專利名稱：基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能led節(jié)能照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種LED智能照明領(lǐng)域，特別涉及基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
節(jié)能環(huán)保的LED照明燈以質(zhì)優(yōu)、耐用、節(jié)能的特點，逐漸替代了傳統(tǒng)的熒光照明燈，成為當(dāng)今新興的照明方式。然而，無論是熒光燈還是LED照明燈，傳統(tǒng)的照明控制方式多采用有線固定式開關(guān)，其便捷性較差、可控性較低，功耗大，且一般為單色不可調(diào)的模式。隨著人們對于便捷舒適生活觀念的提升，人們對室內(nèi)照明燈的控制方式的要求也在改變，希望只需安坐在沙發(fā)上或者某個角落，就能方便快捷地控制室內(nèi)的照明亮度和顏色，以營造一種具有個性化情調(diào)的照明效果，這是傳統(tǒng)的照明方式無法滿足的。因此，迫切需要研制一種無線、多變、節(jié)能的智能無線LED照明系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外關(guān)于無線控制的LED照明系統(tǒng)方面的研究及成果較少，多集中在使用無線方式控制單個照明燈的亮度及開和關(guān)等簡單操作，對多組照明燈顏色的無線控制、多組不同功率燈具的無線自組網(wǎng)控制等方面的智能無線LED照明控制的研究尚未成熟。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，提供基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，本實用新型解決了傳統(tǒng)固定開關(guān)照明便捷性差、可控性低、調(diào)光困難以及功耗較大等問題。本實用新型采用的技術(shù)方案:一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，包括:固定控制端、移動控制端、若干個小功率LED彩燈受控端及若干個大功率LED彩燈受控端，所述移動控制端通過無線網(wǎng)絡(luò)與固定控制端連接，固定控制端通過無線通信方式與大、小功率LED彩燈受控端連接。所述移動控制端，用于接收使用者的輸入控制信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到固定控制端。所述固定控制端，用于將移動控制端的控制信息發(fā)送到大、小功率LED彩燈受控端，或本身接收使用者的控制信息，并發(fā)送到大、小功率LED彩燈受控端；所述大功率LED彩燈受控端或小功率LED彩燈受控端，用于接收來自固定控制端的控制信息，根據(jù)控制信息執(zhí)行相應(yīng)動作，上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)移動控制端或固定控制端對LED燈顏色亮度變化的遠程控制。所述固定控制端包括微處理器、W1-Fi無線網(wǎng)卡模塊、電源模塊、TFT液晶觸摸屏顯示模塊以及固定控制端的無線通信模塊；所述W1-Fi無線網(wǎng)卡模塊通過USB端口與微處理器連接，TFT液晶觸摸屏顯示模塊與微處理器通過數(shù)據(jù)總線連接，固定控制端的無線通信模塊與微處理器通過串行外圍設(shè)備接口連接。[0011]所述移動控制端是具有智能手機操作系統(tǒng)，且?guī)в蠾1-Fi功能的移動終端。所述小功率LED彩燈受控端包括:小功率LED彩燈模塊、小功率LED受控端的微控制器、小功率LED受控端的無線通信模塊、小功率LED受控端的開關(guān)電源模塊；小功率LED受控端的無線通信模塊與小功率LED受控端的微控制器通過串行外圍設(shè)備接口連接，小功率LED受控端的微控制器與小功率LED彩燈模塊連接，小功率LED受控端的開關(guān)電源模塊提供12V直流電壓和3.3V直流電壓。所述大功率LED彩燈受控端包括:大功率LED彩燈模塊、大功率LED受控端的微控制器、大功率LED受控端的無線通信模塊大功率LED受控端的開關(guān)電源模塊；大功率LED受控端的無線通信模塊與大功率LED受控端的微控制器通過串行外圍設(shè)備接口連接，大功率LED受控端的微控制器與大功率LED彩燈模塊連接，大功率LED受控端的開關(guān)電源模塊提供36V直流電壓和3.3V直流電壓。所述TFT液晶觸摸屏顯示模塊由7.0寸TFT真彩顯示屏和四線電阻式觸摸屏構(gòu)成。所述小功率LED彩燈模塊包括小功率LED燈組及其驅(qū)動電路，所述小功率LED燈組由紅、綠、藍三種顏色的LED小燈珠構(gòu)成，其額定功率為51所述大功率LED彩燈模塊包括大功率LED燈組及其驅(qū)動電路，所述大功率燈組由紅、綠、藍、白、暖五種顏色的LED燈構(gòu)成，其額定功率為18W。所述無線通信的頻率為433MHz。本實用新型的有益效果:本實用新型通過無線控制方式改變LED燈的顏色和亮度，操作方便快捷，可控性強；同時，通過改變LED燈的顏色和亮度，可達色彩絢麗多變的效
果O

圖1是基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1的固定控制端的結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖1的小功率LED彩燈受控端的結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖1的大功率LED彩燈受控端的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例如圖1所示，基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，包括:包括:固定控制端、移動控制端、若干個小功率LED彩燈受控端及若干個大功率LED彩燈受控端，所述移動控制端通過無線網(wǎng)絡(luò)與固定控制端連接，固定控制端通過433MHz無線通信與大、小功率LED彩燈受控端連接；所述移動控制端，用于接收使用者的輸入控制信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到固定控制端；所述固定控制端，用于將移動控制端的控制信息發(fā)送到大、小功率LED彩燈受控端，或本身接收使用者的控制信息，并通過433MHz無線通信發(fā)送到各個大、小功率LED受控端;所述大功率LED彩燈受控端或小功率LED彩燈受控端，通過大功率LED受控端的無線通信模塊或小功率LED受控端的無線通信模塊接收來自固定控制端的控制信息，根據(jù)通信協(xié)議執(zhí)行相應(yīng)動作，改變LED燈的顏色和亮度。如圖2所示，所述固定控制端包括:TFT液晶觸摸屏顯示模塊:顯示系統(tǒng)控制程序界面等，帶有電阻式觸摸屏，可以通過觸摸操作應(yīng)用程序操作；W1-Fi無線網(wǎng)卡模塊:通過局域網(wǎng)連接到廣域網(wǎng)，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的移動控制端與其通信，傳遞移動控制端的控制指令，并轉(zhuǎn)發(fā)到各個受控端。固定控制端的無線通信模塊:采用帶51內(nèi)核的無線通信模塊，與節(jié)點實現(xiàn)自組網(wǎng)后，自動將節(jié)點信息上傳給固定控制端，此時固定控制端的無線通信模塊即為數(shù)據(jù)中心AP ；另外，處理器的控制指令亦通過該模塊下發(fā)到節(jié)點，實現(xiàn)實時控制；(4)微控制器:用于對固定控制端的無線通信模塊、TFT液晶顯示模塊以及W1-Fi無線網(wǎng)卡模塊的驅(qū)動和控制。(5)電源模塊:此為開關(guān)電源，將220V市電降壓到5V，給微控制器的各個外設(shè)提供能量，滿足EMC設(shè)計要求。所述微控制器為CPU。如圖3所示,小功率LED彩燈受控端包括:小功率LED彩燈模塊:包括小功率LED燈組及其驅(qū)動電路，采用恒壓電路驅(qū)動，小功率LED燈模塊包括紅、綠、藍三種顏色小功率LED彩燈；小功率LED彩燈受控端的微控制器:所述微控制器為MCU，用于對小功率LED彩燈受控端的無線通信模塊、開關(guān)電源模塊以及小功率LED彩燈模塊的驅(qū)動和控制；所述微控制器根據(jù)無線通信模塊從固定控制端或移動控制端無線接收的數(shù)據(jù)，輸出三路不同的PWM方波，通過效應(yīng)管分別控制紅、綠、藍三種顏色小功率LED燈組的兩端電壓，調(diào)節(jié)紅、綠、藍種顏色的亮度，從而實現(xiàn)不同LED顏色組合，最終實現(xiàn)小功率LED彩燈亮度和色彩的智能控制。小功率LED彩燈受控端的無線通信模塊:用于接收固定控制端發(fā)送的控制信息，并發(fā)送小功率LED節(jié)點的入網(wǎng)請求；小功率LED彩燈受控端的開關(guān)電源模塊:用于為小功率LED彩燈受控端供電，由反激開關(guān)電源及BUCK降壓型DC/DC開關(guān)電源構(gòu)成，反激開關(guān)電源得到直流12V電源，為小功率LED燈模塊供電；BUCK降壓型DC/DC開關(guān)電源得到直流3.3V電源，為小功率LED彩燈受控端的微控制器模塊以及無線通信模塊供電。如圖4所示,大功率LED彩燈受控端包括:大功率LED彩燈模塊:包括大功率LED燈組及其驅(qū)動電路，采用恒壓電路驅(qū)動，所述大功率LED燈組由紅綠藍白暖五種顏色的LED燈組成，其額定功率為18W。大功率LED彩燈受控端的微控制器:所述微控制器為MCU，用于對大功率LED彩燈受控端的無線通信模塊、開關(guān)電源模塊以及大功率LED燈模塊的驅(qū)動和控制；所述微控制器模塊對數(shù)據(jù)處理之后，輸出五路不同占空比的PWM信號，通過大功率LED燈模塊，控制五路大功率LED燈組的驅(qū)動電流，從而控制五種顏色大功率LED燈的亮度。大功率LED彩燈受控端的無線通信模塊:用于接收固定控制端發(fā)送的控制信息，并負責(zé)發(fā)送本大功率LED節(jié)點的入網(wǎng)請求；大功率LED彩燈受控端的開關(guān)電源模塊:用于為整個受控端供電，由反激開關(guān)電源及BUCK降壓型DC/DC開關(guān)電源組成，反激開關(guān)電源得到直流36V電源為大功率LED燈模塊供電，BUCK降壓型DC/DC開關(guān)電源得到直流3.3V電源為大功率LED彩燈受控端的微控制器及無線通信模塊供電。系統(tǒng)的工作過程:首先，系統(tǒng)初始化，然后，用戶在系統(tǒng)主界面中選擇控制模式，可選模式為移動端控制模式和固定端控制模式。若選擇固定端控制模式，則先為固定控制端通電后，進行W1-Fi無線網(wǎng)卡模塊、TFT液晶顯示模塊，固定控制端的無線通信模塊及控制程序界面的初始化，包括初始化無線收發(fā)器的基準(zhǔn)頻率、數(shù)據(jù)傳輸率、發(fā)送功率、工作模式等，此時固定控制端與受控彩燈節(jié)點建立433MHz的無線通信連接，用戶直接在固定控制端的TFT顯示屏幕上點選你要改變的顏色值和亮度，之后控制程序會將用戶輸入的控制信息數(shù)據(jù)封裝打包，再通過固定控制端的無線通信模塊發(fā)送到各個受控端，基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。若選擇移動端控制模式,則固定控制端通過W1-Fi接收來自移動控制端的用戶輸入的控制信息，之后控制程序會將用戶輸入的控制信息數(shù)據(jù)封裝打包，再由固定控制端通過固定控制端的無線通信模塊發(fā)送到各個受控端。在固定控制端、移動控制端，大、小功率LED彩燈受控端上電后，通過自組網(wǎng)方式，在固定控制端控制范圍內(nèi)的大、小功率LED彩燈受控端自動加入到受控列表中，用戶可以通過固定控制端或者移動控制端上的客戶端應(yīng)用軟件，利用系統(tǒng)的管理功能為已經(jīng)進入控制端控制范圍的大、小功率LED彩燈受控端設(shè)置分組，然后按照不同組別需要的控制方式分別對各個組群進行LED燈的顏色和亮度的控制。在本系統(tǒng)的星型網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點都必須先接入網(wǎng)絡(luò)才可以進行進一步的通信。大、小功率LED受控節(jié)點的無線通信模塊初始化后，節(jié)點必須向固定控制端發(fā)送接入網(wǎng)絡(luò)請求。固定控制端核查節(jié)點發(fā)來的接入網(wǎng)絡(luò)請求中的接入標(biāo)識，判斷節(jié)點是否是正當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備，若核查通過，固定控制端將單播發(fā)送應(yīng)答，并賦予連接標(biāo)識。節(jié)點發(fā)送接入網(wǎng)絡(luò)請求后，便開始等待控制端的應(yīng)答，若收到應(yīng)答，則得到控制端的地址信息以及控制端給予的網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)識，若無，則重新發(fā)送接入網(wǎng)絡(luò)請求。當(dāng)小功率LED受控節(jié)點收到固定控制端發(fā)送的數(shù)據(jù)時，首先進行的是數(shù)據(jù)處理及協(xié)議解析，判斷該數(shù)據(jù)幀的應(yīng)用類型，進入相應(yīng)的應(yīng)用解析，得到數(shù)據(jù)幀中的有效荷載數(shù)。若是有效命令數(shù)據(jù)，則根據(jù)命令數(shù)據(jù)改變小功率LED燈的狀態(tài)。同理，大功率LED節(jié)點通電后，首先進行的是無線通信模塊的初始化，包括初始化無線收發(fā)器的基準(zhǔn)頻率、數(shù)據(jù)傳輸率、發(fā)送功率、工作模式等，然后按類似于小功率LED節(jié)點的入網(wǎng)方式入網(wǎng)，在接收到數(shù)據(jù)后，判斷該數(shù)據(jù)幀的應(yīng)用類型，進入相應(yīng)的應(yīng)用解析，得到數(shù)據(jù)幀中的有效荷載數(shù)。若是有效命令數(shù)據(jù)，則根據(jù)命令數(shù)據(jù)改變大功率LED燈的狀態(tài)。[0056]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于，包括:固定控制端、移動控制端、若干個小功率LED彩燈受控端及若干個大功率LED彩燈受控端，所述移動控制端通過無線網(wǎng)絡(luò)與固定控制端連接，固定控制端通過無線通信方式與大、小功率LED彩燈受控端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述固定控制端包括微處理器、W1-Fi無線網(wǎng)卡模塊、電源模塊、TFT液晶觸摸屏顯示模塊以及固定控制端的無線通信模塊；所述W1-Fi無線網(wǎng)卡模塊通過USB端口與微處理器連接，TFT液晶觸摸屏顯示模塊與微處理器通過數(shù)據(jù)總線連接，固定控制端的無線通信模塊與微處理器通過串行外圍設(shè)備接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述移動控制端是安裝有智能手機操作系統(tǒng)，且?guī)в蠾1-Fi功能的移動終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述小功率LED彩燈受控端包括:小功率LED彩燈模塊、小功率LED受控端的微控制器、小功率LED受控端的無線通信模塊、小功率LED受控端的開關(guān)電源模塊；小功率LED受控端的無線通信模塊與小功率LED受控端的微控制器通過串行外圍設(shè)備接口連接，小功率LED受控端的微控制器與小功率LED彩燈模塊連接，小功率LED受控端的開關(guān)電源模塊提供12V直流電壓和3.3V直流電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述大功率LED彩燈受控端包括:大功率LED彩燈模塊、大功率LED受控端的微控制器、大功率LED受控端的無線通信模塊及大功率LED受控端的開關(guān)電源模塊；大功率LED受控端的無線通信模塊 與大功率LED受控端的微控制器通過串行外圍設(shè)備接口連接，大功率LED受控端的微控制器與大功率LED彩燈模塊連接，開關(guān)電源模塊提供36V直流電壓和3.3V直流電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述TFT液晶觸摸屏顯示模塊由7.0寸TFT真彩顯示屏和四線電阻式觸摸屏構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述小功率LED彩燈模塊包括小功率LED燈組及其驅(qū)動電路，所述小功率LED燈組由紅、綠、藍三種顏色的LED小燈珠構(gòu)成，其額定功率為51
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)的，其特征在于:所述大功率LED彩燈模塊包括大功率LED燈組及其驅(qū)動電路，所述大功率燈組由紅、綠、藍、白、暖五種顏色的LED燈構(gòu)成，其額定功率為18W。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述無線通信的頻率為433MHz。
專利摘要本實用新型公開了基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的多功能LED節(jié)能照明系統(tǒng)，包括固定控制端、移動控制端、若干個大、小功率LED彩燈受控端，所述移動控制端通過無線網(wǎng)絡(luò)與固定控制端連接，固定控制端通過無線通信方式與大、小功率LED彩燈受控端連接；所述移動控制端，用于接收使用者的輸入控制信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到固定控制端；所述固定控制端，用于將移動控制端的控制信息發(fā)送到大、小功率LED彩燈受控端，或本身接收使用者的控制信息，并發(fā)送到大、小功率LED彩燈受控端；本實用新型通過固定控制端或移動控制端實現(xiàn)對LED彩燈顏色亮度變化的遠程控制，解決了傳統(tǒng)固定開關(guān)照明便捷性差、可控性低、調(diào)光困難以及功耗較大等問題。
文檔編號H05B37/02GK203086790SQ20122069576
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者李斌, 林少宏, 王銀強, 黃旭為, 李文杰 申請人:華南理工大學(xué)