng)、控制按鍵和液晶顯示屏。所述的顯示單元包括LED數(shù)碼管、LED點陣屏和大功率LED燈。所述的通信單元包括電力線通信、以太網(wǎng)通信、CAN總線、Zigbee無線通信。
[0012]實驗箱能夠開設(shè)LED數(shù)碼管顯示實驗、LED點陣顯示實驗、大功率LED燈的亮度調(diào)節(jié)和色彩調(diào)節(jié)實驗。
[0013]請參閱圖2，實驗箱I通過電力線/以太網(wǎng)/CAN/Zigbee中的某一種通信方式與實驗箱2、實驗箱3、到實驗箱η相連接，形成以實驗箱I為集中控制器的集中式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于模擬一個房間內(nèi)部照明控制；實驗箱I相當(dāng)于集中控制面板，實驗箱2到η，相當(dāng)于每個房間內(nèi)每盞燈的單燈控制器。給每個實驗箱的設(shè)定地址后，實驗箱I就能對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他實驗箱進行單獨控制或群組控制。
[0014]實驗箱能夠開設(shè)基于電力線載波的LED照明控制實驗、基于以太網(wǎng)的LED照明控制實驗、基于CAN總線的LED照明控制實驗和基于Zigbee的LED照明控制實驗。
[0015]請參閱圖3，實驗箱I通過電力線/以太網(wǎng)/CAN/Zigbee中的某一種通信方式與實驗箱2相連接，實驗箱2再通過電力線/以太網(wǎng)/CAN/Zigbee中的某一種通信方式與實驗箱3、到實驗箱η相連接，形成以實驗箱I為集中控制器、實驗箱2為分控器的集散式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于模擬一撞樓宇內(nèi)部照明控制，則實驗箱I相當(dāng)于樓宇照明總控制器，實驗箱2相當(dāng)于每個樓層的照明分控制器，實驗箱3到η相當(dāng)于每個房間的照明控制器。整個系統(tǒng)可以為某一種通信方式，也可以是不同種通信方式。為每個實驗箱的設(shè)定地址后，實驗箱I和2就能對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他實驗箱進行單獨控制或群組控制，其中實驗箱2起到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)橋功能。
[0016]實驗箱能夠開設(shè)多種網(wǎng)絡(luò)融合的綜合控制實驗。
[0017]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能:1、自動控制，控制單元能夠根據(jù)傳感器單元采集的環(huán)境信息對LED燈進行自動控制；2、網(wǎng)絡(luò)控制，實驗箱既能實現(xiàn)某一種方式的網(wǎng)絡(luò)控制功能，也能夠?qū)崿F(xiàn)多種方式的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合控制功能。
[0018]綜上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；凡基于上述基本思路，不脫離本創(chuàng)作精神和范圍內(nèi)所做的各種更動和修飾，都應(yīng)屬于本發(fā)明所公丌的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，其特征在于，它包括控制單元、供電單元、顯示單元、傳感器單元和通信單元，供電單元為控制單元、顯示單元、傳感器單元和通信單元提供+5V電源，控制單元通過數(shù)據(jù)I/O與顯示單元連接，控制單元通過中斷I/O與傳感器單元連接，控制單元通過RS232與網(wǎng)絡(luò)通信單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，其特征在于，所述的控制單元包括單片機最小系統(tǒng)、控制按鍵和液晶顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，其特征在于，所述的顯示單元包括LED數(shù)碼管、LED點陣屏和大功率LED燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED照明控制教學(xué)實驗箱，其特征在于，所述的通信單元包括電力線通信、以太網(wǎng)通信、CAN總線、Zigbee無線通信。
【文檔編號】G09B23/18GK103927917SQ201410192702
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】付豪, 王巍, 高謙, 遲越越, 蔡敏鵬, 胡友昊, 王寧 申請人:天津工業(yè)大學(xué)