專利名稱：基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)及其控制方法，屬于照明控制 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自從有了電燈以來，人類社會活動變得豐富多彩；一些大型商場、酒店、會議廳等 公共場所都需要照明系統(tǒng)。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)由電線、開關(guān)、配線箱等硬件構(gòu)成，組建復(fù)雜，功 能單一；傳統(tǒng)照明系統(tǒng)功能只是實現(xiàn)簡單的開關(guān)控制，每個照明節(jié)點需要人工監(jiān)視，整個系 統(tǒng)的維護需要人工多，效率較低，管理維護成本高；傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)建成后，系統(tǒng)擴展性較 差，無法加設(shè)擴展功能。隨著要求控制區(qū)域面積的增大，整個照明系統(tǒng)的成本增加較大。因此，設(shè)計一種新型的智能照明系統(tǒng)，將是一項具有經(jīng)濟效益和社會效應(yīng)的技術(shù) 課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于雙向通訊的智能照明管 理系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，特點是包括調(diào)光板和主控制板，在燈具上安 裝有用于偵測燈具狀態(tài)和環(huán)境情況的傳感器，所述燈具連接調(diào)光板，所述傳感器與調(diào)光板 信號相連，所述調(diào)光板接入主控制板，所述主控制板連接本地計算機。進一步地，上述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其中，所述燈具通過控制線 與調(diào)光板相連，采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)進行調(diào)光控制；所述傳感器通過控制信號OR RS485與調(diào)光板相連，采用全雙工模式發(fā)送；所述調(diào)光板通過RS485與主控制板相連，采用全雙工模式進行數(shù)據(jù)交換；所述主控制板通過RS485與本地計算機相連，采用全雙工模式進行數(shù)據(jù)交換。更進一步地，上述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其中，所述調(diào)光板包含中 央控制單元、燈具驅(qū)動模塊和偵測模塊，中央控制單元設(shè)置兩條通訊通道，中央控制單元通 過其中一條通訊通道上的RS485接口與上一級調(diào)光板通訊連接，中央控制單元通過另一條 通訊通道上的RS485接口與下一級調(diào)光板通訊連接；燈具驅(qū)動模塊和偵測模塊均與中央控 制單元相連，電源經(jīng)電功率偵測器接入中央控制單元。更進一步地，上述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其中，所述主控制板包含 中央控制單元、按鍵模塊和顯示模塊，中央控制單元設(shè)置兩條通訊通道，中央控制單元通過 其中一條通訊通道上的RS485接口與本地計算機通訊連接，中央控制單元通過另一條通訊 通道上的RS485接口與調(diào)光板通訊連接；按鍵模塊和顯示模塊均與中央控制單元相連，電 源接入中央控制單元。再進一步地，上述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其中，所述本地電腦通過hternet互連網(wǎng)與遠(yuǎn)程計算機相連。燈具上安裝有用于偵測溫度、亮度、光線色溫、震動、聲 響、燈具使用時間、燈具消耗功率和故障的傳感器。本發(fā)明基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)的控制方法，由調(diào)光板向燈具提供電 能，傳感器偵測燈具的狀態(tài)和環(huán)境情況，傳感器的信號送給調(diào)光板，調(diào)光板對傳感器的信號 進行A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換并將數(shù)據(jù)傳送給主控制板，主控制板將調(diào)光板傳送的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)指令進 行比對，比對后發(fā)出調(diào)整指令到調(diào)光板，調(diào)光板根據(jù)主控制板的命令信號向燈具供給不同 大小的電流，使燈具發(fā)出不同光強大小的光、產(chǎn)生不同高低的色溫，主控制板還將調(diào)整指令 訊息回傳給本地計算機，由本地計算機對燈具的狀態(tài)進行后臺顯示，所述主控制板上還設(shè) 置有用于現(xiàn)場用戶端控制的手動接口；構(gòu)成以下控制通道a)與調(diào)光板相連的傳感器偵測燈具的狀態(tài)和環(huán)境情況，轉(zhuǎn)化為信息信號傳送給調(diào) 光板，調(diào)光板將信息信號傳送給主控制板，主控制板將調(diào)光板傳送的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)指令進行 比對，比對后發(fā)出調(diào)整指令到調(diào)光板，調(diào)光板對燈具進行控制，同時主控制板還將調(diào)整指令 信息傳遞給本地計算機；b)本地計算機根據(jù)監(jiān)控得到的信息信號，發(fā)送命令信息信號給主控制板，主控制 板設(shè)備接受到本地計算機發(fā)送的命令信息信號后，將命令信息信號傳遞給調(diào)光板，調(diào)光板 解碼主控制板發(fā)出的命令信息信號，進而對燈具進行控制；c)通過主控制板上現(xiàn)場用戶端控制手動接口輸入控制指令，主控制板將命令信息 信號傳遞給調(diào)光板，調(diào)光板解碼主控制板發(fā)出的命令信息信號，進而對燈具進行控制。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，由計算機替代人工管理監(jiān)控，得出的數(shù)據(jù)正 確性高，可實時監(jiān)測；減免人工觀察判斷，操作流程通暢，作業(yè)效率高，人力消耗低；使用操 作方便，堪稱是具有新穎性、創(chuàng)造性、實用性的好技術(shù)，市場應(yīng)用前景廣闊。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明
圖1 本發(fā)明的架構(gòu)示意圖； 圖2:調(diào)光板的電路原理 圖3 主控制板的電路原理中各附圖標(biāo)記的含義見下表5附圖 標(biāo)記含義附圖 標(biāo)記含義附圖 標(biāo)記含義1遠(yuǎn)程計算機2本地計算機3a主控制板4a第一調(diào)光板5a第一燈具6a第一傳感器7a第二調(diào)光板8a第二燈具9a第二傳感器3b主控制板301中央控制單元302主通訊通道303RS485 接口304副通訊通道305RS485 接口306電功率偵測器307電源308燈具驅(qū)動模塊309偵測模塊401中央控制單元402主通訊通道403RS485 接口404副通訊通道405RS485 接口406電源407按鍵模塊408顯示模塊
具體實施例方式如圖1所示，基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，在第一燈具如上安裝有用于偵 測溫度、亮度、光線色溫、震動、聲響、燈具使用時間、燈具消耗功率和故障的第一傳感器6a， 在第二燈具8a上安裝有用于溫度、亮度、光線色溫、震動、聲響、燈具使用時間、燈具消耗功 率和故障的第二傳感器9a，第一燈具fe連接第一調(diào)光板4a，第二燈具8a連接第二調(diào)光板 7a,第一傳感器6a與第一調(diào)光板如通信連接，第二傳感器9a與第二調(diào)光板7a通信連接， 第一調(diào)光板如接入主控制板3a，第二調(diào)光板7a經(jīng)第一調(diào)光板如與主控制板3a通信，主控 制板3a連接本地計算機2，本地電腦2通過hternet互連網(wǎng)與遠(yuǎn)程計算機1相連。實際應(yīng) 用中該系統(tǒng)可根據(jù)需要擴展，如更多的燈具上安裝有傳感器，燈具和傳感器連接調(diào)光板，調(diào) 光板與主控制板北通信，主控制板北連接本地計算機2，其中，第一燈具fe通過控制線與第一調(diào)光板如相連，第二燈具8a通過控制線與 第二調(diào)光板7a相連，采用PWM進行調(diào)光控制。第一傳感器6a通過控制信號或者RS485與 第一調(diào)光板如相連，第二傳感器9a通過控制信號或者RS485與第二調(diào)光板7a相連，采用 全雙工模式發(fā)送。第一調(diào)光板如和第一調(diào)光板7a通過RS485與主控制板3a相連，采用全 雙工模式進行數(shù)據(jù)交換。主控制板3a通過RS485與本地計算機2相連，采用全雙工模式進 行數(shù)據(jù)交換。如圖2所示，調(diào)光板包含中央控制單元301、燈具驅(qū)動模塊308和偵測模塊309，中 央控制單元304設(shè)置兩條通訊通道(主通訊通道302和副通訊通道304)，中央控制單元301 通過主通訊通道302上的RS485接口 303與上一級調(diào)光板通訊連接，中央控制單元301通 過副通訊通道304上的RS485接口 305與下一級調(diào)光板通訊連接；燈具驅(qū)動模塊308和偵 測模塊309均與中央控制單元301相連，燈具驅(qū)動模塊308控制燈具的工作狀態(tài)，偵測模塊 309與傳感通訊，電源307經(jīng)電功率偵測器306接入中央控制單元301。如圖3所示，主控制板包含中央控制單元401、按鍵模塊407和顯示模塊408，中央控制單元401設(shè)置兩條通訊通道(主通訊通道402和副通訊通道404)，中央控制單元401 通過主通訊通道402上的RS485接口 403與本地計算機通訊連接，中央控制單元401通過 副通訊通道404上的RS485接口 405與調(diào)光板通訊連接；按鍵模塊407和顯示模塊408均 與中央控制單元401相連，電源接406入中央控制單元401。調(diào)光板下端接燈具和傳感器，調(diào)光板上端接入主控制板；調(diào)光板的功能為提供 燈具工作的電流電能，接受下端傳感器的信號，向主控制板接受發(fā)送信號；調(diào)光板供給燈具 電能，根據(jù)命令信號給出不同大小的電流，使燈具發(fā)出不同光強大小的光；傳感器與調(diào)光板 信號相連，根據(jù)客戶需求選用不同類型傳感器，包括人體接近傳感器、聲響感知傳感器、溫 度傳感器、光線色溫傳感器、電燈故障監(jiān)測傳感器等；調(diào)光板上端設(shè)備為主控制板。主控制板下方接入多個調(diào)光板設(shè)備，多個主控制板之間信號線串聯(lián)形成通訊鏈 路；主控制板功能為發(fā)送命令信號給調(diào)光板設(shè)備(包含調(diào)整光強大小、光色溫高低和開啟 關(guān)閉電燈的命令信號)，接受調(diào)光板發(fā)送的信號(包含電燈故障報警信號、電燈發(fā)光強度和 色溫高低、人員接近感知信號、環(huán)境溫度偵測信號、聲響大小感知信號)，與其它主控制板相 連形成通訊鏈路，傳遞其它主控制板發(fā)出的通訊信號，將命令信息接力傳遞給另一個主控 制板，鏈路上的主控制板與本地電腦相連，傳遞本地電腦發(fā)出的命令信號給下一個主控制 板或下方的調(diào)光板，同時將主控制板接受下方調(diào)光板發(fā)出的信息信號或其它主控制板設(shè)備 發(fā)出的信號傳送給本地電腦，主控制板相連成的信號鏈路終端接入本地電腦。本地電腦通過hternet互連網(wǎng)與遠(yuǎn)程電腦相連，本地電腦上裝載照明管理系統(tǒng) 軟件，實現(xiàn)功能有接受主控制板發(fā)送來的信號(包含各地電燈開啟關(guān)閉信息、各地電燈故 障報警信號、各地電燈發(fā)光強度大小色溫高低、各地電燈供電功率大小、各地環(huán)境溫度大小 等信息信號)，與遠(yuǎn)程電腦hternet相連，將本地電腦上的照明管理系統(tǒng)監(jiān)控得到的信息 信號發(fā)送給遠(yuǎn)程電腦，并接受遠(yuǎn)程電腦發(fā)送過來的命令信號信息，通過運行照明管理系統(tǒng) 軟件實現(xiàn)對各地電燈進行命令控制信息信號(電燈的開啟關(guān)閉命令信號、調(diào)節(jié)電燈發(fā)光光 強色溫高低的命令信號、定時開啟關(guān)閉電燈命令信號、強制關(guān)閉電燈信號)，本地電腦上的 管理系統(tǒng)軟件根據(jù)得到的信息信號作數(shù)據(jù)分析并計算(各地電燈的耗電情況、系統(tǒng)電能統(tǒng) 計、各地電燈的發(fā)光情況、各地電燈的故障報警情況、附加的人員環(huán)境情況等等)，將結(jié)果隨 時顯示在屏幕上；遠(yuǎn)程電腦通過互連網(wǎng)可隨時監(jiān)控照明系統(tǒng)的情況，并且可發(fā)布命令給照 明管理系統(tǒng)控制各地電燈。具體在需求應(yīng)用場地架設(shè)系統(tǒng)時，可根據(jù)場地的大小和客戶的需求調(diào)整整個照明 管理系統(tǒng)的組成規(guī)模，調(diào)整主控制板、調(diào)光板、傳感器和電燈的數(shù)量大小；建成后根據(jù)需要 可增減相應(yīng)的電燈數(shù)量，以達(dá)到整個系統(tǒng)的最大利用率和提高性價比。系統(tǒng)的傳遞信號路 徑如下所示1)本地電腦發(fā)布命令信息信號給某個主控制板設(shè)備或多個主控制板設(shè)備，主 控制板設(shè)備接受到本地電腦發(fā)送的命令信息信號后，將命令信號(開啟關(guān)閉電燈信號、調(diào) 節(jié)電燈發(fā)光強度和色溫的信號)傳遞給調(diào)光板，調(diào)光板接受到主控制板發(fā)出的命令信號 后，對下端的電燈進行動作；2)與調(diào)光板相連的傳感器偵測電燈的狀態(tài)和環(huán)境情況(電燈 的反光強度和色溫、環(huán)境溫度、人員接近或發(fā)出的聲響、電燈的工作狀態(tài)消耗電能大小、電 燈故障情況)轉(zhuǎn)化為信息信號，傳送給調(diào)光板，調(diào)光板將傳感器信息信號傳送給上一級主 控制板，主控制板將調(diào)光板的信息信號傳遞給終端主控制板設(shè)備，終端的主控制板將信息 信號傳遞給本地電腦，本地電腦將接受到的信息信號運行照明管理系統(tǒng)；如第一個主控制板是與本地電腦相連的終點主控制板，就直接將信息信號傳遞給本地電腦；幻本地電腦根 據(jù)監(jiān)控得到的信息信號，發(fā)送控制命令信號重復(fù)1)的路徑傳遞命令給調(diào)光板控制電燈；4) 人工直接干預(yù)直接通過調(diào)光板控制電燈，傳感器同時監(jiān)測得到的信息信號重復(fù)幻的路徑； 5)遠(yuǎn)程電腦通過互連網(wǎng)與本地電腦相連通訊接受命令和發(fā)布控制命令，本地電腦作為橋接 點，下一步動作路徑與上述相同。綜上所述，本發(fā)明設(shè)計獨特，基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，由計算機替代人 工管理監(jiān)控，得出的數(shù)據(jù)正確性高，可實時觀測；減免人工觀察判斷，操作流程通暢，作業(yè)效 率高，人力消耗低；使用操作方便，經(jīng)濟效益和社會效應(yīng)非常顯著，為一實用的新設(shè)計，值得 廣泛推廣應(yīng)用。需要強調(diào)的是以上僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上 的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其特征在于包括調(diào)光板和主控制板，在燈具 上安裝有用于偵測燈具狀態(tài)和環(huán)境情況的傳感器，所述燈具連接調(diào)光板，所述傳感器與調(diào) 光板信號相連，所述調(diào)光板接入主控制板，所述主控制板連接本地計算機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其特征在于所述燈具 通過控制線與調(diào)光板相連，采用PWM進行調(diào)光控制；所述傳感器通過控制信號或者RS485與調(diào)光板相連，采用全雙工模式發(fā)送；所述調(diào)光板通過RS485與主控制板相連，采用全雙工模式進行數(shù)據(jù)交換；所述主控制板通過RS485與本地計算機相連，采用全雙工模式進行數(shù)據(jù)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其特征在于所述 調(diào)光板包含中央控制單元、燈具驅(qū)動模塊和偵測模塊，中央控制單元設(shè)置兩條通訊通道，中 央控制單元通過其中一條通訊通道上的RS485接口與上一級調(diào)光板通訊連接，中央控制單 元通過另一條通訊通道上的RS485接口與下一級調(diào)光板通訊連接；燈具驅(qū)動模塊和偵測模 塊均與中央控制單元相連，電源經(jīng)電功率偵測器接入中央控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其特征在于所述 主控制板包含中央控制單元、按鍵模塊和顯示模塊，中央控制單元設(shè)置兩條通訊通道，中央 控制單元通過其中一條通訊通道上的RS485接口與本地計算機通訊連接，中央控制單元通 過另一條通訊通道上的RS485接口與調(diào)光板通訊連接；按鍵模塊和顯示模塊均與中央控制 單元相連，電源接入中央控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其特征在于所述 本地電腦通過hternet互連網(wǎng)與遠(yuǎn)程計算機相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)，其特征在于燈具上安 裝有用于偵測溫度、亮度、光線色溫、震動、聲響、燈具使用時間、燈具消耗功率和故障的傳 感器。
7.權(quán)利要求1所述的基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)的控制方法，其特征在于由 調(diào)光板向燈具提供電能，傳感器偵測燈具的狀態(tài)和環(huán)境情況，傳感器的信號送給調(diào)光板，調(diào) 光板對傳感器的信號進行A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換并將數(shù)據(jù)傳送給主控制板，主控制板將調(diào)光板傳送 的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)指令進行比對，比對后發(fā)出調(diào)整指令到調(diào)光板，調(diào)光板根據(jù)主控制板的命令 信號向燈具供給不同大小的電流，使燈具發(fā)出不同光強大小的光、產(chǎn)生不同高低的色溫，主 控制板還將調(diào)整指令訊息回傳給本地計算機，由本地計算機對燈具的狀態(tài)進行后臺顯示， 所述主控制板上還設(shè)置有用于現(xiàn)場用戶端控制的手動接口；構(gòu)成以下控制通道a)與調(diào)光板相連的傳感器偵測燈具的狀態(tài)和環(huán)境情況，轉(zhuǎn)化為信息信號傳送給調(diào)光 板，調(diào)光板將信息信號傳送給主控制板，主控制板將調(diào)光板傳送的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)指令進行比 對，比對后發(fā)出調(diào)整指令到調(diào)光板，調(diào)光板對燈具進行控制，同時主控制板還將調(diào)整指令信 息傳遞給本地計算機；b)本地計算機根據(jù)監(jiān)控得到的信息信號，發(fā)送命令信息信號給主控制板，主控制板設(shè) 備接受到本地計算機發(fā)送的命令信息信號后，將命令信息信號傳遞給調(diào)光板，調(diào)光板解碼 主控制板發(fā)出的命令信息信號，進而對燈具進行控制；c)通過主控制板上現(xiàn)場用戶端控制手動接口輸入控制指令，主控制板將命令信息信號傳遞給調(diào)光板，調(diào)光板解碼主控制板發(fā)出的命令信息信號，進而對燈具進行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于雙向通訊的智能照明管理系統(tǒng)及其控制方法，在燈具上安裝有用于偵測燈具狀態(tài)和環(huán)境情況的傳感器，燈具連接調(diào)光板，傳感器與調(diào)光板信號相連，調(diào)光板接入主控制板，主控制板連接本地計算機。由調(diào)光板向燈具提供電能，傳感器偵測燈具的狀態(tài)和環(huán)境情況，傳感器的信號送給調(diào)光板，調(diào)光板對傳感器的信號進行A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換并將數(shù)據(jù)傳送給主控制板，主控制板將調(diào)光板傳送的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)指令進行比對，比對后發(fā)出調(diào)整指令到調(diào)光板，調(diào)光板根據(jù)主控制板的命令信號向燈具供給不同大小的電流，使燈具發(fā)出不同光強大小的光、產(chǎn)生不同高低的色溫，主控制板還將調(diào)整指令訊息回傳給本地計算機，由本地計算機對燈具的狀態(tài)進行后臺顯示。
文檔編號H05B37/02GK102056369SQ200910208780
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者劉家翔, 林良安, 蕭與芳, 陳勇 申請人:蘇州久騰光電科技有限公司