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CN113163381B - 一种支持快速配网的智能灯及其实现方法 - Google Patents

一种支持快速配网的智能灯及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种支持快速配网的智能灯，包括AC/DC电路，AC/DC电路的输出端分别与DC降压电路的输入端、调光驱动电路的Vin端和光源LED的正极连接，DC降压电路的输出端分别与蓝牙芯片和调光驱动电路的VCC端连接，蓝牙芯片的PWM输出端与调光驱动电路的PWM输入端连接，调光驱动电路的OUT端与光源LED的负极连接；本发明还公开了一种支持快速配网的智能灯的实现方法。本发明蓝牙灯在鉴权通过后，保存智能终端下发的单播地址后，自行给蓝牙Mesh规范定义所有元素的照明模型绑定应用秘钥，并根据用户配置订阅相应的组播地址，优化了智能终端与智能终端交互流程，减少了配网时间。

Description

一种支持快速配网的智能灯及其实现方法
技术领域
本发明属于智能灯快速配网及控制技术领域，具体涉及一种支持快速配网的智能灯及其实现方法。
背景技术
随着物联网技术不断发展及成熟应用，智能化产物越来越多，在智能家居领域，照明灯具占据的设备占到2/3以上，加入智能控制后可以获得良好的照明体验及实现智能家居设备的组网联动，受到了消费者的普遍欢迎。但在实际应用中，智能灯面临以下问题：
1、智能终端设备大多只支持WiFi、蓝牙无线通信，如果采用其他无线通信协议，则需要加入网关设备，额外配置网关增加了成本，制约了消费能力；
2、为了免除网关设备，采用蓝牙Mesh组网技术的智能灯虽然可以降低成本。但目前市面上的智能手机不支持PB_ADV方式对照明灯具进行配网和控制，而需要通过Proxy节点设备建立GATT连接才能进行，耗时较长，影响使用体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支持快速配网的智能灯，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种支持快速配网的智能灯，具有快速配网的特点。
本发明另一目的在于提供一种支持快速配网的智能灯的实现方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种支持快速配网的智能灯的实现方法，包括以下步骤：
(一)、蓝牙灯周期性广播未配网信息；
(二)、通过智能终端扫描蓝牙广播，获取到未配网蓝牙灯信息，并生成随机数据；
(三)、随机数据分别发送至蓝牙灯以及服务器；
(四)、蓝牙灯提取秘钥信息和随机数进行校验计算，服务器通过密钥信息检索并进行校验计算；
(五)、蓝牙灯以及服务器的计算结果发送至智能终端进行比对，如果校验通过，则进入蓝牙Mesh鉴权配网流程，蓝牙灯与智能终端进行鉴权、配网数据交互；
(六)、智能终端配网成功后，发送单播地址至蓝牙灯，并上传配网数据至服务器；
(七)、蓝牙灯鉴权通过后，保存单播地址，自行给蓝牙Mesh规范定义所有元素的照明模型绑定应用秘钥，并根据用户配置订阅相应的组播地址；
(八)、配网完成后，通过智能终端发送控制命令数据包至蓝牙灯，蓝牙灯解析数据包，提取控制信息；
(九)、执行调光控制，并发送解析完成命令至智能终端；
(十)、智能终端显示控制成功信息。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯的实现方法，步骤(四)中，秘钥信息由服务器生成，并下载烧录至蓝牙灯内部的蓝牙芯片内存储。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯的实现方法，步骤(七)中，蓝牙灯鉴权通过后，关闭蓝牙广播。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯的实现方法，步骤(八)中，控制命令数据包包括单播地址、控制类型、调光参数、以及Mesh组网跳数。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯，包括AC/DC电路、DC降压电路、蓝牙芯片、调光驱动电路和光源LED，其中，AC/DC电路的输出端分别与DC降压电路的输入端、调光驱动电路的Vin端和光源LED的正极连接，DC降压电路的输出端分别与蓝牙芯片和调光驱动电路的VCC端连接，蓝牙芯片的PWM输出端与调光驱动电路的PWM输入端连接，蓝牙芯片的RF_OUT端连接有天线，调光驱动电路的OUT端与光源LED的负极连接。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯，还包括隔离二极管，隔离二极管的正极与AC/DC电路的输出端连接，隔离二极管的负极与DC降压电路的输入端连接。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯，还包括时钟电路，时钟电路与蓝牙芯片的CLK端连接。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯，还包括阻抗匹配电路，阻抗匹配电路串联在蓝牙芯片的RF_OUT端与天线之间。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯，AC/DC电路、DC降压电路、蓝牙芯片、调光驱动电路和光源LED均设置在铝基板上。
在本发明中进一步地，所述的一种支持快速配网的智能灯，蓝牙芯片连接在铝基板的下方。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明蓝牙灯与智能终端直接通过蓝牙广播即可实现配网及控制，不需要建立蓝牙GATT连接，有效提高了配网效率；
2、本发明蓝牙灯在鉴权通过后，保存智能终端下发的单播地址后，自行给蓝牙Mesh规范定义所有Element(元素)的照明Model(模型)绑定AppKey(应用秘钥)，并根据用户配置订阅相应的组播地址，优化了智能终端与智能终端交互流程，减少了配网时间；
3、本发明秘钥信息由服务器生成，并下载烧录至蓝牙灯内部的蓝牙芯片内存储，秘钥信息采用一机一号的方式，用于配网鉴权，保证组网安全性；
4、本发明蓝牙灯鉴权通过后，关闭蓝牙广播，达到降低功耗及增强网络安全的目的；
5、本发明通过隔离二极管将AC/DC电路的输出端与DC降压电路的输入端进行隔离，当电源断电时可以防止AC/DC电路的滤波电解电容对DC降压电路放电，确保DC降压电路在断电时能快速放电，保证蓝牙灯可以通过快速开关电源的方式进行出厂重置以及调光切换等操作；
6、本发明通过阻抗匹配电路保证RF_OUT端至天线部分的阻抗匹配，提高天线的工作效率。
附图说明
图1为本发明的电路图；
图2为本发明的配网流程图；
图3为本发明的控制流程图；
图4为本发明蓝牙灯的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种支持快速配网的智能灯的实现方法，包括以下步骤：
(一)、蓝牙灯周期性广播未配网信息；
(二)、通过智能终端(智能手机或平板)扫描蓝牙广播，获取到未配网蓝牙灯信息，并生成随机数据；
(三)、随机数据分别发送至蓝牙灯以及服务器；
(四)、蓝牙灯提取秘钥信息和随机数进行校验计算，服务器通过密钥信息检索并进行校验计算；
(五)、蓝牙灯以及服务器的计算结果发送至智能终端进行比对，如果校验通过，则进入蓝牙Mesh鉴权配网流程，蓝牙灯与智能终端进行鉴权、配网数据交互；
(六)、智能终端配网成功后，发送单播地址至蓝牙灯，并上传配网数据至服务器；
(七)、蓝牙灯鉴权通过后，保存单播地址，自行给蓝牙Mesh规范定义所有元素的照明模型绑定应用秘钥，并根据用户配置订阅相应的组播地址；
(八)、配网完成后，通过智能终端发送控制命令数据包至蓝牙灯，蓝牙灯解析数据包，提取控制信息；
(九)、执行调光控制，并发送解析完成命令至智能终端；
(十)、智能终端显示控制成功信息。
进一步地，本发明所述的一种支持快速配网的智能灯的实现方法，步骤(四)中，秘钥信息由服务器生成，并下载烧录至蓝牙灯内部的蓝牙芯片内存储。
通过采用上述技术方案，秘钥信息采用一机一号的方式，用于配网鉴权，保证组网安全性。
进一步地，本发明所述的一种支持快速配网的智能灯的实现方法，步骤(七)中，蓝牙灯鉴权通过后，关闭蓝牙广播。
通过采用上述技术方案，达到降低功耗及增强网络安全的目的。
进一步地，本发明所述的一种支持快速配网的智能灯的实现方法，步骤(八)中，控制命令数据包包括单播地址、控制类型、调光参数、以及Mesh组网跳数。
实施例2
进一步地，本发明所述的一种支持快速配网的智能灯，包括AC/DC电路、DC降压电路、蓝牙芯片、调光驱动电路和光源LED，其中，AC/DC电路的输出端分别与DC降压电路的输入端、调光驱动电路的Vin端和光源LED的正极连接，DC降压电路的输出端分别与蓝牙芯片和调光驱动电路的VCC端连接接，提供相应电路的工作电源，蓝牙芯片的PWM输出端与调光驱动电路的PWM输入端连接，通过PWM调光信号实现驱动调光驱动电路的电流调节，达到调光的目的，蓝牙芯片的RF_OUT端连接有天线，调光驱动电路的OUT端与光源LED的负极连接。
进一步地，还包括隔离二极管，隔离二极管的正极与AC/DC电路的输出端连接，隔离二极管的负极与DC降压电路的输入端连接。
通过采用上述技术方案，将AC/DC电路的输出端与DC降压电路的输入端进行隔离，当电源断电时可以防止AC/DC电路的滤波电解电容对DC降压电路放电，确保DC降压电路在断电时能快速放电，保证蓝牙灯可以通过快速开关电源的方式进行出厂重置以及调光切换等操作。
进一步地，还包括时钟电路，时钟电路与蓝牙芯片的CLK端连接。
通过采用上述技术方案，时钟电路由蓝牙SOC片内振荡电路及外部晶振电路组成，产生32MHz的正弦波信号，用于提供蓝牙SOC时钟。
进一步地，还包括阻抗匹配电路，阻抗匹配电路串联在蓝牙芯片的RF_OUT端与天线之间。
通过采用上述技术方案，保证RF_OUT端至天线部分的阻抗匹配，提高天线的工作效率。
实施例3
本实施例与实施例2不同之处在于：进一步地，AC/DC电路、DC降压电路、蓝牙芯片、调光驱动电路和光源LED均设置在铝基板上。
通过采用上述技术方案，蓝牙芯片及外围电路部分采用模块化设计，调光驱动电路和光源LED设计在同一个铝基板上，合理的利用了铝基板的空间。
进一步地，蓝牙芯片连接在铝基板的下方，蓝牙灯灯体采用散热塑料结构。
通过采用上述技术方案，采用倒装的方式，解决天线位于铝基板上方造成光斑影响；同时，可以将蓝牙芯片远离光源LED散发的热源，通过倒勾式插座的方式与调光电驱动电路、光源板LED连接，蓝牙信号通过穿透塑料壳体对外通信，有效降低整灯成本。
本发明中蓝牙芯片选用兆煊微公司的TG7110B型芯片，时钟电路由蓝牙芯片的片内时钟电路加上外围32M晶振电路组成，晶振电路采用应达利的32MHz型无源晶振；阻抗匹配电路采用“Π”形电路；调光驱动电路采用晶丰明源的BP5711型线性调光芯片为核心的电路；DC降压电路采用晶丰明源的BP8501型高压降压芯片为核心的电路，电源输出3.3V；光源LED采用木林森的2835光源。
综上所述，本发明蓝牙灯与智能终端直接通过蓝牙广播即可实现配网及控制，不需要建立蓝牙GATT连接，有效提高了配网效率；本发明蓝牙灯在鉴权通过后，保存智能终端下发的单播地址后，自行给蓝牙Mesh规范定义所有Element(元素)的照明Model(模型)绑定AppKey(应用秘钥)，并根据用户配置订阅相应的组播地址，优化了智能终端与智能终端交互流程，减少了配网时间；本发明秘钥信息由服务器生成，并下载烧录至蓝牙灯内部的蓝牙芯片内存储，秘钥信息采用一机一号的方式，用于配网鉴权，保证组网安全性；本发明蓝牙灯鉴权通过后，关闭蓝牙广播，达到降低功耗及增强网络安全的目的；本发明通过隔离二极管将AC/DC电路的输出端与DC降压电路的输入端进行隔离，当电源断电时可以防止AC/DC电路的滤波电解电容对DC降压电路放电，确保DC降压电路在断电时能快速放电，保证蓝牙灯可以通过快速开关电源的方式进行出厂重置以及调光切换等操作；本发明通过阻抗匹配电路保证RF_OUT端至天线部分的阻抗匹配，提高天线的工作效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种支持快速配网的智能灯的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)、蓝牙灯周期性广播未配网信息；
(二)、通过智能终端扫描蓝牙广播，获取到未配网蓝牙灯信息，并生成随机数据；
(三)、随机数据分别发送至蓝牙灯以及服务器；
(四)、蓝牙灯提取秘钥信息和随机数进行校验计算，服务器通过密钥信息检索并进行校验计算；
(五)、蓝牙灯以及服务器的计算结果发送至智能终端进行比对，如果校验通过，则进入蓝牙Mesh鉴权配网流程，蓝牙灯与智能终端进行鉴权、配网数据交互；
(六)、智能终端配网成功后，发送单播地址至蓝牙灯，并上传配网数据至服务器；
(七)、蓝牙灯鉴权通过后，保存单播地址，自行给蓝牙Mesh规范定义所有元素的照明模型绑定应用秘钥，并根据用户配置订阅相应的组播地址；
(八)、配网完成后，通过智能终端发送控制命令数据包至蓝牙灯，蓝牙灯解析数据包，提取控制信息；
(九)、执行调光控制，并发送解析完成命令至智能终端；
(十)、智能终端显示控制成功信息；
步骤(四)中，秘钥信息由服务器生成，并下载烧录至蓝牙灯内部的蓝牙芯片内存储；
步骤(七)中，蓝牙灯鉴权通过后，关闭蓝牙广播。
2.根据权利要求1所述的一种支持快速配网的智能灯的实现方法，其特征在于：步骤(八)中，控制命令数据包包括单播地址、控制类型、调光参数、以及Mesh组网跳数。
3.根据权利要求2所述的支持快速配网的智能灯的实现方法所使用到的智能灯，其特征在于：包括AC/DC电路、DC降压电路、蓝牙芯片、调光驱动电路和光源LED，其中，AC/DC电路的输出端分别与DC降压电路的输入端、调光驱动电路的Vin端和光源LED的正极连接，DC降压电路的输出端分别与蓝牙芯片和调光驱动电路的VCC端连接，蓝牙芯片的PWM输出端与调光驱动电路的PWM输入端连接，蓝牙芯片的RF_OUT端连接有天线，调光驱动电路的OUT端与光源LED的负极连接；
还包括隔离二极管，隔离二极管的正极与AC/DC电路的输出端连接，隔离二极管的负极与DC降压电路的输入端连接；还包括时钟电路，时钟电路与蓝牙芯片的CLK端连接；还包括阻抗匹配电路，阻抗匹配电路串联在蓝牙芯片的RF_OUT端与天线之间。
4.根据权利要求3所述的支持快速配网的智能灯的实现方法所使用到的智能灯，其特征在于：AC/DC电路、DC降压电路、蓝牙芯片、调光驱动电路和光源LED均设置在铝基板上。
5.根据权利要求4所述的支持快速配网的智能灯的实现方法所使用到的智能灯，其特征在于：蓝牙芯片连接在铝基板的下方。
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