專利名稱：城市l(wèi)ed照明智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明控制領(lǐng)域，涉及ー種城市LED照明智能控制系統(tǒng)，適用于城市大型建筑和廣場(chǎng)的景觀照明控制和管理，特別適用于燈具數(shù)量多，控制要求高的場(chǎng)所，具有節(jié)能，功能靈活和易于控制的特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
LED照明是ー種新型的、高效的現(xiàn)代照明技術(shù)，具有壽命長(zhǎng)，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，啟動(dòng)速度快，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，近些年來，LED作為綠色高效的新一代照明光源應(yīng)用越來越廣，LED已在指示燈、交通信號(hào)燈、景觀裝飾燈、顯示屏、汽車尾燈、手機(jī)背光源等領(lǐng)域得到了成熟廣泛的應(yīng)用，隨著材料科學(xué)與半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)歩，LED各方面性能(光輸出量、功率和散熱性能等)迅速提高，并且成本價(jià)格也在逐年降低。與傳統(tǒng)的照明產(chǎn)品相比，例如白熾燈、 熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等，LED燈極大地節(jié)約了電能，而且LED燈具有便于智能控制、色彩豐富的特點(diǎn)，這些都使得它在照明領(lǐng)域有廣闊的市場(chǎng)前景。LED燈光控制系統(tǒng)是城市照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，控制系統(tǒng)的主要作用是智能的實(shí)現(xiàn)燈光的亮度調(diào)節(jié)。首先，控制系統(tǒng)應(yīng)該具有智能性，能夠?qū)艄庑Ч麍D通過對(duì)燈光的控制表現(xiàn)出來；其次，能控制燈光的亮度實(shí)現(xiàn)不同的視覺效果，即調(diào)光。目前，照明面臨的挑戰(zhàn)
I.照明區(qū)域擴(kuò)大，燈具數(shù)量相應(yīng)增加，將照明燈具有效的控制，組成自動(dòng)化的集中控制系統(tǒng)顯得尤為重要；2.效果圖變復(fù)雜，人們對(duì)景觀的設(shè)計(jì)，融合了更多的藝術(shù)性，這需要復(fù)雜的燈光效果來表達(dá)，這樣要求控制系統(tǒng)更加智能，能夠靈活的實(shí)現(xiàn)各種效果。燈光控制系統(tǒng)通信方式主要有專線、電話撥號(hào)、電纜、GSM短消息、GPRS等，每種通信方式都各有優(yōu)點(diǎn)和局限性，其中RS485總線性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組網(wǎng)容易，在數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)中得到越來越多的應(yīng)用，RS485總線允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，増加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線的共模范圍；Ethernet是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)，通信穩(wěn)定、速度快，通過與PC計(jì)算機(jī)連接可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。本發(fā)明結(jié)合RS485和Ethernet兩種通信方式的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了ー種LED照明智能控制系統(tǒng)。將RS485和Ethernet結(jié)合使用，系統(tǒng)組網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制更加方便靈活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種城市LED照明智能控制系統(tǒng)，結(jié)合通信技術(shù)使照明自動(dòng)化、智能化。解決了控制功能単一、控制方案和參數(shù)不可更改的局限性，在滿足對(duì)多燈具集中控制、復(fù)雜燈光效果和靈活控制的同時(shí)，還具有節(jié)能的效果。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案城市LED照明智能控制系統(tǒng)包括服務(wù)器端經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接網(wǎng)橋、網(wǎng)橋(通信轉(zhuǎn)換器)經(jīng)智能控制終端連接LED燈具。其特征在干所述服務(wù)器端接入通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為用戶提供簡(jiǎn)單易操作的界面，使用戶方便靈活的對(duì)燈光進(jìn)行控制；所述網(wǎng)橋即通信轉(zhuǎn)換器用來接收和傳輸用戶控制指令，具有連接和協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能，擴(kuò)充燈光智能控制終端的數(shù)量和信號(hào)傳輸距離；所述智能控制終端與網(wǎng)橋和LED燈具相連接，接收用戶燈光控制指令，并作出相應(yīng)動(dòng)作。所述的服務(wù)器端為用戶提供簡(jiǎn)單易操作的界面，用戶通過此界面向智能控制終端發(fā)出燈光設(shè)置指令(參數(shù)設(shè)置最大最小亮度、漸變時(shí)間、采集頻率等)和控制指令(可以是實(shí)時(shí)控制命令，也可以是定時(shí)執(zhí)行的命令組合)，可以集中設(shè)置和控制所有智能終端，也可通過編號(hào)分別設(shè)置和控制每個(gè)智能終端，達(dá)到需要的多燈具組合效果，井能監(jiān)測(cè)燈具工作狀態(tài)，如以具體數(shù)值或曲線形式顯示燈具工作電流電壓值等。所述的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)，Internet廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。所述的網(wǎng)橋(通信轉(zhuǎn)換器)負(fù)責(zé)服務(wù)器和智能控制終端之間的數(shù)據(jù)透?jìng)?，支持GPRS/GSM、TCP/IP和串ロ通信協(xié)議，每個(gè)網(wǎng)橋都分配ー個(gè)IP地址，通過此地址與服務(wù)器建立連接和通信關(guān)系，包括GPRS/GSM模塊、Ethernet模塊和485通訊模塊，GPRS/GSM模塊通過無線收發(fā)接ロ發(fā)送和接收數(shù)據(jù)！Ethernet模塊通過RJ-45接口和網(wǎng)線連接網(wǎng)絡(luò)路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，接收燈光設(shè)置和控制指令，發(fā)送監(jiān)測(cè)到的燈具工作狀態(tài)信息；485通訊模塊通過 RS485接口和特性阻抗為120 Q的雙絞屏蔽電纜連接智能控制終端，發(fā)送燈光設(shè)置和控制指令，接收監(jiān)測(cè)到的燈具工作狀態(tài)信息。所述的智能控制終端與燈具連接，包括EEPROM存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)単元用于存儲(chǔ)各種燈光效果數(shù)據(jù)，這些燈光效果可以更新、刪除、任意組合和定時(shí)切換。每個(gè)智能控制終端都有唯一的ID編號(hào)，隨時(shí)接收網(wǎng)橋發(fā)出的燈光設(shè)置和控制指令，若是集中控制指令或是與編號(hào)相符的指令，就去響應(yīng)并作出相應(yīng)動(dòng)作，否則就過濾掉。智能控制終端按時(shí)響應(yīng)預(yù)先設(shè)定好的命令組合，當(dāng)有實(shí)時(shí)控制命令到來時(shí)，及時(shí)響應(yīng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)歩調(diào)光智能化、節(jié)能、環(huán)保；控制靈活方便，能夠在線實(shí)現(xiàn)照明方案的調(diào)整，即跑馬燈、跳亮和漸亮漸暗等藝術(shù)效果的任意組合和參數(shù)設(shè)置，不需要重新布線和更改控制程序，只需要通過服務(wù)器端控制界面進(jìn)行更改；可監(jiān)測(cè)燈具的工作狀態(tài)，即采集LED燈具的工作電流和電壓，實(shí)用性強(qiáng)。


圖I是本發(fā)明的城市LED照明智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明城市LED照明智能控制系統(tǒng)中網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明城市LED照明智能控制系統(tǒng)中智能終端與電源和燈具連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。實(shí)施例一
參見圖I :本城市LED景觀燈智能控制系統(tǒng)包括服務(wù)器端(I)經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(2)連接網(wǎng)橋(3)，網(wǎng)橋(通信轉(zhuǎn)換器)(3)經(jīng)智能控制終端(4)連接LED燈具(5)。所述服務(wù)器端
(I)接入通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(2)，為用戶提供簡(jiǎn)單易操作的界面，使用戶方便靈活的對(duì)燈光進(jìn)行控制；所述網(wǎng)橋(3)即通信轉(zhuǎn)換器用來接收和傳輸用戶控制指令，具有連接和協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能，擴(kuò)充燈光智能控制終端的數(shù)量和信號(hào)傳輸距離；所述智能控制終端(4)與網(wǎng)橋和LED燈具相連接，接收用戶燈光控制指令，并作出相應(yīng)動(dòng)作。
實(shí)施例ニ 本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處是
所述的服務(wù)器端(I)為用戶提供簡(jiǎn)單易操作的界面，用戶通過此界面向智能控制終端發(fā)出燈光設(shè)置指令一參數(shù)設(shè)置最大最小亮度、漸變時(shí)間、采集頻率以及控制指令一實(shí)時(shí)控制命令或者定時(shí)執(zhí)行的命令組合，集中設(shè)置和控制所有智能終端，或者通過編號(hào)分別設(shè)置和控制每個(gè)智能終端，達(dá)到需要的多燈具組合效果，井能監(jiān)測(cè)燈具工作狀態(tài)，以具體數(shù)值或曲線形式顯示燈具工作電流電壓值。所述的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(2)為GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)、Internet廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)。實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下
參見圖2，所述的網(wǎng)橋(3)為通信轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)是ー個(gè)微處理器(6)經(jīng)電源接ロ(8)、AC-DC (7 )連接電源，經(jīng)Ethernet接ロ( 9 )連接網(wǎng)線，經(jīng)GPRS/GSM接ロ( 10 )連接無線收發(fā)天線(11 )，經(jīng)RS485接ロ( 13)連接485總線，還連接ー個(gè)RS232接ロ( 12);該通信轉(zhuǎn)換器負(fù) 責(zé)服務(wù)器和智能控制終端之間的數(shù)據(jù)透?jìng)鳎С諫PRS/GSM、TCP/IP和串ロ通信協(xié)議，每個(gè)網(wǎng)橋都分配ー個(gè)IP地址，通過此地址與服務(wù)器建立連接和通信關(guān)系，無線收發(fā)接ロ發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；通過RJ-45接口和網(wǎng)線連接網(wǎng)絡(luò)路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，接收燈光設(shè)置和控制指令，發(fā)送監(jiān)測(cè)到的燈具工作狀態(tài)信息；通過RS485接口和特性阻抗為120 Q的雙絞屏蔽電纜連接智能控制終端，發(fā)送燈光設(shè)置和控制指令，接收監(jiān)測(cè)到的燈具工作狀態(tài)信息。實(shí)施例四本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下
參見圖3，所述的智能控制終端(4)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)微控制器(14)經(jīng)電源接ロ(15)和AC-DC (16)連接電源，經(jīng)485通訊接ロ( 17)連接485總線，經(jīng)燈具接ロ( 18)連接LED燈具(5)，還連接ー個(gè)EEPROM存儲(chǔ)器(19) ； EEPROM存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)各種燈光效果數(shù)據(jù)，這些燈光效果可以更新、刪除、任意組合和定時(shí)切換；每個(gè)智能控制終端(4)都有唯一的ID編號(hào)，隨時(shí)接收網(wǎng)橋(3)發(fā)出的燈光設(shè)置和控制指令，若是集中控制指令或是與編號(hào)相符的指令，就去響應(yīng)并作出相應(yīng)動(dòng)作，否則就過濾掉；智能控制終端(4)按時(shí)響應(yīng)預(yù)先設(shè)定好的命令組合，當(dāng)有實(shí)時(shí)控制命令到來時(shí)，及時(shí)響應(yīng)。實(shí)施例五本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下
所述服務(wù)器端提供用戶操作界面，負(fù)責(zé)通信網(wǎng)絡(luò)管理、實(shí)時(shí)控制、控制切換、數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢。通信網(wǎng)絡(luò)可以是GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)，Internet廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)。通信轉(zhuǎn)換器接收PC傳來的照明方案和控制參數(shù)，通過總線輸出至智能終端節(jié)點(diǎn)，ー個(gè)通信轉(zhuǎn)換器最多控制256個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，本實(shí)施例中通信轉(zhuǎn)換器采用STM32F107VCT6為主控制芯片，擴(kuò)展GPRS/GSM、Ethernet和RS485通信接ロ，通過GPRS/GSM接ロ接入無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線控制；通過Ethernet接ロ連接網(wǎng)絡(luò)路由器,通過相關(guān)設(shè)置,接入Internet廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程有線控制；通過RS485接ロ連接智能終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。智能控制終端包括電源接ロ、485通訊接ロ、燈具接ロ、微控制器和EEPROM存儲(chǔ)器，其與電源和LED燈具的連接示意圖如圖2所示，485通訊接ロ負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)，采用MAX485芯片，微控制器采用新唐M0516LAN芯片用于分析處理接收的數(shù)據(jù)，EEPROM存儲(chǔ)器采用AT24C02芯片，按照I2C協(xié)議將掉電時(shí)需要保存的控制命令和參數(shù)保存到AT24C02芯片中。PC服務(wù)器通過通信網(wǎng)絡(luò)、通信轉(zhuǎn)換器和智能控制終端與LED景觀燈組成網(wǎng)絡(luò)，按照雙方約定的通信協(xié)議進(jìn)行雙向通訊。每個(gè)智能控制終端設(shè)置ー個(gè)I字節(jié)唯一 ID編碼，PC服務(wù)器可以通過此編碼對(duì)每個(gè)終端進(jìn)行控制，通信數(shù)據(jù)幀統(tǒng)一格式為幀起始1字節(jié)；幀長(zhǎng)度I字節(jié)；控制模式2字節(jié)；調(diào)光碼或參數(shù)設(shè)置值2字節(jié)；地址碼2字節(jié)(回路號(hào)和ID編碼各I字節(jié))；校驗(yàn)碼1字節(jié)；幀尾1字節(jié)。·
權(quán)利要求
1.一種城市LED照明智能控制系統(tǒng)包括服務(wù)器端(I)經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(2)連接網(wǎng)橋(通信轉(zhuǎn)換器)(3)，網(wǎng)橋(3)經(jīng)智能控制終端(4)連接LED燈具(5);其特征在于所述服務(wù)器端(I)接入通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(2)，為用戶提供簡(jiǎn)單易操作的界面，使用戶方便靈活的對(duì)燈光進(jìn)行控制；所述網(wǎng)橋(3)即通信轉(zhuǎn)換器用來接收和傳輸用戶控制指令，具有連接和協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能，擴(kuò)充燈光智能控制終端的數(shù)量和信號(hào)傳輸距離；所述智能控制終端(4)與網(wǎng)橋和LED燈具相連接，接收用戶燈光控制指令，并作出相應(yīng)動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市LED照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的服務(wù)器端(I)為用戶提供簡(jiǎn)單易操作的界面，用戶通過此界面向智能控制終端發(fā)出燈光設(shè)置指令一參數(shù)設(shè)置最大最小亮度、漸變時(shí)間、采集頻率以及控制指令一實(shí)時(shí)控制命令或者定時(shí)執(zhí)行的命令組合，集中設(shè)置和控制所有智能終端，或者通過編號(hào)分別設(shè)置和控制每個(gè)智能終端，達(dá)到需要的多燈具組合效果，并能監(jiān)測(cè)燈具工作狀態(tài)，以具體數(shù)值或曲線形式顯示燈具工作電流電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市LED照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(2)為GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)、Internet廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市LED照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的網(wǎng)橋(3)為通信轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)微處理器(6 )經(jīng)電源接口( 8 )、AC-DC (7 )連接電源，經(jīng)Ethernet接口( 9 )連接網(wǎng)線，經(jīng)GPRS/GSM接口( 10 )連接無線收發(fā)天線(11)，經(jīng)RS485接口( 13 )連接485總線，還連接一個(gè)RS232接口(12);該通信轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)服務(wù)器和智能控制終端之間的數(shù)據(jù)透?jìng)?，支持GPRS/GSM、TCP/IP和串口通信協(xié)議，每個(gè)網(wǎng)橋都分配一個(gè)IP地址，通過此地址與服務(wù)器建立連接和通信關(guān)系，無線收發(fā)接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；通過RJ-45接口和網(wǎng)線連接網(wǎng)絡(luò)路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，接收燈光設(shè)置和控制指令，發(fā)送監(jiān)測(cè)到的燈具工作狀態(tài)信息；通過RS485接口和特性阻抗為120Ω的雙絞屏蔽電纜連接智能控制終端，發(fā)送燈光設(shè)置和控制指令，接收監(jiān)測(cè)到的燈具工作狀態(tài)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市LED照明智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的智能控制終端(4)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)微控制器(14)經(jīng)電源接口( 15)和AC-DC (16)連接電源，經(jīng)485通訊接口( 17)連接485總線，經(jīng)燈具接口( 18)連接LED燈具(5)，還連接一個(gè)EEPROM存儲(chǔ)器(19)； EEPROM存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)各種燈光效果數(shù)據(jù)，這些燈光效果可以更新、刪除、任意組合和定時(shí)切換；每個(gè)智能控制終端(4)都有唯一的ID編號(hào)，隨時(shí)接收網(wǎng)橋(3)發(fā)出的燈光設(shè)置和控制指令，若是集中控制指令或是與編號(hào)相符的指令，就去響應(yīng)并作出相應(yīng)動(dòng)作，否則就過濾掉；智能控制終端(4)按時(shí)響應(yīng)預(yù)先設(shè)定好的命令組合，當(dāng)有實(shí)時(shí)控制命令到來時(shí)，及時(shí)響應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市LED照明智能控制系統(tǒng)，服務(wù)器端接入通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為用戶提供簡(jiǎn)單易操作的界面，使用戶方便靈活的對(duì)燈光進(jìn)行控制。網(wǎng)橋即通信轉(zhuǎn)換器用來接收和傳輸用戶控制指令，具有連接和協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能，擴(kuò)充燈光智能控制終端的數(shù)量和信號(hào)傳輸距離。智能控制終端與網(wǎng)橋和LED燈具相連接，接收用戶燈光控制指令，并作出相應(yīng)動(dòng)作。此系統(tǒng)響應(yīng)及時(shí)，控制靈活方便，能夠在線實(shí)現(xiàn)照明方案的調(diào)整，即跑馬燈、跳亮和漸亮漸暗等藝術(shù)效果的任意組合和參數(shù)設(shè)置，且可監(jiān)測(cè)LED燈具的工作電流和電壓。本發(fā)明適用于城市大型建筑和廣場(chǎng)的景觀照明控制和管理，特別適用于燈具數(shù)量多，控制要求高的場(chǎng)所，具有節(jié)能，功能靈活和易于控制的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102869166SQ20121036604
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者余建波, 尹紀(jì)庭, 袁佳, 焦志曼 申請(qǐng)人:上海大學(xué)