室內照明控制系統(tǒng)和室內智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種室內照明控制系統(tǒng)和室內智能控制系統(tǒng)。其中，該室內照明控制系統(tǒng)包括：分控制器，通過無線通信方式與燈具組成自組織網絡型的無線通信網絡，用于與燈具進行通信；以及主控制器，通過有線通信方式與分控制器相連接，用于與分控制器進行通信。通過本實用新型，解決了現(xiàn)有技術中室內照明控制系統(tǒng)的組網形式單一而造成控制不穩(wěn)定的問題，進而達到了對組網內的燈具控制穩(wěn)定的效果。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及室內照明領域，具體而言，涉及一種室內照明控制系統(tǒng)和室內智 能控制系統(tǒng)。 室內照明控制系統(tǒng)和室內智能控制系統(tǒng)
【背景技術】
[0002] LED燈具在市場上處于顯著增長的趨勢，越來越多的LED燈具和照明控制系統(tǒng)會 隨之進入室內照明的應用領域。照明控制系統(tǒng)的基本功能是滿足用戶同時控制室內照明系 統(tǒng)中多個燈具的需求，使開關燈、調節(jié)亮度變得程序化和自動化，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。目 前比較成熟的室內照明控制系統(tǒng)多依賴有線通信。但是，有線控制方案布線困難，不適用于 已經裝修好的室內環(huán)境。針對這個問題，盡管現(xiàn)在也有一些基于無線通信的控制技術，但是 由于室內空間多為封閉環(huán)境，無線信號易受干擾，不易傳播，造成現(xiàn)有室內照明系統(tǒng)存在無 線信號組網不穩(wěn)定、控制不可靠的缺點。
[0003] 針對現(xiàn)有技術中室內控制系統(tǒng)的組網形式單一而造成控制不穩(wěn)定的問題，目前尚 未提出有效的解決方案。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的主要目的在于提供一種室內照明控制系統(tǒng)和室內智能控制系統(tǒng)，以 解決現(xiàn)有技術中室內控制系統(tǒng)的組網形式單一而造成控制不穩(wěn)定的問題。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種室內照明控制系統(tǒng)。 根據本實用新型的室內照明控制系統(tǒng)包括：分控制器，通過無線通信方式與燈具組成自組 織網絡型的無線通信網絡，用于與所述燈具進行通信；以及主控制器，通過有線方式與所述 分控制器相連接，用于與所述分控制器進行通信。
[0006] 進一步地，所述分控制器包括第一電力載波模塊、第一 Zigbee模塊和第一處理 器，其中，所述第一電力載波模塊通過電力線與所述主控制器相連接；所述第一處理器連接 在所述電力載波模塊和所述第一 Zigbee模塊之間；以及所述第一 Zigbee模塊與所述第一 處理器相連接。
[0007] 進一步地，所述主控制器包括第二電力載波模塊，第一以太網模塊和第一無線通 信模塊中的至少之一，以及第二處理器，所述第一無線通信模塊通過無線信號與終端設備 相連接；所述第一以太網模塊通過以太網線與所述終端設備相連接；所述第二處理器與所 述第一無線通信模塊相連接；以及所述第二電力載波模塊通過電力線與所述分控制器相連 接。
[0008] 進一步地，所述分控制器包括第二以太網模塊、第二Zigbee模塊和第三處理器， 其中，所述第二以太網模塊通過以太網線與所述主控制器相連接；所述第三處理器連接在 所述第二以太網模塊和所述第二ZigBee模塊之間；以及所述第二ZigBee模塊與所述第三 處理器相連接。
[0009] 進一步地，所述室內照明控制系統(tǒng)還包括終端設備，與所述主控制器連接，所述主 控制器包括第三以太網模塊、第二無線通信模塊和第四處理器，所述第二無線通信模塊通 過無線信號與所述終端設備相連接；所述第三以太網模塊通過以太網線與所述終端設備相 連接；以及所述第四處理器與所述第二無線通信模塊相連接。
[0010] 進一步地，所述燈具包括燈具Zigbee模塊、燈具處理器、驅動器和LED芯片，其中， 所述燈具Zigbee模塊與所述分控制器通過Zigbee相連接；所述燈具處理器與所述燈具 Zigbee模塊相連接；以及所述驅動器與所述燈具處理器相連接，其中，所述LED芯片與所述 驅動器相連接。
[0011] 進一步地，所述室內照明控制系統(tǒng)還包括：路由設備，設置在所述自組織網絡型的 無線通信網絡中，用于在所述分控制器與所述燈具之間進行中繼。
[0012] 為了實現(xiàn)上述目的，根據本實用新型的另一個方面，提供了一種室內智能控制系 統(tǒng)。根據本實用新型的室內智能控制系統(tǒng)包括：分控制器，通過無線通信方式與智能家居設 備組成自組織網絡型的無線通信網絡，用于與所述智能家居設備進行通信；以及主控制器， 通過有線通信方式與所述分控制器相連接，用于與所述分控制器進行通信。
[0013] 進一步地，所述室內智能控制系統(tǒng)還包括：傳感器，設置在所述自組織網絡型的無 線通信網絡中，用于對所述智能家居設備進行控制和/或通過所述無線通信網絡連接所述 智能家居設備與所述分控制器。
[0014] 通過本實用新型，采用燈具；分控制器，通過無線通信方式與所述燈具組成自組織 網絡型的無線通信網絡，用于與所述燈具進行通信；以及主控制器，通過有線方式與所述 分控制器相連接，用于與所述分控制器進行通信的方法，解決了現(xiàn)有技術中室內照明控制 系統(tǒng)的組網形式單一而造成控制不穩(wěn)定的問題，進而達到了對組網內的燈具控制穩(wěn)定的效 果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的 示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖 中：
[0016] 圖1是根據本實用新型實施例室內照明控制系統(tǒng)的示意圖；
[0017] 圖2是根據本實用新型實施例的電力載波方式的分控制器的示意圖；
[0018] 圖3是根據本實用新型實施例的電力載波方式的主控制器的示意圖；
[0019] 圖4是根據本實用新型實施例的以太網方式的分控制器的示意圖；
[0020] 圖5是根據本實用新型實施例的以太網方式的主控制器的示意圖；
[0021] 圖6是根據本實用新型實施例的燈具的結構示意圖；
[0022] 圖7是根據本實用新型實施例的傳感器的結構示意圖；
[0023] 圖8是根據本實用新型實施例的向照明節(jié)點發(fā)送調光指令的流程圖；
[0024] 圖9是根據本實用新型實施例的調光控制命令的數據包格式；
[0025] 圖10是根據本實用新型實施例的主控制器向分控制器發(fā)送的數據包格式；
[0026] 圖11是根據本實用新型實施例的分控制器向目標燈具發(fā)送的數據包格式；
[0027] 圖12是根據本實用新型實施例的混合組網的拓撲結構圖；
[0028] 圖13是根據本實用新型實施例的分控器地址表的示意圖；
[0029] 圖14是根據本實用新型實施例的主控制器的地址表和系統(tǒng)中的地址映射關系；
[0030] 圖15是根據本實用新型實施例的從用戶輸入到調光控制燈具的時序及數據流的 示意圖；以及
[0031] 圖16是根據本實用新型實施例的室內照明控制系統(tǒng)中各級地址的時序及數據流 的示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0033] 為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實 施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的 實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶?施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應 當屬于本實用新型保護的范圍。
[0034] 需要說明的是，本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語"第一"、 "第二"等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣 使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本實用新型的實施例能夠以除了在這 里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語"包括"和"具有"以及他們的任何變形， 意圖在于覆蓋不排他的包含。
[0035] 本實用新型公開了一種室內照明控制系統(tǒng)。該室內照明控制系統(tǒng)采用混合組網通 信技術，利用有線網絡和無線網路共同形成室內照明控制系統(tǒng)，該室內照明控制系統(tǒng)的結 構如圖1所示。
[0036] 如圖1所示，該室內照明控制系統(tǒng)包括燈具、分控制器和主控制器。其中，分控制 器，通過無線通信方式與燈具組成自組織網絡型型的無線通信網絡，用于與燈具進行通信。 以及主控制器，通過有線通信方式與分控制器相連接，用于與分控制器進行通信。
[0037] S卩，在該室內照明系統(tǒng)中，在分控制器與燈具之間通過自組織網絡型型的無線通 信網絡進行通信，在主控制器和分控制器之間通過有線方式進行通信。通常情況下，主控 制器與分控制器分布在不同的室內空間中，由于每個室內空間都至少有一個電力線或者以 太網線等有線通信方式的通信通道，因此，可以方便的利用有線通信方式將主控制器與分 控制器連接起來，僅利用現(xiàn)有的空間布線方案即可實現(xiàn)主控制器與分控制器之間的有線通 信。分控制器與燈具處于同一個室內空間，由于沒有墻體的阻隔，可以很好的利用無線通信 方式在分控制器與燈具之間建立連接，并且不需要在室內進行復雜的布線。
[0038] 有線網絡，可以采用電力線，也可以通過以太網線。構成系統(tǒng)的主干，用于建立主 控制器和各個分控制器之間的連接。在整體全局控制模式下，主控制器將調光控制數據通 過有線網絡發(fā)送到各個分控制器。在整體控制某個子系統(tǒng)的模式下，主控制器找到該子系 統(tǒng)分控制器的網路地址，并將調光控制數據通過有線網絡發(fā)送到這個分控制器。在單獨控 制某個燈的模式下，主控制器找到該燈的網絡地址，并將調光控制數據通過有線網絡發(fā)送 到這個分控制器，然后由分控制器通過無線網絡發(fā)送到燈具。
[0039] 在每一個單獨的房間內，分控制器和該房間內的燈具及傳感器構成一個無線局域 網。分控制器是該無線局域網同外部有線網絡的接入點，進行有線和無線之間的協(xié)議轉換， 優(yōu)選地無線通信方式為ZigBee。需要說明的是，由于6L〇WPAN模塊和ZigBee模塊均是基于 IEEE802. 15. 4協(xié)議的模塊，因此本實用新型實施例中的ZigBee模塊還可以用6L〇WPAN模塊 替換，即下述實施例中的ZigBee模塊的功能可以通過6L 〇WPAN模塊實現(xiàn)，不再一一贅述。
[0040] 上述實施例中，利用有線通信方式組建有線網絡，利用無線通信方式組建無線網 絡，通過有線網絡和無線網絡共同建立室內照明控制系統(tǒng)，能夠在具有布線的空間內進行 有線通信，在不方便布線但是沒有墻體阻隔的空間內使用無線通信方式對燈具進行控制， 從而避免單一組網形式導致的控制不穩(wěn)定的問題，進而達到了提高通信穩(wěn)定性的效果。
[0041] 優(yōu)選地，為了在較大的空間內建立穩(wěn)定的無線網絡，在通過無線通信方式組建的 無線網絡中，可以設置有路由設備，能夠起到中繼的作用，使得距離分控器較遠的燈具可以 通過路由設備接入到無線網絡中。路由設備可以利用房間中已經設置有的燈具?；蛘邆鞲?器等，傳感器可以是煙霧傳感器等。利用室內空間通常都具有的設備作為路由設備，不僅能 夠達到中繼的作用，還能夠節(jié)約空間。
[0042] 在組建有線網絡時，可以利用室內空間通常都有布線的電力線或者以太網線等有 線通信方式進行組網；在組建無線網絡時，可以使用自組織網絡型型的無線通信方式進行 組網，優(yōu)選為ZigBee通信方式。以下結合圖2和圖3對對本實用新型實施例中的通過電力 線進行有線通信的分控制器和主控制器的結構進行說明。
[0043] 圖2所不的分控制器包括第一電力載波模塊、第一 ZigBee模塊和第一處理器。其 中，第一電力載波模塊通過電力線與主控制器相連接，用于接收來自主控制器的控制信號， 并將控制信號發(fā)送至第一處理器。第一處理器連接在電力載波模塊和第一 ZigBee模塊之 間，用于解析控制信號，并將解析后的控制信號發(fā)送至第一 ZigBee模塊。第一 ZigBee模塊 與第一處理器相連接，用于將解析后的控制信號發(fā)送至燈具。
[0044] 分控制器中的第一電力載波模塊與電源相連接，通過220V交流電為分控制器供 電。第一電力載波模塊通過電力線接收來自主控制器的控制信號，并將控制信號發(fā)送給第 一處理器，第一處理器從控制信號中解調控制數據、提取控制數據，按照提取的控制數據確 定需要進行控制的燈具地址，對目標燈具的具體的操作命令，以及應達到的燈光的特征參 數等。在得到這些具體的數據之后，第一 ZigBee模塊可以通過ZigBee天線將解析后的控 制信號發(fā)送至相應的燈具，以對相應的燈具進行控制。
[0045] 另外，第一 ZigBee模塊與第一處理器相連接，還用于接收來自燈具的反饋信號。 第一處理器連接在電力載波模塊和第一 ZigBee模塊之間，還用于解析反饋信號，并將解析 后的反饋信號發(fā)送至電力載波模塊。以及第一電力載波模塊通過電力線與主控制器相連 接，還用于將解析后的反饋信號發(fā)送至主控制器。
[0046] 第一 ZigBee模塊可以接收來自燈具的反饋信號，例如，接收燈具的地址信息，燈 具的運行狀態(tài)信息等。第一 ZigBee模塊還可以接收來自其他通信節(jié)點的反饋信號，例如， 無線通信網絡中的路由信息等。第一處理器將經由第一 ZigBee模塊接收的反饋信號解調 并提取反饋信號中攜帶的反饋數據，并通過第一電力載波模塊將反饋數據發(fā)送給主控制 器。
[0047] 進一步地，室內照明控制系統(tǒng)還包括：終端設備，與主控制器連接，用于向主控制 器發(fā)出對燈具進行控制的控制信號。
[0048] 終端設備可以是手機、PC終端或者是普通的遙控器。通過終端設備可以為主控制 器提供一個圖像操作界面，并實現(xiàn)以下功能：
[0049] 可設定整個室內照明控制系統(tǒng)的控制參數，如設定開燈的時間、亮度，或者整體控 制該室內照明控制系統(tǒng)中的所有燈具；
[0050] 可設定某個單獨房間內燈具的控制參數，或者整體控制該房間內的組網中的所有 的燈具；
[0051] 可設定某個單燈具的控制參數，或者單獨控制某一個燈；
[0052] 可以實時查看各級系統(tǒng)和各個燈具的運行狀態(tài)，如開關狀態(tài)、亮度、色溫等；
[0053] 可實時查看室內照明控制系統(tǒng)內的傳感器的讀數。圖3是根據本實用新型實施例 的一種主控制器的示意圖，如圖所示，該主控制器包括第二電力載波模塊，第一以太網模塊 和/或第一無線通信模塊，第二處理器，其中，第一無線通信模塊通過無線信號與終端設備 相連接，用于接收來自終端設備的第一控制信號。第一以太網模塊通過以太網線與終端設 備相連接，用于接收來自終端設備的第二控制信號。第二處理器與無線通信模塊相連接，用 于解析第一控制信號和/或第二控制信號，并將解析得到的控制信號發(fā)送至第二電力載波 模塊。以及第二電力載波模塊通過電力線與分控制器相連接，用于向分控制器發(fā)送解析后 的控制信號。
[0054] 主控制器包括第一以太網模塊和第一無線通信模塊中的至少任意一種。第一以太 網模塊可以通過以太網線與具有以太網網口的PC等終端設備相連接，接收來自終端設備 的第一控制信號，第一無線通信模塊可以是wifi或者藍牙，與手機、平板電腦等終端設備相 連接，還可以是紅外或者2. 4G射頻，與遙控器等中終端設備相連接，第一無線通信模塊具 有射頻天線，能夠通過射頻天線與終端設備相連接。第一以太網模塊可以直接同PC終端相 連接，也可以通過無線路由器與PC終端相連接。
[0055] 在接收到終端設備的控制信號之后，第二處理器對接收到的控制信號進行解析， 并對燈具進行控制的指令以及燈具或者傳感器的地址進行打包，并將打包后的數據發(fā)送給 第二電力載波模塊，并通過電力線發(fā)送給分控制器。
[0056] 另外，第二電力載波模塊與分控器相連接，用于接收來自分控器的狀態(tài)數據。第二 處理器與第二電力載波模塊相連接，用于解析狀態(tài)數據，并將解析得到的狀態(tài)數據發(fā)送至 第一無線通信模塊和/或第一以太網模塊。第一無線通信模塊與第二處理器相連接，用于 通過無線信號向終端設備發(fā)送解析得到的狀態(tài)數據，和/或第一以太網模塊與第二處理器 相連接，用于通過以太網線向終端設備發(fā)送解析得到的狀態(tài)數據。
[0057] 第二電力載波模塊可以通過電力線與分控器相連接，能夠接收來自分控器的狀態(tài) 數據，并將來自分控器的狀態(tài)發(fā)送給第二處理器。其中，狀態(tài)數據可以燈具或者傳感器是否 處于照明控制系統(tǒng)的網絡中，以及燈具或者傳感器的地址等，第二處理器解析狀態(tài)數據。在 解析狀態(tài)數據之后，第二處理器將解析后的數據發(fā)送給第一以太網模塊和/或無線通信模 塊，即，當主控制器僅具有第一以太網模塊時，第二處理器將解析后的數據發(fā)送給第一以太 網模塊，通過以太網線將解析后的數據發(fā)生給終端設備；當主控制器僅具有第一無線通信 模塊時，第二處理器將解析后的數據發(fā)送給第一無線通信模塊，通過無線信號將解析后的 數據發(fā)送給終端設備，同理，當主控制器同時具有第一以太網模塊和第一無線通信模塊時， 將解析后的數據發(fā)給第一以太網模塊和第一無線通信模塊。
[0058] 以下結合圖4和圖5分別對本實用新型實施例中的通過以太網線進行有線通信的 分控制器和主控制器的結構進行說明。
[0059] 圖4所示的室內照明控制系統(tǒng)中的分控制器包括第二以太網模塊、第二ZigBee模 塊和第三處理器。其中，第二以太網模塊通過以太網線與主控制器相連接，用于接收來自主 控制器的控制信號，并將控制信號發(fā)送至第三處理器。第三處理器連接在第二以太網模塊 和第二ZigBee模塊之間，用于解析控制信號，并將解析后的控制信號發(fā)送至第二ZigBee模 塊。第二ZigBee模塊與第三處理器相連接，用于將解析后的控制信號發(fā)送至燈具。
[0060] 分控制器中的第二以太網模塊與第三處理器的一端相連接，第三處理器的另外一 端與第二ZigBee模塊相連接，并且，第二以太網模塊、第三處理器和第二ZigBee模塊均與 電源相連接，電源為分控制器供電。第二以太網模塊通過以太網線接收來自主控制器的控 制信號，并將控制信號發(fā)送給第三處理器，第三處理器從控制信號中解調控制數據、提取控 制數據，按照提取的控制數據確定需要進行控制的燈具地址，對目標燈具的具體的操作命 令，以及應達到的燈光的特征參數等。在得到這些具體的數據之后，第二ZigBee模塊可以 通過ZigBee天線將解析后的控制信號發(fā)送至相應的燈具，以對相應的燈具進行控制。
[0061] 另外，第二ZigBee模塊與第三處理器相連接，還用于接收來自燈具的反饋信號。 第三處理器連接在第二以太網模塊和第二ZigBee模塊之間，還用于解析反饋信號，并將解 析后的反饋信號發(fā)送至第二以太網模塊。以及第二以太網模塊通過電力線與主控制器相連 接，還用于將解析后的反饋信號發(fā)送至主控制器。
[0062] 第二ZigBee模塊可以接收來自燈具的反饋信號，例如，接收燈具的地址信息，燈 具的運行狀態(tài)信息等。第二ZigBee模塊還可以接收來自其他通信節(jié)點的反饋信號，例如， 無線通信網絡中的路由信息等。第三處理器將經由第二ZigBee模塊接收的反饋信號解調 并提取反饋信號中攜帶的反饋數據，并通過第二以太網模塊將反饋數據發(fā)送給主控制器。
[0063] 進一步地，室內照明控制系統(tǒng)還包括終端設備，與主控制器連接，用于向主控制器 發(fā)出對燈具進行控制的控制信號，圖5所示的主控制器包括第三以太網模塊、第二無線通 信模塊和第四處理器，第二無線通信模塊通過無線信號與終端設備相連接，用于接收來自 終端設備的第一控制信號。第三以太網模塊通過以太網線與終端設備相連接，用于接收來 自終端設備的第二控制信號。第四處理器與第二無線通信模塊相連接，用于解析第一控制 信號和/或第二控制信號，并將解析得到的控制信號發(fā)送至第三以太網模塊，其中，第三以 太網模塊還通過以太網線與分控制器相連接，用于向分控制器發(fā)送解析后的控制信號。
[0064] 主控制器包括第三以太網模塊、第四處理器與第二無線通信模塊。第三以太網 模塊可以通過以太網線與具有以太網網口的PC等終端設備相連接，接收來自終端設備的 第一控制信號，第二無線通信模塊可以是Wifi或者藍牙，與手機、平板電腦等終端設備相連 接，還可以是紅外或者2. 4G射頻，與遙控器等中終端設備相連接，第二無線通信模塊具有 射頻天線，通過射頻天線連接終端設備。第三以太網模塊可以直接同PC終端相連接，也可 以通過無線路由器與PC終端相連接。
[0065] 在接收到終端設備的控制信號之后，第四處理器對接收到的控制信號進行解析， 并對燈具進行控制的指令以及燈具或者傳感器的地址進行打包，并將打包后的數據發(fā)送給 第三以太網模塊，并通過以太網線發(fā)送給分控制器。即第三以太網模塊既可以通過以太網 線與分控制器進行連接，還可以通過以太網線與終端設備相連接。
[0066] 另外，第三以太網模塊與分控器相連接，用于接收來自分控器的狀態(tài)數據。第四處 理器與第三以太網模塊相連接，用于解析狀態(tài)數據，并將解析得到的狀態(tài)數據發(fā)送至無線 通信模塊和/或以太網模塊。第二無線通信模塊與第四處理器相連接，用于通過無線信號 向終端設備發(fā)送解析得到的狀態(tài)數據，其中，第三以太網模塊與第四處理器相連接，還用于 通過以太網線向終端設備發(fā)送解析得到的狀態(tài)數據。
[0067] 第三以太網模塊可以通過以太網線與分控器相連接，能夠接收來自分控器的狀態(tài) 數據，并將來自分控器的狀態(tài)發(fā)送給第四處理器。其中，狀態(tài)數據可以是燈具或者傳感器是 否處于照明控制系統(tǒng)的網絡中，以及燈具或者傳感器的地址等，第四處理器解析狀態(tài)數據。 在解析狀態(tài)數據之后，第四處理器將解析后的數據發(fā)送給第三以太網模塊即，第三以太網 模塊可以接收來自中終端設備的控制信號，還可以向終端設備發(fā)送狀態(tài)數據，同時，第三以 太網模塊還可以與分控制器相連接，向分控制器發(fā)送控制命令，或者接收來自分控制器的 狀態(tài)數據。
[0068] 為了便于控制該室內照明控制系統(tǒng)內的燈具，該系統(tǒng)中的燈具包括燈具ZigBee 模塊、燈具處理器、驅動器和LED芯片，其中，燈具ZigBee模塊與分控制器通過ZigBee相連 接，用于接收來自分控制器的控制信號。燈具處理器與燈具ZigBee模塊相連接，用于將控 制信號轉換為驅動信號，并將驅動信號發(fā)送至驅動器。以及驅動器與燈具處理器相連接，用 于接收驅動信號，并驅動LED芯片，其中，LED芯片與驅動器相連接。
[0069] 如圖6所示，電源為燈具ZigBee模塊、燈具處理器、驅動器和LED芯片供電。燈具 具有亮度調節(jié)功能，本實用新型實施例中的室內照明控制系統(tǒng)中的燈具可以選配具有調色 溫或者調色功能的燈具。LED芯片可以有一種、或一種以上不同顏色、或不同色溫等。燈具 ZigBee模塊接收分控制器發(fā)送的控制信號，解調后提取調光指令，并將調光指令發(fā)送給燈 具處理器。燈具處理器將調光指令轉換成驅動信號，用于控制驅動器生成相應的電流或者 電壓以驅動LED芯片調節(jié)亮度、顏色和色溫等。燈具的形式任意，可以是室內常用的筒燈、 管燈、面板燈、球泡燈等。
[0070] 上述實施例中的傳感器可以如圖7所示，傳感器的結構與燈具類似，包括ZigBee 通信模塊、處理器和傳感結構，以及為這些模塊供電的電源模塊。處理器具有模數轉換 (ADC)功能，傳感結構采集傳感信號后發(fā)送處理器，處理器將進行通信協(xié)議處理并對傳感器 采集的信號調制后以射頻信號的形式發(fā)射出去。傳感器可以作為路由器，在無線網絡中起 中繼作用。
[0071] 以下結合圖8對本實用新型實施例的室內照明控制系統(tǒng)的控制方法進行說明，如 圖所示，該室內照明控制系統(tǒng)的控制步驟如下：
[0072] 步驟S801，用戶通過終端設備應用程序的操作界面設定某個、或某組、或全部燈具 應執(zhí)行的命令、及應達到的燈光的特征參數，比如發(fā)出某種色溫的白光、發(fā)出某種顏色的彩 色光、調節(jié)光的亮度、或實現(xiàn)某種動態(tài)的光效。
[0073] 步驟S802,終端設備應用程序根據目標燈具的地址由子地址表反向查找得到目標 燈具所在的分控制器地址。
[0074] 步驟S803,終端設備應用程序將相應的燈光的特征參數（如亮度的百分比或灰 度、顏色的色坐標、或對應于某個顏色的索引號）、命令、及地址封裝成TCP/IP格式的數據 包并發(fā)送至主控制器。數據包的格式如圖9所示。
[0075] 〈命令〉字段可以是開燈、關燈、調節(jié)亮度、調節(jié)色溫、調節(jié)顏色等操作命令。
[0076] 〈地址段〉字段包含兩個字段，分別是〈分控地址段〉及〈節(jié)點地址段〉。其中分 控地址段指燈具所在的無線網絡中的分控制器在整個室內照明控制系統(tǒng)中的地址；節(jié)點地 址段指的是燈具在所在的無線網絡中的地址。
[0077]〈數據段〉字段包含〈數據長度〉及〈數據〉字段。數據長度字段表示數據的長 度，可以為0。數據則為燈光的特征參數（如亮度的百分比或灰度、顏色的色坐標、或對應于 某個顏色的索引號等），也可以為空。
[0078] 步驟S804,主控制器的處理器通過以太網或WIFI基于TCP/IP協(xié)議接收終端設備 發(fā)送來的數據包。
[0079] 步驟S805,主控制器解析網絡數據包，得到燈具應執(zhí)行的命令，設定的燈光特征參 數、目標燈具所在的分控制器地址，以及目標燈具地址。即，主控制器的處理器對收到的數 據包進行分解，確定對目標燈具的具體操作命令、目標燈具所在網絡的分控制器的地址、目 標燈具本身的地址，以及應達到的燈光的特征參數。
[0080] 步驟S806,主控制器的處理器根據解析出的調光命令的類型執(zhí)行操作流程（例 如，廣播、組播和點播）。
[0081] 步驟S807,如果對全部的燈具按照相同的燈光特征參數執(zhí)行相同的命令，那么采 用廣播命令，在廣播之后，執(zhí)行步驟S808。
[0082] 步驟S808,主控制器的處理器遍歷總地址表，通過PLC或者以太網依次向地址表 中的各個分控制器地址發(fā)送數據包。
[0083] 步驟S809,如果對某些分控制器管理的燈具按照相同的燈光特征參數執(zhí)行相同的 命令，那么采用組播命令流程，然后執(zhí)行步驟S810。
[0084] 步驟S810,主控制器的處理器遍歷總地址表，找到組播控制的分控制器地址，并通 過PLC或者以太網依次向分控制器地址發(fā)送數據包。
[0085] 步驟S811，如果讓某個特定的燈具執(zhí)行命令以達到某種燈光特征參數，那么采用 點播命令流程，然后執(zhí)行步驟S812。
[0086] 步驟S812,主控制器的處理器向目標燈具所在的分控制器地址通過PLC或以太網 發(fā)送數據包。
[0087] 上述的主控制器重新整合數據包，并將數據包通過PLC或以太網發(fā)送至目標燈具 所在網絡的分控制器。重新整合的數據包的格式如圖10所示，其中，地址段中不包含分控 制器地址段。
[0088] 步驟S813,分控制器通過PLC或以太網接收到主控制器發(fā)送來的數據包并解析， 根據命令類型執(zhí)行相應流程。分控制器對接收到的數據包進行解析，確定對目標燈具的具 體操作命令、燈具本身的地址及應達到的燈光的特征參數。
[0089] 分控制器重新整合數據包，并將數據包通過ZigBee發(fā)送至目標燈具。重新整合的 數據包的格式如圖11所示。
[0090] 步驟S814,廣播命令流程，并執(zhí)行步驟S815。
[0091] 步驟S815,分控制的處理器向其組網內所有的節(jié)點通過ZigBee發(fā)送數據包。
[0092] 步驟S816,點播命令流程，并執(zhí)行步驟S817。
[0093] 步驟S817,分控制器的處理器向其組網內目標燈具的地址通過ZigBee發(fā)送數據 包。
[0094] 步驟S818,對應節(jié)點通過ZigBee接收到數據包，并根據相應命令和數據執(zhí)行相應 操作。目標燈具通過ZigBee接收到分控制器發(fā)送來的數據包。目標燈具的處理器解析數 據包，確定具體操作命令和操作數據，并執(zhí)行相應操作。
[0095] 實現(xiàn)以上所述的混合組網照明控制方案的網絡拓撲結構如圖12所示。其中，路由 設備A和路由設備B可以是燈具或者傳感器，優(yōu)選位于分控制器同房間內的距離最遠的點 之間連線的中間位置。在圖12中，照明節(jié)點1所在的位置距離該房間中的分控制器太遠， 無法直接連接到分控制器，因而無法直接加入無線網絡。在分控制器和照明節(jié)點1的中間 設置路由設備A后，照明節(jié)點1可以先連接至路由設備A，路由設備A再連接至分控制器，從 而實現(xiàn)照明節(jié)點1的入網。
[0096] 以上步驟中，分控制器的處理器維護了其所在的無線局域網中所有燈具和傳感器 的地址表，分控制器會定時將其維護的地址表及分控制器本身的地址上報給主控制器。主 控制器的處理器維護了整個網絡中的地址表，包括分控制器的地址和各個燈具、傳感器的 地址。主控制器會定時向終端設備上報其維護的地址表。因此在終端設備上可以很容易的 操作整個網絡中的具體某一設備或查看某一設備狀態(tài)信息。分控制器地址表如圖13所示。
[0097] 在主控制器的處理器中維護了整個網絡的地址表，地址表的數據結構如圖14所 示。這是一個二維表項。地址表中的總表由整個網絡中所有分控制器的地址組成，每個分 控制器的地址又指向該分控制器所維護的無線網絡地址表，這個地址表稱為子表。整個地 址表由一個總表和若干的子表組成。
[0098] 主控制器的處理器主要負責以下任務處理。在硬件上需要驅動PLC模塊及以太網 卡。負責維護整個網絡地址表，保存在存儲設備中，并定時更新上報。含有一個TCP/IP協(xié)議 棧，可以將應用數據包通過TCP/IP協(xié)議棧封裝成網絡數據包，通過網卡發(fā)送出去；可以接 收來自網卡網絡數據包，通過TCP/IP協(xié)議棧解析網絡數據包，得到相應的應用數據包。負 責PLC數據包與網絡數據包之間的轉換。
[0099] PLC數據包到網絡數據包的轉換方法如下。主控制器的處理器收到一個來自PLC 模塊的硬件通知信號，通知處理器接收PLC數據包。處理器進入相應的接收服務，接收完成 后將數據包通過TCP/IP協(xié)議棧的相應方法加上網絡源地址和網絡目標地址，轉換成網絡 數據包。
[0100] 網絡數據包到PLC數據包的轉換方法如下。主控制器的處理器內的TCP/IP協(xié)議 棧包含相應接收數據包的通知機制，當網卡接收到網絡數據包并經過協(xié)議棧處理后，會發(fā) 送相應的軟件通知。處理器收到通知后執(zhí)行相應的接收服務，接收完數據包后執(zhí)行相應的 解析服務，確定該數據包中包含的命令字段、地址字段及數據字段；根據地址字段中的內容 可以確定此數據包待發(fā)送的分控制器地址。處理器提取出分控制器地址后將解析后的數據 包重新整合，重新整合后的數據包就是PLC數據包。
[0101] 分控制器的處理器主要負責以下任務處理。
[0102] 在硬件上需要驅動PLC模塊及ZigBee模塊。
[0103] 負責維護其所在無線網絡的地址表，保存在存儲設備中，并定時更新及上報至主 控制器的處理器。
[0104] 負責PLC數據包到ZigBee數據包之間的轉換。
[0105] PLC數據包到ZigBee數據包的轉換方法如下。分控制器的處理器收到一個來自 PLC模塊的硬件通知信號，通知處理器接收PLC數據包。處理器進入相應的接收服務，接收 完成后執(zhí)行相應的解析服務，確定該數據包中包含的命令字段、地址字段及數據字段，根據 地址字段中的內容可以確定此數據包待發(fā)送到的目標燈具。處理器提取出目標燈具地址 后，將解析的數據包重新整合，并轉交于ZigBee模塊。
[0106] ZigBee數據包到PLC數據包的轉換方法如下。分控制器的處理器收到一個軟件通 知，通知處理器接收相應的ZigBee數據包。處理器進入相應的接收服務，接收完成后執(zhí)行 相應解析服務，確定該數據包內的命令內容，根據相應的命令內容，處理器對接收到的數據 包執(zhí)行相應的整合（如添加地址段或添加相應數據），整合成的數據包即為PLC數據包。
[0107] 混合組網照明控制系統(tǒng)運行中，從用戶輸入到調光控制燈具的操作流程圖如圖15 所示。用戶通過終端設備輸入控制信息，通過TCP/IP網絡數據包將用戶輸入的控制信息發(fā) 送給主控制器，主控器通過電力載波發(fā)送PLC數據包，分控制器通過ZigBee將ZigBee數據 包發(fā)送給燈具，從而進行調光控制。其中，燈具將應答信號通過ZigBee發(fā)送給分控制器，其 中，分控制器通過電力載波向主控制器發(fā)送應答信號，而主控制器通過TCP/IP將應答信號 發(fā)送給終端設備。
[0108] 混合組網照明控制系統(tǒng)維護系統(tǒng)中各級地址表如圖16所示。
[0109] 分控制器負責維護其所在無線局域網的地址表。分控制器的處理器會周期性發(fā) 送心跳數據包至各個燈具或傳感器，確定燈具或傳感器在無線網絡中的狀態(tài)是在線或是離 線、以及確定燈具或傳感器的工作狀態(tài)。在線的燈具或傳感器收到分控制器發(fā)送來的心跳 包后，會向分控制器回發(fā)自己的地址和狀態(tài)信息。
[0110] 主控制器負責維護整個網絡的地址表。主控制器的處理器會周期性發(fā)送心跳數據 包至各個分控制器，確定分控制器及分控制器所在的無線局域網是否在線。分控制器收到 主控制器發(fā)送來的心跳包后，會向主控制器回發(fā)自己的地址、及其維護的無線網絡的地址 表。
[0111] 當用戶啟動終端設備上的應用程序時，應用程序需要和主控制器進行數據同步， 從而使終端設備可以實時獲悉當前網絡中的各個分控制器、燈具和傳感器是否在線及起工 作狀態(tài)。終端設備的應用程序會周期性發(fā)送心跳數據包至主控制器。主控制器收到心跳數 據包后，向終端設備回發(fā)送總地址表。總地址表包括所有在線的分控制器地址表，及其各自 維護的無線網絡子地址表。
[0112] 本實用新型實施例還提供了一種室內智能控制系統(tǒng)。該室內智能控制系統(tǒng)包括：
[0113] 分控制器，通過無線通信方式與智能家居設備組成自組織網絡型的無線通信網 絡，用于與智能家居設備進行通信；以及主控制器，通過有線通信方式與分控制器相連接， 用于與分控制器進行通信。
[0114] 進一步地，室內智能控制系統(tǒng)還包括：傳感器，設置在自組織網絡型的無線通信網 絡中，用于對智能家居設備進行控制和/或通過無線通信網絡連接智能家居設備與分控制 器。
[0115] 本實用新型上述實施例，不僅限于室內照明系統(tǒng)，本領域技術人員應當可以了解 至IJ，本網絡系統(tǒng)的照明裝置節(jié)點同樣能夠替換為智能家居設備（如：智能網絡電視，智能冰 箱，智能空調等智能家電產品）和/或傳感裝置（如：聲控傳感器，紅外線傳感器，聲波傳感 器，光敏傳感器等）和/或互聯(lián)網服務器等，也用于室內智能網絡架設，以形成室內智能控 制系統(tǒng)，因此依據上述實用新型構思所進行的任何在本領域技術人員無需創(chuàng)造性勞動即可 實現(xiàn)的顯而易見的替換實施方式皆在本實用新型權利要求范圍之內。
[0116] 以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種室內照明控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 分控制器，通過無線通信方式與燈具組成自組織網絡型的無線通信網絡，用于與所述 燈具進行通信；以及 主控制器，通過有線方式與所述分控制器相連接，用于與所述分控制器進行通信。
2. 根據權利要求1所述的室內照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分控制器包括第一電 力載波模塊、第一 Zigbee模塊和第一處理器，其中， 所述第一電力載波模塊通過電力線與所述主控制器相連接； 所述第一處理器連接在所述電力載波模塊和所述第一 Zigbee模塊之間；以及 所述第一 Zigbee模塊與所述第一處理器相連接。
3. 根據權利要求1或2所述的室內照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器包括第二 電力載波模塊，第一以太網模塊和第一無線通信模塊中的至少之一，以及第二處理器， 所述第一無線通信模塊通過無線信號與終端設備相連接； 所述第一以太網模塊通過以太網線與所述終端設備相連接； 所述第二處理器與所述第一無線通信模塊相連接；以及 所述第二電力載波模塊通過電力線與所述分控制器相連接。
4. 根據權利要求1所述的室內照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分控制器包括第二以 太網模塊、第二Zigbee模塊和第三處理器，其中， 所述第二以太網模塊通過以太網線與所述主控制器相連接； 所述第三處理器連接在所述第二以太網模塊和所述第二ZigBee模塊之間；以及 所述第二ZigBee模塊與所述第三處理器相連接。
5. 根據權利要求1所述的室內照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述室內照明控制系統(tǒng)還 包括終端設備，與所述主控制器連接，所述主控制器包括第三以太網模塊、第二無線通信模 塊和第四處理器， 所述第二無線通信模塊通過無線信號與所述終端設備相連接； 所述第三以太網模塊通過以太網線與所述終端設備相連接；以及 所述第四處理器與所述第二無線通信模塊相連接。
6. 根據權利要求1所述的室內照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燈具包括燈具Zigbee 模塊、燈具處理器、驅動器和LED芯片，其中， 所述燈具Zigbee模塊與所述分控制器通過Zigbee相連接； 所述燈具處理器與所述燈具Zigbee模塊相連接；以及 所述驅動器與所述燈具處理器相連接，其中，所述LED芯片與所述驅動器相連接。
7. 根據權利要求1所述的室內照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述室內照明控制系統(tǒng)還 包括： 路由設備，設置在所述自組織網絡型的無線通信網絡中，用于在所述分控制器與所述 燈具之間進行中繼。
8. 根據權利要求2或者權利要求4至7中任一項所述的室內照明控制系統(tǒng)，其特征在 于， 用6L〇WPAN模塊替換采用ZigBee協(xié)議的模塊。
9. 一種室內智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 分控制器，通過無線通信方式與智能家居設備組成自組織網絡型的無線通信網絡，用 于與所述智能家居設備進行通信；以及 主控制器，通過有線通信方式與所述分控制器相連接，用于與所述分控制器進行通信。
10.根據權利要求9所述的室內智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述室內智能控制系統(tǒng)還 包括： 傳感器，設置在所述自組織網絡型的無線通信網絡中，用于對所述智能家居設備進行 控制和/或通過所述無線通信網絡連接所述智能家居設備與所述分控制器。
【文檔編號】H04W84/18GK203896554SQ201420263707
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權日:2014年5月21日
【發(fā)明者】董建飛, 李順, 高強, 吳俊杰, 朱明星, 張國旗 申請人:常州市武進區(qū)半導體照明應用技術研究院