專利名稱：大功率led無線智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大功率照明應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大功率LED無線智 能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的大功率LED燈具大部分都是簡單的直接照明，缺少必要的智能控制， 或者有一些智能控制，但不能自動檢測燈具的照明狀況，也不能方便地對燈具進(jìn) 行手動調(diào)控?，F(xiàn)有的照明管理系統(tǒng)大都采用有線電纜控制照明燈具，不能夠智能 調(diào)節(jié)燈具的亮度；現(xiàn)有照明管理系統(tǒng)采用通信電纜連接控制中心和LED燈具， 對LED燈具進(jìn)行調(diào)控，通信協(xié)議復(fù)雜，建設(shè)成本和運營成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是克服上述大功率LED燈具所存在的缺陷， 而提供一種低成本、智能的無線控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)大功率LED無線智能控制系
統(tǒng)，其特征在于，包括
作為控制核心的MCU中央控制器；
恒流驅(qū)動電路，用于為大功率LED陣列提供的穩(wěn)定的電流； 時鐘電路，用于為MCU中央控制器和無線通信模塊提供時鐘基準(zhǔn)； 復(fù)位電路，用于為MCU中央控制器和無線通信模塊提供上電復(fù)位信號； 光學(xué)探測器，用于檢測LED燈具的亮度； 溫度傳感器，用于檢測LED燈具的溫度； 存儲器，用于存儲LED燈具的照明狀態(tài)信息；
無線通信模塊，用于發(fā)送LED燈具狀態(tài)信息，以及接收外部控制信號； 所述的光學(xué)探測器、溫度傳感器均通過l/0接口連接到中央控制器；存儲器 通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與中央控制器連接；恒流驅(qū)動電路通過控制總線連接到 中央控制器，接收控制器的調(diào)控信號；無線通信模塊通過SPI接口與中央控制器 連接，通過中央控制器讀取存儲器中保存的燈具狀態(tài)信息，然后對外發(fā)送給故障檢測車；同時，無線通信模塊可以接收控制中心或故障檢測車發(fā)出的調(diào)控信號， 對LED燈具進(jìn)行調(diào)控。
安裝在燈具光源部分的光學(xué)傳感器檢測到燈具的光亮度、照度或光通量信 號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入到MCU控制器；安裝在燈具內(nèi)部 的溫度傳感器檢測到燈具的溫度，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，輸入到MCU控制器。MCU 內(nèi)部經(jīng)過編程，對輸入的燈具工作參數(shù)進(jìn)行分析判斷，然后發(fā)出控制信號，控制 恒流驅(qū)動電路輸出電流的大小，從而達(dá)到智能調(diào)控LED燈具的目的。例如，當(dāng) 控制器檢測到燈具亮度過高、或燈具溫度超過正常工作溫度，則控制器發(fā)出控制 信號，調(diào)控驅(qū)動電路，減小輸出電流，從而達(dá)到節(jié)能和保護燈具正常工作的目的。 同時，該發(fā)明還具有簡易故障檢測的功能。該系統(tǒng)配備有存儲器，MCU中央控 制器檢測到燈具工作參數(shù)后，將它們保存到存儲器中。系統(tǒng)包含有無線通信模塊， 可以將存儲器中的燈具工作參數(shù)發(fā)送出去?？啥ㄆ谂梢惠v帶有無線通信模塊的故 障檢測車依次撿測各LED燈具，燈具內(nèi)的無線通信模塊收到檢測信號后，將燈 具工作參數(shù)發(fā)送給故障檢測車，故障檢測車則根據(jù)數(shù)據(jù)分析燈具的工作狀態(tài)，并 向燈具發(fā)送調(diào)控信號。若檢測到燈具某部分工作不正常，則可以更換相應(yīng)的模塊。 因此，LED燈具的故障檢測和維修十分方便。另外，本發(fā)明還有遠(yuǎn)程無線照明管 理的功能。燈具配備的無線通信模塊可以接收來自故障檢測車和控制中心的無線 調(diào)控信號，然后中央控制器根據(jù)調(diào)控信號控制驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)驅(qū)動電路輸出的電 流大小，調(diào)節(jié)LED的照明亮度，從而實現(xiàn)LED照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)控功能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了MCU中央控制器，可以檢測燈具的亮度和 溫度，然后自動調(diào)控LED燈具的亮度，具有智能化、節(jié)能的優(yōu)點。同時系統(tǒng)配 備有無線通信模塊，可以接收故障檢測車和控制中心的調(diào)控信號，使用十分靈活。 無線通信模塊還可以和故障檢測車通信，將LED燈具工作參數(shù)發(fā)送給檢測車， 故障的檢測和維修十分簡便。本發(fā)明的主要特點為-以MCU控制器為核心的模塊化設(shè)計；
光學(xué)傳感器和溫度傳感器檢測燈具工作狀態(tài)；
數(shù)字PWM方式進(jìn)行LED亮度智能調(diào)節(jié)；
采用存儲器保存燈具狀態(tài)信息；
采用無線通信模塊，對外發(fā)送燈具狀態(tài)信息，智能故障檢測；無線通信模塊可接收故障檢測車和控制中心的調(diào)控命令，遠(yuǎn)程調(diào)控LED照明 系統(tǒng)。
本發(fā)明采用寬工作電壓范圍的大功率LED專用芯片進(jìn)行設(shè)計，具有很寬的調(diào) 光范圍，支持模擬方式和數(shù)字PWM方式進(jìn)行調(diào)光控制。本發(fā)明具有很多優(yōu)點， 使其非常適合大功率LED驅(qū)動和管理
超寬輸入電壓范圍整流后的85V 265V交流輸入；
集成LED工作電流檢測放大器；
內(nèi)部帶有誤差放大器和，％精度的基準(zhǔn)，可實現(xiàn)精密的LED電流調(diào)節(jié) 熱關(guān)斷和數(shù)字軟啟動功能；
具有負(fù)載突變過壓保護、峰值電流限制、LED短路保護、LED高溫保護； 無線通信模塊，智能無線故障檢測； 遠(yuǎn)程無線調(diào)控功能，方便、低成本的照明管理系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明的模塊化設(shè)計示意圖； 圖2為本發(fā)明的無線故障檢測原理示意圖； 圖3為本發(fā)明的無線遠(yuǎn)程調(diào)控原理示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 如圖1所示，大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，包括 作為控制核心的MCU中央控制器1;
恒流驅(qū)動電路2，接受控制器的調(diào)控，輸出穩(wěn)定的電流，驅(qū)動大功率LED陣
列；
多顆大功率LED3，組成LED燈具的光源； 光強傳感器器4，用于檢測LED燈具的亮度； 溫度傳感器5，用于檢測LED燈具的溫度； 存儲器6，用于存儲檢測到的光、熱、電等信息； 無線通信模塊7，用于接收外界控制信號，以及發(fā)送燈具狀態(tài)信息。 所述的光強傳感器、溫度傳感器均為數(shù)字式傳感器，溫度傳感器通過一個單 獨的1/〇口連接到中央控制器，光強傳感器通過PC接口連接到中央控制器；存
5儲器通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與中央控制器連接；恒流驅(qū)動電路通過控制信號線 與中央控制器連接，接收控制器的調(diào)光信號；無線通信模塊通過SPI接口與中央 控制器連接，可對外發(fā)送燈具的狀態(tài)信息，同時可以接受外界的調(diào)控指令，對
LED燈具進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控。
該發(fā)明有智能控制LED燈具亮度的功能。安裝在燈具光源部分的光學(xué)傳感 器檢測到燈具的光亮度、照度或光通量信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號， 通過l2C總線輸入到MCU控制器；安裝在燈具內(nèi)部的溫度傳感器檢測到燈具的 溫度，也經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過1/〇口輸入到MCU控制器。 MCU內(nèi)部經(jīng)過編程，設(shè)定一個工作溫度上限，如果檢測到的燈具溫度超過上限， 就發(fā)出數(shù)字PWM控制信號，控制恒流驅(qū)動電路輸出電流的大小。恒流驅(qū)動電路 中的控制芯片收到MCU控制器發(fā)出的PWM信號，將控制開關(guān)驅(qū)動電路中功率 MOS管的打開時間，調(diào)節(jié)驅(qū)動電路輸出的電流，從而達(dá)到調(diào)節(jié)LED燈具亮度的 目的。例如，當(dāng)控制器檢測到燈具亮度過高、或燈具溫度超過正常工作溫度，則 控制器發(fā)出較小的PWM信號，調(diào)控驅(qū)動電路，減小輸出電流，從而達(dá)到節(jié)能和 保護燈具的目的。
該發(fā)明還具有簡易故障檢測的功能。如圖2，該系統(tǒng)配備有存儲器，MCU 中央控制器檢測到燈具工作參數(shù)，如LED芯片溫度、燈具照明亮度、LED芯片 電壓和電流，將它們保存到存儲器中。系統(tǒng)包含有無線通信模塊，可以將存儲器 中的燈具工作參數(shù)發(fā)送出去。可定期派一輛帶有無線通信模塊的故障檢測車依次 檢測各LED燈具，燈具內(nèi)的無線通信模塊收到檢測信號后，將燈具工作參數(shù)發(fā) 送給故障檢測車。故障檢測車分析收到的數(shù)據(jù)，判斷LED燈具的工作狀態(tài)，若 檢測到燈具工作不正常，則可以進(jìn)行相應(yīng)的維護。因此，可以盡早發(fā)現(xiàn)燈具出現(xiàn) 的問題，避免燈具進(jìn)一步損壞，避免由于燈具溫度過高等不正常情況造成的整燈 報廢，避免了更大的損失；而且發(fā)現(xiàn)問題后可以及時維修，避免因為燈具故障而 完全不亮，保證了照明質(zhì)量和道路交通安全。
本發(fā)明還有遠(yuǎn)程無線照明管理的功能。如圖3，燈具配備的無線通信模塊可 以接收來自故障檢測車和控制中心的無線調(diào)控信號，然后中央控制器根據(jù)調(diào)控信 號控制驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)驅(qū)動電路輸出的電流大小，調(diào)節(jié)LED的照明亮度，從而 實現(xiàn)LED照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)控功能。傳統(tǒng)的路燈、隧道燈控制管理系統(tǒng)使用通信電纜，使用某種協(xié)議來管理控制整個照明系統(tǒng)，建設(shè)成本和維護成本較高。本 發(fā)明的無線遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，具有成本低、維護管理簡單的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1、大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括作為控制核心的MCU中央控制器；恒流驅(qū)動電路，接受控制器的調(diào)控，輸出恒定的電流，驅(qū)動多顆大功率LED；多顆大功率LED，組成LED燈具的光源；光強傳感器，用于檢測LED燈具的亮度、照度或光通量；溫度傳感器，用于檢測LED燈具的溫度；存儲器，用于存儲檢測到的光、熱、電等信息；無線通信模塊，用于接收外界控制信號，以及發(fā)送燈具狀態(tài)信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，其特征在于光 強傳感器、溫度傳感器均為數(shù)字式傳感器，溫度傳感器通過單I/O 口總線連接到 中央控制器，光強傳感器通過l2C接口連接到中央控制器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的恒流驅(qū)動控制芯片通過控制信號線連接到中央控制器的PWM 口，接收控制 器的PWM調(diào)光信號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的無線通信模塊通過SPI接口與中央控制器連接，可對外發(fā)送燈具的狀態(tài)信息， 同時可以接受外界的調(diào)控指令，對LED燈具進(jìn)行調(diào)控。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的MCU控制器，通過編程，檢測燈具的LED芯片溫度和光學(xué)參數(shù)，智能調(diào) 控驅(qū)動電路的輸出電流。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，其特征在于無 線通信模塊，內(nèi)部設(shè)定一個ID，通過判斷故障檢測車廣播的ID和本機ID的一 致性，來發(fā)送燈具的工作參數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大功率LED無線智能控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的無線通信模塊，通過編程，在接收控制中心發(fā)送的調(diào)控信號后，轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)控信 號，將調(diào)控信號轉(zhuǎn)發(fā)至更遠(yuǎn)的燈具，實現(xiàn)全部燈具的遠(yuǎn)程無線調(diào)控。
全文摘要
本發(fā)明涉及大功率LED智能控制系統(tǒng)，包括MCU中央控制器、恒流驅(qū)動電路、大功率LED陣列、光學(xué)探測器、溫度傳感器、存儲器、無線通信模塊。該系統(tǒng)以MCU中央控制器為核心，恒流驅(qū)動電路受控制器控制，可以調(diào)節(jié)輸出電流的大小，從而調(diào)節(jié)大功率LED的亮度；光學(xué)探測器、溫度傳感器、存儲器、無線通信模塊均與中央控制器連接。本發(fā)明能夠智能調(diào)控LED燈具輸入電流大小，使LED芯片結(jié)溫一直低于閾值，提高LED燈具使用壽命；并能定時記錄LED燈具工作參數(shù)，便于跟蹤檢測；同時還能低成本地檢測出LED燈具的故障，具有高效、靈活、智能、節(jié)能的特點。本發(fā)明的一個重要特點是可以無線遠(yuǎn)程調(diào)控LED路燈或隧道燈，可實現(xiàn)定期下載關(guān)鍵LED工作參數(shù)，使得對LED照明系統(tǒng)的管理更加方便，可以大大降低LED照明系統(tǒng)的管理運營成本，同時也能更好的體現(xiàn)LED照明高效節(jié)能的優(yōu)勢。
文檔編號F21V23/00GK101511143SQ20091003819
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者勝 劉, 萬 曹, 鋼 曹, 王小平, 羅小兵, 金春曉, 浩 陳 申請人:廣東昭信光電科技有限公司