CN104093255A - Led智能照明控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED智能照明控制系统及其控制方法。LED智能照明控制系统包括智能控制面板和智能LED灯。智能控制面板作为一个集中控制器，可以接收移动终端通过WIFI电路发送的指令，经过处理器的处理，将指令信号调制在交流电力线上，当LED灯连接在交流供电线上时，指令信息通过智能LED灯内部的检波电路提取，经过处理后控制LED驱动器，完成对LED灯的调节控制。本发明利用电力线进行数字信号调制的原理完成智能控制面板和智能LED灯间的通讯，而无需额外布设通讯线缆，经济实用，还可以应用到其他智能家居家电的控制方面。
Description
技术领域
本发明涉及LED应用领域，特别涉及一种LED智能照明控制系统及其控制方法。
背景技术
当前LED照明行业迅速发展，市场对智能照明体验和节能效益的追求促使对LED照明智能控制的需求与日俱增。当前市场LED照明的控制系统种类众多，但是都存在一些明显的缺陷，如系统成本高，布线复杂，用户使用不便，功能单一，缺少远程控制等诸多问题。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种布线简单、可以远程控制并结合多种功能的LED智能照明控制系统及其控制方法。
本发明的技术方案如下：
一种LED智能照明控制系统，包括智能控制面板和智能LED灯；所述智能控制面板包括第一供电电路、WIFI电路、传感器通讯接口、第一存储电路、第一处理器、触摸控制面板、信号发生电路和开关控制电路；所述智能LED灯包括第二供电电路、信号检波电路、第二处理器、第二存储电路、LED驱动器和LED模组；
所述第一供电电路连接到交流供电线，将输入的高压交流电转变为低压直流电压源，提供工作电压和电能给WIFI电路、传感器通讯接口、第一存储电路、第一处理器、触摸控制面板、信号发生电路和开关控制电路；
所述WIFI电路的输出端和传感器通讯接口的输出端共同连接到第一处理器的第一信号输入端；所述触摸控制面板的输出端连接到第一处理器的第二信号输入端；所述第一存储电路的输出端连接到第一处理器的第三信号输入端；
所述第一处理器的输出端连接到信号发生电路的信号输入端；所述信号发生电路的输出端连接到开关控制电路的信号输入端；所述开关控制电路的第一输出端连接到交流供电线的火线，第二输出端连接到智能LED灯；
所述第二供电电路连接到交流供电线，将高压交流电转变为低压直流电压源，提供工作电压和电能给信号检波电路、第二处理器和第二存储电路；
所述信号检波电路连接到交流供电线，输出端连接到第二处理器的第一信号输入端；所述第二存储电路的输出端连接到第二处理器的第二信号输入端；所述第二处理器的输出连接到LED驱动器的控制脚；所述LED驱动器的第一输入端连接到智能控制面板内开关控制电路的第二输出端，所述LED驱动器的第二输入端连接到交流供电线的零线；所述LED驱动器的输出端的正负极连接到LED模组的正负极。
一种LED智能照明系统的控制方法，包括以下步骤：
a、使用智能移动设备的APP通过智能控制面板中的WIFI电路发送控制指令；或者使用触摸控制面板发送控制指令；
b、智能控制面板将接收到的指令信号交给第一处理器处理；
c、指令信号完成处理后经过信号发生电路变成数字调制信号；
d、开关控制电路将数字调制信号叠加到交流供电线上；
e、智能控制面板发送第一个通断信号T11给智能LED灯，表示LED灯的模式；
第一个通断信号T11设定有不同的区间用以区分不同模式，区间端点分别为Ta、Tb、Tc、Td和Te，通断信号周期为T2，0<Ta<Tb<Tc<Td<Te<T2，有：
0<T11<Ta为第一模式；
Tb<T11<Tc为第二模式；
Td<T11<Te为第三模式；
f、智能控制面板发送第二个通断信号T12给智能LED灯，表示所述步骤e中发送的LED灯模式的数值；
所述第二个通断信号T12的最大值为Tmax，通断信号周期为T2，Tmax的占空比Tmax/T2被分成了2m等分,0<Tmax/T2<100％，T12满足：
T12/T2＝(n/2m)*(Tmax/T2)；
m、n为正整数,且n≤2m；
g、智能LED灯接到交流供电线上，内部的信号检波电路检测并提取通断信号，交给第二处理器处理，处理之后的信号控制LED驱动器，从而完成对LED模组的控制。
其进一步的技术方案为：所述第一模式、第二模式、第三模式分别为色温调节模式、亮度调节模式、颜色调节模式。
本发明的有益技术效果是：
1、本发明利用电力线实现了数字信号调制的原理，完成了智能控制面板和智能LED灯间的通讯传输，完全适应室内照明的布线结构和特点，无需额外布设通讯线缆，方便经济，布线简洁，大大方便了用户安装和使用，并且在技术上有很大的创新性。
2、本发明在智能控制面板和智能LED灯中都增加了存储电路，使得系统具备了记忆、存储和自运行能力。系统还具备RTC功能，可以实现定时开关机和基于时间的模式切换。
3、本发明的智能控制面板中设置有传感器通讯接口，可连接智能传感器，使得系统具备了环境参数采集和智能灯具控制能力，智能控制面板具备照明网关功能，能够结合环境参数对灯具进行自动调整，系统具备自适应、自学习能力。
4、本发明的智能控制面板中设置有WIFI电路，可进行远程网络连接，使系统可以接收远程指令，被远程控制。
5、本发明的原理不仅可以应用于LED智能照明领域，同样的原理也可应用于各种智能家居。
6、本发明的智能控制面板可以以智能墙面插座的形式出现，用于控制各种智能家电。
附图说明
图1是智能控制面板的结构图。
图2是智能LED灯的结构图。
图3是通断信号示意图。
图4是应用本发明的室内灯光控制系统架构图。
具体实施方式
图1是智能控制面板结构图。如图所示：智能控制面板包括供电电路1、WIFI电路2、传感器通讯接口3、存储电路4、处理器5、触摸控制面板6、信号发生电路7和开关控制电路8。
所述WIFI电路2的输出端和传感器通讯接口3的输出端共同连接到处理器5的第一信号输入端；所述触摸控制面板6的输出端连接到处理器5的第二信号输入端；所述存储电路4的输出端连接到处理器5的第三信号输入端。
所述处理器5的输出端连接到信号发生电路7的信号输入端；所述信号发生电路7的输出端连接到开关控制电路8的信号输入端；所述开关控制电路8的第一输出端连接到交流供电线的火线，第二输出端连接到智能LED灯。
当用户选择通过手动控制的方式发送指令时，可以使用触摸控制面板6输入指令并交给处理器5处理。当用户选择通过智能移动设备的APP方式发送指令时，智能控制面板内部的WIFI电路2接收到用户发来的指令并交给处理器5处理。指令信号处理完成后，经过信号发生电路7变成数字调制信号，再通过开关控制电路8将信号叠加到50Hz的交流供电线上。
智能控制面板还包括存储电路4，使得系统具备了记忆、存储和自运行能力。智能控制面板还包括传感器通讯接口3，可以连接智能传感器，采集周围的环境参数，进而使得系统具备了通过分析环境参数和智能控制灯具的能力，能够结合周围的环境情况对灯具进行自动调整，具备自适应、自学习能力。
供电电路1连接到交流供电线，将输入的高压交流电转变为一个3.3V的低压直流电压源，提供工作电压和电能给WIFI电路2、传感器通讯接口3、存储电路4、处理器5、触摸控制面板6、信号发生电路7和开关控制电路8。
图2是智能LED灯的结构图。如图所示，智能LED灯包括供电电路9、信号检波电路10、处理器11、存储电路12、LED驱动器13和LED模组14。
供电电路9连接到交流供电线，将高压交流电转变为一个3.3V的低压直流电压源供工作电压和电能给信号检波电路10、处理器11和存储电路12。
所述信号检波电路10连接到交流供电线，输出端连接到处理器11的第一信号输入端；所述存储电路12的输出端连接到处理器11的第二信号输入端；所述处理器11的输出连接到LED驱动器13的控制脚；所述LED驱动器13的第一输入端连接到智能控制面板内开关控制电路8的第二输出端，所述LED驱动器13的第二输入端连接到交流供电线的零线；所述LED驱动器13的输出端的正负极连接到LED模组14的正负极。
当智能LED灯接到交流供电线上，内部的信号检波电路10检测并提取指令信号，交给处理器11处理，产生的信号控制LED驱动器13，从而完成对灯的控制。
这个系统的一个技术特点是利用电力线实现了数字信号调制的原理，完成智能控制面板和智能LED灯间的通讯，而无需额外布设通讯线缆。
智能控制面板控制智能LED灯的火线进行通断，零线不控制。
如图3所示，T2为固定时间长度，也是智能LED灯的火线的通断信号的周期，T1为信号开通时间，T1/T2是占空比，用百分数表示。
当需要调节LED智能照明系统时，使用包括以下步骤的控制方法：
a、使用手机APP通过智能控制面板中的WIFI电路2发送控制指令；或者使用触摸控制面板6发送控制指令；
b、智能控制面板将接收到的控制指令信号交给处理器5处理；
c、指令信号完成处理后经过信号发生电路7变成数字调制信号；
d、开关控制电路8将信号叠加到50Hz的交流供电线上；
e、智能控制面板发送第一个通断信号T11给智能LED灯，表示LED灯的模式；
第一个通断信号T11设定有不同的区间用以区分不同模式，区间端点分别为Ta、Tb、Tc、Td和Te，信号周期为T2，则0<Ta<Tb<Tc<Td<Te<T2，有：
0<T11<Ta为第一模式；
Tb<T11<Tc为第二模式；
Td<T11<Te为第三模式；
在本实施例中，用以区分不同模式的区间端点分别为：Ta＝10％*T2，Tb＝15％*T2，Tc＝25％*T2,Td＝30％*T2,Te＝40％*T2；第一模式为色温调节模式，第二模式为亮度调节模式，第三模式为颜色调节模式。则有：
0<T11<10％*T2，为亮度调节模式；
15％*T2<T11<25％*T2，为色温调节模式；
30％*T2<T11<40％*T2，为颜色调节模式；
f、智能控制面板发送第二个通断信号T12给智能LED灯，表示步骤e中发送的LED灯模式的数值；
所述第二个通断信号T12的最大值为Tmax，通断信号周期为T2，Tmax的占空比Tmax/T2从0～Tmax/T2被分成了2m等分,0<Tmax/T2<100％，T12满足：
T12/T2＝(n/2m)*(Tmax/T2)；
m、n为正整数，且n≤2m。
在本实施例中，第二个通断信号T12的最大值Tmax为80％*T2，Tmax的占空比Tmax/T2从0～80％被分成了28即256等分，每一等分表示一个固定的数字。第二个通断信号T12的值可以取T12＝(n/256)*80％。n为正整数，且0<n≤256,n取不同数值时，代表步骤e中发送的LED灯模式的不同数值。
g、智能LED灯接到电力线上，智能LED灯内部的信号检波电路10检测并提取指令信号，交给处理器11处理，处理之后的信号控制LED驱动器13，从而完成对LED模组14的控制。
在步骤e中和步骤f中，智能控制面板先后将两个通断信号T11和T12叠加到了50Hz的交流供电线上，被智能LED灯接受。在步骤e中，第一通断信号T11先选择了需要控制的模式，分别为亮度调节模式，色温调节模式和数字调节模式，第二通断信号T12则在其之后的步骤f中选择了此模式下的具体数字，两个通断信号结合起来，可以控制智能LED灯的亮度数字，色温数字和颜色数字，使得用户可以灵活、全面、自由的对LED灯进行控制。
图4是应用本发明的室内灯光控制系统架构图。用户可以使用手机或者平板电脑上的APP，通过家庭网关对智能控制面板进行指令输入，也可以直接与智能控制面板内的WIFI电路连接进行指令输入，也可以直接使用触摸控制面板，通过触屏的方式进行指令输入。
智能控制面板可以作为触摸控制的输入端、可以设置日历与日程，有记忆和储存功能，也有自学习的功能。室内还安装有智能传感器，通过红外人体感应传感器和声音传感器感应室内是否有人活动，自动进行LED灯的开关控制，通过照度传感器感应室内光线，自动控制LED灯的亮度，智能传感器通过智能控制面板中的传感器通讯接口接入处理器，处理传感器所感应到的数据。
智能控制面板处理用户输入的指令数据和智能传感器接收到的数据，通过PLC，调节LED模组的RGB颜色、色温和亮度。
本发明中智能控制面板和智能LED灯中的各个电路模块均为现有技术，均可以在市场上买到成品。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种LED智能照明控制系统，其特征在于：包括智能控制面板和智能LED灯；所述智能控制面板包括第一供电电路(1)、WIFI电路(2)、传感器通讯接口(3)、第一存储电路(4)、第一处理器(5)、触摸控制面板(6)、信号发生电路(7)和开关控制电路(8)；所述智能LED灯包括第二供电电路(9)、信号检波电路(10)、第二处理器(11)、第二存储电路(12)、LED驱动器(13)和LED模组(14)；
所述第一供电电路(1)连接到交流供电线，将输入的高压交流电转变为低压直流电压源，提供工作电压和电能给WIFI电路(2)、传感器通讯接口(3)、第一存储电路(4)、第一处理器(5)、触摸控制面板(6)、信号发生电路(7)和开关控制电路(8)；
所述WIFI电路(2)的输出端和传感器通讯接口(3)的输出端共同连接到第一处理器(5)的第一信号输入端；所述触摸控制面板(6)的输出端连接到第一处理器(5)的第二信号输入端；所述第一存储电路(4)的输出端连接到第一处理器(5)的第三信号输入端；
所述第一处理器(5)的输出端连接到信号发生电路(7)的信号输入端；所述信号发生电路(7)的输出端连接到开关控制电路(8)的信号输入端；所述开关控制电路(8)的第一输出端连接到交流供电线的火线，第二输出端连接到智能LED灯；
所述第二供电电路(9)连接到交流供电线，将高压交流电转变为低压直流电压源，提供工作电压和电能给信号检波电路(10)、第二处理器(11)和第二存储电路(12)；
所述信号检波电路(10)连接到交流供电线，输出端连接到第二处理器(11)的第一信号输入端；所述第二存储电路(12)的输出端连接到第二处理器(11)的第二信号输入端；所述第二处理器(11)的输出端连接到LED驱动器(13)的控制脚；所述LED驱动器(13)的第一输入端连接到智能控制面板内开关控制电路(8)的第二输出端，所述LED驱动器(13)的第二输入端连接到交流供电线的零线；所述LED驱动器(13)的输出端的正负极连接到LED模组(14)的正负极。
2.一种LED智能照明系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、使用智能移动设备的APP通过智能控制面板中的WIFI电路(2)发送控制指令；或者使用触摸控制面板(6)发送控制指令；
b、智能控制面板将接收到的指令信号交给第一处理器(5)处理；
c、指令信号完成处理后经过信号发生电路(7)变成数字调制信号；
d、开关控制电路(8)将数字调制信号叠加到交流供电线上；
e、智能控制面板发送第一个通断信号T11给智能LED灯，表示LED灯的模式；
第一个通断信号T11设定有不同的区间用以区分不同模式，区间端点分别为Ta、Tb、Tc、Td和Te，通断信号周期为T2，0<Ta<Tb<Tc<Td<Te<T2，有：
0<T11<Ta为第一模式；
Tb<T11<Tc为第二模式；
Td<T11<Te为第三模式；
f、智能控制面板发送第二个通断信号T12给智能LED灯，表示所述步骤e中发送的LED灯模式的数值；
所述第二个通断信号T12的最大值为Tmax，通断信号周期为T2，Tmax的占空比Tmax/T2被分成了2m等分,0<Tmax/T2<100％，T12满足：
T12/T2＝(n/2m)(Tmax/T2)；
m、n为正整数，且n≤2m；
g、智能LED灯接到交流供电线上，内部的信号检波电路(10)检测并提取通断信号，交给第二处理器(11)处理，处理之后的信号控制LED驱动器(13)，从而完成对LED模组(14)的控制。
3.如权利要求2所述的LED智能照明系统的控制方法，其特征在于，所述第一模式、第二模式、第三模式分别为色温调节模式、亮度调节模式、颜色调节模式。
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| GR01 | Patent grant |