專利名稱：半導體照明遠程調光控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種遠程LED照明節(jié)點控制裝置，特別涉及一種通過有線和/或無線通信的方法，對半導體LED的照明，進行亮/暗、調光及閃光的控制裝置。
背景技術：
現(xiàn)已公知的LED照明控制技術，在遠程應用上，絕大多數(shù)采用RS485總線和DMX512協(xié)議的系統(tǒng)方式，該方法已在美國專利公開號US6292901，公告日為2001年9月18日的專利文獻上進行闡述；另外還有相關文獻，如美國專利公開號US6211626，公告日為2001年4月3日的專利文獻，以及美國專利公開號US6016038，公告日為2000年1月18日的專利文獻，都對該方案作了系統(tǒng)的描述。該方案通過RS485總線和DMX512協(xié)議的組合，其優(yōu)點是，總線方式簡單，通信方向呈單向，通信速率較高。
RS-485雖是一種低成本、易操作的通信系統(tǒng)，但是，其缺點也是明顯的，如RS-485總線在抗干擾、自適應、通信效率等方面仍存在缺陷一個節(jié)點若出現(xiàn)故障，通常會導致系統(tǒng)乃至局部或整體的癱瘓，而且又難以判斷。為防止環(huán)境的異常，485中繼器往往在700m或800m左右的距離就必須予以考慮，而不是普通概念的1000米。
DMX-512協(xié)議，其數(shù)據(jù)包基于8位異步串行協(xié)議，帶一個啟始位(低電平)和兩個停止位(高電平)，該協(xié)議既沒有良好的沖突仲裁機制，連最普通的奇偶校驗都不具備。因此，在復雜的應用環(huán)境中，其系統(tǒng)的抗干擾能力和數(shù)據(jù)誤碼率都難以達到實用要求；而且DMX-512協(xié)議，是一種單向通信協(xié)議，在系統(tǒng)中，也無法支持需反向傳送數(shù)據(jù)的一些應用，如傳感器或照明節(jié)點狀態(tài)的回傳等。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種基于有線和/或無線的基礎上，能夠遠程對LED照明節(jié)點進行大范圍、大面積、多色調、實現(xiàn)雙向通信和信號驅動的控制裝置，以解決現(xiàn)有技術的不足。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種半導體照明遠程調光控制裝置(10)，包括至少一個第一通信接口單元(11)，用以向上位控制器提供有線(11a)和/或無線(11b)的實現(xiàn)雙向通信的物理接口；至少一個協(xié)議轉換單元(12)，由一個或多個微處理器單元(12a)、一個或多個第二通信接口單元(12b)組成；用以把來自第一通信接口單元(11)的上位控制器的通信協(xié)議，轉換成適用于控制LED照明單元(13)的第二通信接口單元(12b)的內部總線協(xié)議；并通過第二通信接口單元(12b)，輸出并控制LED照明單元(13)；以及至少一個LED照明單元(13)，它由一個或多個LED驅動單元(13a)及一個或多個LED照明節(jié)點單元(13b)組成；LED驅動單元(13a)具有與所述協(xié)議轉換單元(12)相連接的第二通信接口單元(12b)；LED照明節(jié)點單元(13b)由一個或/和至少一組LED半導體器件排列組成，根據(jù)LED驅動單元(13a)的驅動命令，作相應的照明狀態(tài)的顯示變化；或者是將LED照明單元(13)的故障信息經(jīng)第二通信接口單元(12b)，反傳給協(xié)議轉換單元(12)。
其中，所述第一通信接口單元(11)是由符合現(xiàn)場總線接口規(guī)范或/和無線通信接口規(guī)范的的通信收發(fā)器及物理介質組成。
其中，所述第一通信接口單元(11)的通信協(xié)議，是基于有線傳輸方式的CAN、Lonworks、PROFIBUS、CE-BUS、X-10、EIB、FF的一種或/和幾種組合；或/和所述第一通信接口單元(11)的通信協(xié)議，是基于無線傳輸方式的紅外、藍牙、IEEE802.11中的一種或/和幾種的組合；其中，所述第一通信接口單元(11)，由有線通信的收發(fā)器組成；或/和所述第一通信接口單元(11)，由無線通信的解調/調制器組成。
其中，所述協(xié)議轉換單元(12)，把呈現(xiàn)在第一通信接口單元(11)的協(xié)議格式，轉換成第二通信接口單元(12b)的協(xié)議格式；或者，所述協(xié)議轉換單元(12)把呈現(xiàn)在第二通信接口單元(12b)的協(xié)議格式轉換成第一通信接口單元(11)的協(xié)議格式。
其中，所述第二通信接口單元(12b)的協(xié)議格式，是I2C、SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及簡單控制邏輯，并由它們中的任何一種或/和幾種之組合。
其中，所述LED照明單元(13)內的所述LED驅動單元(13a)，是把來自所述第二通信接口單元(12b)的協(xié)議格式，轉變成PWM脈寬調制信號，用以驅動和控制所述LED照明節(jié)點單元(13b)。
其中，所述LED照明單元(13)內的LED驅動單元(13a)，是由至少一個微處理器或者至少一個通用LED驅動芯片組成。
其中，所述LED照明節(jié)點單元(13b)的顯示方式有亮/暗、無級調光及閃光照明中的任一種或是幾種的組合。
本發(fā)明所產生的積極效果在于1.采用有線和無線控制方案；使控制方式多樣、易操作；2.利用雙向通信和總線仲裁機制，極大地提高了系統(tǒng)可靠性；3.兼容多種總線協(xié)議，增強了系統(tǒng)的兼容性和靈活性；4.通信效率高，自適應能力強，控制距離遠，控制節(jié)點多。
為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。


圖1現(xiàn)有發(fā)明的方框示意圖；圖2本發(fā)明的原理方框圖；具體實施方式
參見圖2，用以提供一種通過遠程協(xié)議的接收、轉換、處理并產生相應的內部控制總線協(xié)議，從而達到對LED照明實現(xiàn)大范圍、遠距離、多色調控制的技術方案。
作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，它由第一通信接口單元11、協(xié)議轉換單元12、多個LED照明單元13組成。
其中，第一通信接口單元11作為遠程控制連接的物理接口，具體而言，在有線應用時，它可以是任何滿足現(xiàn)場總線通信規(guī)范的物理接口，如CAN總線的收發(fā)器和RJ45物理插座；而在無線應用時，它又可以是任何符合無線通信規(guī)范的物理接口，如天線和無線調制/解調器或者是紅外線收發(fā)器等。
協(xié)議轉換單元12，包括微處理器12a和第二通信接口單元12b；在有線應用時，微處理器12a將來自第一通信接口單元11——基于總線數(shù)據(jù)格式的控制序列轉換成內部總線所需要的另一種數(shù)據(jù)格式的控制序列；如將來自第一通信接口單元11的CAN(也可以是Lonworks、PROFIBUS、X-10、EIB、FF、CE-BUS等通用總線中的一種及組合)總線控制協(xié)議，經(jīng)微處理器12a的處理和轉換，變成了內部總線I2C(也可以是SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及簡單控制邏輯中的一種及組合)的控制格式并置于第二通信接口單元12b；這樣，就完成了遠程控制協(xié)議與內部總線控制序列的轉換，其作用在于既實現(xiàn)了遠距離、高可靠的通信傳輸，又將遠程通信協(xié)議變成了適合于內部控制的總線協(xié)議，從而增強了本方案的模塊化、結構化的技術特征。
在無線應用時，微處理器12a將來自第一通信接口單元11——基于無線數(shù)據(jù)格式的控制序列轉換成內部總線所需要的另一種數(shù)據(jù)格式的控制序列；如將來自第一通信接口單元11的紅外數(shù)據(jù)(也可以是藍牙、IEEE802.11等)控制協(xié)議，經(jīng)微處理器12a的處理和轉換，變成了內部總線I2C(也可以是SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及簡單控制邏輯中的一種及組合)的控制格式并置于第二通信接口單元12b；從而達到本發(fā)明無須布線、方便靈活的使用目的。
在本實施例中，LED照明單元13由LED驅動單元13a、三組LED照明節(jié)點單元13b所組成。
LED驅動單元13a，將來自內部總線第二通信接口單元12b的控制序列，自動翻譯成符合PWM輸出的對應的脈寬調制信號，并通過獨立的驅動電路，分別驅動三組LED照明節(jié)點單元13b。在此，可以把三組LED照明節(jié)點單元13b，分別由不同顏色的LED組成，如第一組LED照明節(jié)點單元13b1，由紅色LED組成；第二組LED照明節(jié)點單元13b2，由綠色LED組成；第三組LED照明節(jié)點單元13b3，由藍色LED組成；通過對LED紅(R)、綠(G)、藍(B)的排列和組合，同時，通過對每組顏色至少實施256級PWM的調光控制，這樣，很容易實現(xiàn)1600多萬種顏色的組合；從理論上說，如果對LED紅(R)、綠(G)、藍(B)的每組顏色，至少實施1024級PWM的調光控制的話，就能夠輕易地得到10億種顏色的變化和組合!在本實施例中，LED照明節(jié)點單元13b，既可以是平穩(wěn)地調光變化，也可以是通/斷式變化，還可以是瞬間亮/滅的閃光模式。
在本實施例中，由于內部控制總線——第二通信接口單元12b，可以掛上符合該通用總線接口的多個LED照明單元，這對遠程實現(xiàn)LED照明控制，如對LED照明節(jié)點進行大范圍、大面積、多色調的有效控制，提供了技術保障。
在本實施例中，LED照明單元13，如果內部發(fā)生如過壓、過流、短路、開路等異常現(xiàn)象，該狀態(tài)將通過第二通信接口單元12b反傳給微處理器12a，按當前所采用的通用總線幀格式(如CAN總線)，處理成異常狀態(tài)幀格式，并經(jīng)第一通信接口單元11和有線路徑11a或無線路徑11b，向上位處理器發(fā)送。
以上所述，是本發(fā)明優(yōu)選實施例中的一種，但并非用來限定本發(fā)明的實施范圍，即凡是按照本發(fā)明專利——權利要求書所述的特征、構造、精神所做的均等變化和修飾，均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，包括——至少一個第一通信接口單元，用以向上位控制器提供有線和/或無線的實現(xiàn)雙向通信的物理接口；——至少一個協(xié)議轉換單元，由一個或多個微處理器單元、一個或多個第二通信接口單元組成；用以把來自所述第一通信接口單元的上位控制器的通信協(xié)議，轉換成適用于控制的所述LED驅動單元的第二通信接口單元的內部總線協(xié)議；并通過所述第二通信接口單元，輸出并控制所述LED照明單元；以及——至少一個LED照明單元，它由一個或多個LED驅動單元及一個或多個LED照明節(jié)點單元組成；所述LED驅動單元具有與所述協(xié)議轉換單元相連接的第二通信接口單元；所述LED照明節(jié)點單元由一個或/和至少一組LED半導體器件排列組成，根據(jù)所述LED驅動單元的驅動命令，作相應的照明狀態(tài)的顯示變化；或者是將所述LED照明單元的故障信息經(jīng)所述第二通信接口單元，反傳給所述協(xié)議轉換單元。
2.如權利要求1所述的半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，所述第一通信接口單元是由符合現(xiàn)場總線接口規(guī)范或/和無線通信接口規(guī)范的的通信收發(fā)器及物理介質組成。
3.如權利要求1所述的半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，所述第一通信接口單元的通信協(xié)議，是基于有線傳輸方式的CAN、Lonworks、PROFIBUS、CE-BUS、X-10、EIB、FF的一種或/和幾種組合；或/和所述第一通信接口單元的通信協(xié)議，是基于無線傳輸方式的紅外、藍牙、IEEE802.11中的一種或/和幾種的組合；
4.如權利要求1所述的半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，所述第一通信接口單元，由有線通信的收發(fā)器組成；或/和所述第一通信接口單元，由無線通信的解調/調制器組成。
5.如權利要求1所述的半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，所述協(xié)議轉換單元，把呈現(xiàn)在所述第一通信接口單元的協(xié)議格式，轉換成所述第二通信接口單元的協(xié)議格式；或者，所述協(xié)議轉換單元把呈現(xiàn)在所述第二通信接口單元的協(xié)議格式轉換成所述第一通信接口單元的協(xié)議格式。
6.如權利要求5所述的協(xié)議轉換單元，所述第二通信接口單元的協(xié)議格式是I2C、SMBus、SPI、QSPI、Microwire、GPIO及簡單控制邏輯，并由它們中的任何一種或/和幾種之組合。
7.如權利要求1所述的半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，所述LED照明單元內的所述LED驅動單元，是把來自所述第二通信接口單元的協(xié)議格式，轉變成PWM脈寬調制信號，用以驅動和控制所述LED照明節(jié)點單元。
8.如權利要求1所述的半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，所述LED照明單元內的所述LED驅動單元，是由至少一個微處理器或者至少一個通用LED驅動芯片組成。
9.如權利要求1所述的半導體照明遠程調光控制裝置，其特征在于，所述LED照明節(jié)點單元的顯示方式有亮/暗、無級調光及閃光照明中的任一種或是幾種的組合。
全文摘要
一種半導體照明遠程調光控制裝置，包括第一通信接口單元；協(xié)議轉換單元；第二通信接口單元及LED照明單元。本發(fā)明將來自第一通信接口單元的遠程控制信息，經(jīng)協(xié)議轉換單元處理轉換為內部數(shù)據(jù)總線協(xié)議，并通過第二通信接口單元對LED照明單元實施PWM調光控制。本發(fā)明適用于雙向控制、無線控制及遠程控制應用，本發(fā)明不僅具有對半導體照明進行大范圍、大面積、多色調的控制能力，同時還具備模塊化、結構化、可擴充的系統(tǒng)特點。
文檔編號H04L29/00GK1750723SQ20041006646
公開日2006年3月22日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權日2004年9月17日
發(fā)明者申鳴, 王家鼎 申請人:上海國皓電子有限公司