一种智能照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能照明系统,其包括智能手机(1)、智能网关(2)、带有ZigBee模块的LED灯泡(3)，所述智能网关(2)包括电源模块(21)、WI?FI模块(22)、ZigBee模块(23),所述WI?FI模块(22)和ZigBee模块(23)通过串口相连，所述电源模块(21)用于向WI?FI模块(22)、ZigBee模块(23)供电,所述WI?FI模块(22)接收智能手机(1)发送的信息且解析之后通过串口打包发送给ZigBee模块(23)，所述ZigBee模块(23)通过解析数据之后，打包数据发送给带有ZigBee模块的LED灯泡(3)，所述带有ZigBee模块的LED灯泡(3)执行相应的控制。本实用新型控制照明更加方便快捷，实现了智能手机对多个灯具的开关、亮度调节的控制。
【专利说明】
一种智能照明系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及照明技术领域，特别涉及一种智能照明系统。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化水平的不断提高，在灯光控制领域，人们已经不能满足于单纯的提供亮度这一功能，而是面向系统控制方式的灵活、高效和视觉上的美感发展。显然，传统的灯光控制系统已经不能满足现代化的控制需求。在工作与日常生活中照明设备是不可或缺的，无论它是用于装饰还是日常的照明等，都在社会上有举足轻重的地位，照明设备的控制系统，一直是楼宇控制系统中非常重要的一部分。社会的进步，人们生活品质的追求越来越高，对于控制灯光的方式不在满足于传统的简单控制，一种是手动控制，即利用在照明设备的回路中配置开关元件或者调光元件，或是两者结合，对照明设备的开关与亮度进行控制，这种控制方式简单，有效，但是过于依赖人员的控制，控制很分散，不能进行有效的管理。一种是无线控制，但也是简单的通过无线技术，实现简单的遥控功能，也不能并入互联网，实现远距离的手持终端的控制。
[0003]有鉴于此，特提出本实用新型，以改正上述现有技术的不足之处。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能照明系统，该系统控制照明更加方便快捷，实现了智能手机对多个灯具的开关、亮度调节的控制。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能照明系统，其包括智能手机、智能网关、带有ZigBee模块的LED灯泡，所述智能网关包括电源模块、W1-FI模块、ZigBee模块，所述W1-FI模块和ZigBee模块通过串口相连，所述电源模块用于向W1-FI模块、ZigBee模块供电，所述W1-FI模块接收智能手机发送的信息且解析之后通过串口打包发送给ZigBee模块，所述ZigBee模块通过解析数据之后，打包数据发送给带有ZigBee模块的LED灯泡，所述带有ZigBee模块的LED灯泡执行相应的控制。
[0006]本实用新型的进一步改进为，所述W1-FI模块采用芯片MT7681，所述ZigBee模块采用芯片JN5168，所述电源模块采用USB直流电源供电，其包括稳压器UlO、保险丝FUSE、电容Cl至C5，所述稳压器UlO的引脚3同时与保险丝FUSE的一端、电容Cl、C2的一端电连接，所述保险丝FUSE的另一端与USB的引脚I电连接，所述USB的引脚5接地，所述稳压器UlO的引脚2同时与电容C3、C4、C5的一端、电源VCC端电连接，所述稳压器Ul O的引脚1、电容C1、C2、C3、C4、C5的另一端接地。
[0007]本实用新型的进一步改进为，所述带有ZigBee模块的LED灯泡的数量为2个以上。
[0008]相较于现有技术，本实用新型采用W1-FI模块接收智能手机发送的信息且解析之后通过串口打包发送给ZigBee模块，ZigBee模块通过解析数据之后，打包数据发送给带有ZigBee模块的LED灯泡，带有ZigBee模块的LED灯泡执行相应的控制。本实用新型控制照明更加方便快捷，实现了智能手机对多个灯具的开关、亮度调节的控制。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的原理结构框图；
[0010]图2是本实用新型的W1-FI模块电路图；
[0011]图3是本实用新型的ZigBee模块电路图；
[0012]图4是本实用新型的电源模块电路图。
[0013]图中各部件名称如下:
[0014]I—智能手机；
[0015]2—智能网关；
[0016]21—电源模块；
[0017]22—W1-FI 模块；
[0018]23—ZigBee 模块；
[0019]3—带有ZigBee模块的LED灯泡。
【具体实施方式】
[0020]下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本实用新型进一步说明，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
[0021]如图1所示，本实用新型的智能照明系统，其包括智能手机1、智能网关2、带有ZigBee模块的LED灯泡3，所述智能网关2包括电源模块21、胃141模块22、2188的模块23，所述W1-FI模块22和ZigBee模块23通过串口相连，所述电源模块21用于向W1-FI模块22、ZigBee模块23供电，所述W1-FI模块22接收智能手机I发送的信息且解析之后通过串口打包发送给ZigBee模块23，所述ZigBee模块23通过解析数据之后，打包数据发送给带有ZigBee模块的LED灯泡3，所述带有ZigBee模块的LED灯泡3执行相应的控制。
[0022]具体地，如图2至图4所示，所述W1-FI模块22采用芯片MT7681，所述ZigBee模块23采用芯片JN5168，所述电源模块21采用USB直流电源供电，其包括稳压器U10、保险丝FUSE、电容Cl至C5，所述稳压器UlO的引脚3同时与保险丝FUSE的一端、电容Cl、C2的一端电连接，所述保险丝FUSE的另一端与USB的引脚I电连接，所述USB的引脚5接地，所述稳压器UlO的引脚2同时与电容C3、C4、C5的一端、电源VCC端电连接，所述稳压器U1的引脚1、电容C1、C2、C3、C4、C5的另一端接地。所述带有Z i gBee模块的LED灯泡3的数量为2个以上。
[0023]本实用新型的智能照明系统以智能网关2为中心，智能手机I为网络节点，带有ZigBee模块的LED灯泡3为受控节点，组成了一个支持多个智能手机I和多个带有ZigBee模块的LED灯泡3被控节点同时在线的智能照明系统。该系统通信质量高，应用范围广。系统中使用ZigBee无线通信协议和W1-Fi技术，将处于ZigBee网络中的LED灯泡节点扩展到了 W1-Fi局域网中，从而实现手持智能手机的控制。本系统包括智能手机I终?而、板载W1-Fil^块和ZigBee模块组成的智能网关2、载有ZigBee模块的LED灯泡3组成。用户能够在有局域网W1-Fi 的地方，通过智能手机 I 运行的系统配套 ΑΡΡ， 就能够轻松快捷 ，随心所欲的控制室内的LED灯泡的照明，也集成了多种控制方式于一体，也能实时检测各个LED灯泡节点的状态。本系统方便用户进行控制，提高了用户的生活质量。
[0024]智能网关2硬件模块包括电源模块21、胃丨^模块22、2丨88时模块23等。将們^模块22和ZigBee模块23通过串口相连，使处于ZigBee网络中的LED灯泡节点能够受控于处于W1-Fi网络中的智能手机I，方便用户使用与控制。W1-Fi模块22主要负责接收智能手机I发送的消息，解析之后通过串口打包发送给ZigBee模块23，ZigBee模块23通过解析数据之后，打包数据发送给相应的带有ZigBee模块的LED灯泡3节点，执行相应的控制。
[0025]智能网关2的硬件设计中，W1-Fi模块22使用的是MTK公司研发生产的芯片MT7681。该芯片是一款高度集成的W1-Fi的SOC(片上系统)的单芯片，提供GP1和PffM智能控制，以及UART，SPI和设备通信的I2C接口，采用UIP TCP/IP协议栈，支持Smart Connect1n，只要针对如灯泡、门锁等小型设备，最高工作频率40MHz。
[0026]ZigBee模块23使用的是NXP公司研发生产的JN5168。该模块带有32-bit RISCCPU，高达32MIPS的执行速度。可支持多个网络堆栈，包括ZHA、ZLL、ZigBee Smart Energy、JenNet-1P和RF4CE，并且体积小巧，还能提供极低的发送和接收功耗。该模块采用256KB的Flash、32KB RAM和4KB EEPR0M，SPI接口可连接其他外部闪存，提供20个GP10、ADC、PffM和UART 串口。
[0027]智能网关2由外部5v的直流电源供电，而智能网关2的两个主要模块的工作电压都是3.3v的直流电源，此电源模块从外部电源的输出端取5v直流电源，然后通过AMS1117线性稳压器转换成3.3v的直流电源，从而让模块正常工作。
[0028]工作流程:
[0029]1.开启智能网关
[0030]为了使智能网关2能够在不同的局域网W1-Fi下都能使用，所以要求智能网关2具备清除网络数据的功能，进入初始化网络配置状态。我们将智能网关2置于存在W1-Fi信号覆盖的范围内，给智能网关2上电，如果电源指示灯只是闪亮一下，就表明智能网关2已连接上此W1-Fi，如果是慢闪则表明存在W1-Fi密码和账号，但是连接不上，此时需要长按清除按键，直到指示灯快闪，则表明智能网关2已进入网络配置初始化状态，等待智能手机I的网络配置。当智能网关2配置好以后，相当于在ZigBee网络和W1-Fi网络之间建立了一座桥梁，让两种网络能够进行交互。
[0031]2.开启LED灯泡节点
[0032]将带有ZigBee模块的LED灯泡3上电，如果灯泡闪亮一下，表明该ZigBee节点还没有处于任何ZigBee网络中，需要加入由智能网关2的ZigBee模块(协调器)创建的ZigBee网络，一旦加入ZigBee网络后，重启该节点，则不会出现闪亮状态。直接就是常亮状态。
[0033]本实用新型相对于现有技术的有益效果:
[0034]1.网络容量大:ZigBee研发了很多种网络拓扑结构，若干个子节点被一个主节点管理，一个主节点管理子节点的上限是254个，主节点还可以由上一层的网络节点来管理，整个ZigBee网络最多可支持65000个节点；
[0035]2.免执照频段:在工业科学医疗(ISM)频段采用直接序列扩频，915MHz (美国)和868MHz (欧洲)、2.4GHz (全球);
[0036]3.短覆盖范围，广距离通信:一般10?10m之间的范围是ZigBee的有效数据传输覆盖范围，但也可以将范围扩大到I?3km，前提是增加RF发射功率，这只是相邻节点之间的距离，如果再通过路由器和节点之间通信的接力，ZigBee网络的数据传输范围可以达到更远；
[0037]4.省电:支持节点长达6个月到2年的使用时间只需要两节五号电池，省电；
[0038]5.低速率:ZigBee技术分别提供了频段在915MHZ时的40kbps和868MHz时的20kbps，以及250kbps(此时频段为2.4GHz)的通信速率，三种原始数据的吞吐率，完全可以满足低速率传输数据的应用需求；
[0039]6.时延短:通信时延短，优化了时延敏感的应用，从休眠状态激活的时延也非常短，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进人网络只需30ms，时延短在一定程度上更进一步节省了电能；
[0040]7.高安全:加密算法采用通用的高级加密标准AES-128，ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能；
[0041 ] 8.可靠:碰撞避免机制在ZigBee技术中使用，同时预留了专用时隙在需要固定带宽的通信业务中，避免发送数据时的冲突和竞争，自动动态组网的功能也存在于节点模块之间，信息以自动路由的方式在整个ZigBee网络中进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。
[0042]本实用新型的优点在于，本实用新型采用W1-FI模块接收智能手机发送的信息且解析之后通过串口打包发送给ZigBee模块，ZigBee模块通过解析数据之后，打包数据发送给带有ZigBee模块的LED灯泡，带有ZigBee模块的LED灯泡执行相应的控制。本实用新型控制照明更加方便快捷，实现了智能手机对多个灯具的开关、亮度调节的控制。
[0043]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种智能照明系统，其特征在于:包括智能手机(I)、智能网关(2)、带有ZigBee模块的LED灯泡(3)，所述智能网关(2)包括电源模块(21)、胃141模块(22)、2188的模块(23)，所述W1-FI模块(22)和ZigBee模块(23)通过串口相连，所述电源模块(21)用于向W1-FI模块(22)、ZigBee模块(23)供电，所述W1-FI模块(22)接收智能手机(I)发送的信息且解析之后通过串口打包发送给ZigBee模块(23)，所述ZigBee模块(23)通过解析数据之后，打包数据发送给带有ZigBee模块的LED灯泡(3)，所述带有ZigBee模块的LED灯泡(3)执行相应的控制。2.根据权利要求1所述的智能照明系统，其特征在于:所述W1-FI模块(22)采用芯片MT7681，所述ZigBee模块(23)采用芯片JN5168，所述电源模块(21)采用USB直流电源供电，其包括稳压器U10、保险丝FUSE、电容Cl至C5，所述稳压器UlO的引脚3同时与保险丝FUSE的一端、电容Cl、C2的一端电连接，所述保险丝FUSE的另一端与USB的引脚I电连接，所述USB的弓I脚5接地，所述稳压器Ul O的引脚2同时与电容C3、C4、C5的一端、电源VCC端电连接，所述稳压器1]10的引脚1、电容(:1工2、03工4、05的另一端接地。3.根据权利要求1或2所述的智能照明系统，其特征在于:所述带有ZigBee模块的LED灯泡(3)的数量为2个以上。
【文档编号】H05B33/08GK205726577SQ201620659306
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】杨杰
【申请人】湖南科技学院