专利名称：一种情景照明系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及计算机控制技术，具体涉及智能灯光控制技术，更具体地说，涉及一种情景照明系统及其控制方法。
背景技术：
计算机控制技术的发展使得灯光自动控制成为可能，但现有的灯光控制技术仅用于广告灯箱、艺术舞台、电影制作等商业宣传或娱乐场合，而没有在家庭居家环境得到应用和推广，其原因是灯光控制缺少个性外，更重要的现有的灯光控制复杂，个性化的灯光设计和实现更为困难。特别是灯光控制的“脚本”即灯光控制的程序，一旦确定无法修改，这对不同的应用环境，不同的个性喜好的用户而言是无法接受的，同样，无法被普通用户接受的是复杂的操作和高昂的费用。同时，以家庭为应用范围的灯光消费具有差异性大的特点，例如，不同的房间大小、房间结构可能有不同的灯光设置和布局，同样的灯光设置和布局，有可能在不同的时间，不同的心情，不同的气候温度，房间内不同的人数和不同的活动，有不同的灯光场景需求。例如，来客人较多时的客厅灯光和一个3口之家成员在客厅看电视，两者对灯光的需要是不同的；又如，当家庭女主人使用卫生间在进行化妆或夜间如厕，同一个卫生间内对灯光的要求也是不同的，因此，需要在房间确定、灯具安装设置固定之后，能够通过简单的控制达到不同的灯光效果，这里的灯光效果也成为情景灯光或灯光场景，可以衡量一个情景灯光的参数包括但不限于哪些灯发光，何时发光，发光时间，发光强度及其变化、发光颜色及其变化。而现有技术无法简单地实现各取所需的控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种情景照明系统，这种情景照明系统可以在灯具以及在房间布局不变的前提下，通过简单的操作，实现不同风格、不同情景效果的照明。本发明要解决的另一技术问题是提供一种化复杂控制为简单操作的控制方法，利用该方法可以由用户从多种不同的情景灯光中选择出自己需要的灯光场景，实现基于情景的随心所欲的明暗及色彩灯光控制。
本发明上述技术问题是这样实现的，构造一种情景照明系统，包括可通过有线或无线方式互联通信的设置单元1、主控单元2、执行单元3和操作单元4，其中，设置单元1可以包含在主控单元2中，也可以是与主控单元2数据通信的基于微处理器的装置，每一个所述执行单元3和每一个操作单元4均有一个彼此不同的系统标识ID，所述设置单元1在操作单元4和执行单元3之间设置操作单元4中的按键与相关情景号之间的一组或多组的关联，所述设置单元1还在执行单元3中预置每一个情景号下的各个执行单元1的规定动作的情景控制表；当用户通过操作单元4上按键选定一种情景灯光或在已对按键分配情景灯光的前提下按下一个按键之后，各个所述执行单元3收到指令后根据所述按键与情景号的关联从预置在非易失存储器中的情景灯光控制表中读出并执行规定的参数动作，完成对各执行单元的驱动。
在上述按照本发明的情景照明系统中，还包括同样具有系统标识ID且可与系统中其他单元通信的感应单元，所述设置单元是按以下步骤工作的1)自动侦测，对当前系统中的执行、操作及感应单元进行自动侦测；2)识别信息分配，对侦测到的各个单元的数量、参数和空间配置进行确认并分配各单元识别信息；3)情景模式确定，确定情景模式的名称；4)设置控制参数，根据选定的情景模式，对当前系统配置中的每一个执行单元、操作单元或传感单元进行控制参数设置；5)存储并传送控制数据将设置好的操作单元、执行单元或传感单元的识别信息及其控制参数，在存储到设置单元的同时，以无线或有线方式传送到各个执行单元以及主控单元。
在上述按照本发明的情景照明系统中，所述执行单元3包括MCU31、内置MCU31中或外接于MCU31的非易失性存储器(32)、与所述MCU输入/出端口连接的通讯单元33以及单路或多路输出单元34以及电源电路35，所述输出单元34与灯具中的照明器具连接，所述非易失性存储器32至少存储有与对应于所述输出支路灯具的标识信息，以及不同情景号下各个灯具的控制参数的情景表6以及操作单元4按键与情景号的关联即按键表。
在上述按照本发明的情景照明系统中，所述操作单元4包括MCU41、内置MCU41中或外接于MCU41的非易失性存储器42、与所述MCU输入/出端口连接的通讯单元43、与所述MCU输入端口连接的控制按键44以及电源电路45，所述非易失性存储器42至少存储有与所述操作单元4对应的标识信息。
在上述按照本发明的情景照明系统中，所述操作单元4包括与MCU41连接的显示单元46。
在上述按照本发明的情景照明系统中，所述操作单元与所述执行单元结合一体，为复合单元。
在上述按照本发明的情景照明系统中，所述操作单元还包括将MCU41、非易失性存储器42、通讯单元43置于其内而将控制按键44、显示单元46置于其表的外壳，以及置于外壳内给上述各个单元供电的包括干电池或锂电池的电源电路45。
本发明另一问题是这样解决的，构造一种情景灯光控制方法，包括以下步骤执行单元进行侦听；当执行单元接收到来自操作单元发出的包含所按键的键号的情景控制命令后，在非易失性存储器中搜索该按键信息，如果查到对应按键，则从表中取得对应的情景号并查情景控制表，如果找到该情景，则进一步取得并解析出该情景包含的操作内容，包括情景开、情景关、调亮、调暗，并依此执行相应的操作。
在上述情景灯光控制方法中，所述执行单元还接收到来自传感单元的情景控制信号，该来自传感单元的信号相当于来自所述操作单元的一个按键信号。
在上述情景灯光控制方法中，所述情景控制表中关于一个特定情景号的情景控制数据包括操作单元按键与一个或多个(执行单元，执行单元动作)的影射关系，其中，执行单元是系统中的电控光源，执行单元动作包括该电控光源的启动延时、关闭延时、亮度及亮度变化中的一种或几种。
实施本发明提供的情景灯光系统及其控制方法，利用通信、控制和计算机技术，实现了使用更便利、功能更丰富的智能灯光系统，比起现有技术，至少有以下显著特点1)情景设置的多样化；2)使用更便利；3)可兼容调光、调色和开关于同一系统中；4)采用数字编码和ID逻辑选址，使得系统各组成单元的改变更灵活，更能满足用户的不同需求。
图1是本发明情景灯光系统一个实施例的布局示意图；图2是本发明系统中执行单元的逻辑框图；图3是本发明系统中另一种执行单元的逻辑框图；图4是本发明系统中操作单元的逻辑框图；图5是说明本发明情景灯光控制方法的流程示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明情景灯光系统包括固定在房间的5个执行单元3，每个执行单元3均接有一个灯泡，系统有两个操作单元4，其中一个是嵌入墙体的控制开关，另一个是遥控器，而设置单元1、主控单元2是为对操作单元4和执行单元3进行设置及改变设置而存在的，此处，设置单元1是与主控单元2通过RS232连接通信的计算机。
在本发明的系统中，执行单元3是系统的主体，即被控制对象，一个灯光系统可以有多个不同类型的发光器件，如，白炽灯、荧光灯、霓虹灯、节能灯或其它可控电光源。每个执行单元3只要是统一受控的一个或多个发光器件，就分配一个独一无二标识号，称为ID。操作单元4可以是遥控器形式的，也可以和执行单元3结合一体成为复合式单元，操作单元4也可以是固定的场景控制开关。
设置单元1通过设置程序在操作单元2和执行单元3之间设置一组或多组关联，每一组关联构成一个情景灯光控制表6，成为一个情景，例如，可以迎客情景，送客情景，休闲情景等不同特点的情景灯光，每个情景产生一组关联，表现为情景控制表。下面列出了四种情景的情景控制表。
情景号1情景名会客 情景号2情景名就餐 情景号3情景名娱乐 情景号4情景名TV
以上四种情景分别各有一个情景号，在一个情景名或情景号下，对不同位置的执行单元有不同的工作参数设置。例如，在情景号1、情景名会客的情景控制表中，涉及6个执行单元，即K11、K12、K13、K14、K15、K16，各个灯的亮度变化均为正常，亮度值均为1，只有执行单元K13有2秒的延时开设置。而情景号为1、情景名为就餐的情景控制表中，只有3个执行单元被选择，K12、K1和K16。其余类推。这些情景设置好了后，还需要设置操作单元按键与情景号的关联，如以下情景-按键表所示出。
情景-按键表 上述情景-按键表给出了操作单元4的按键与情景控制表的关联，例如，处于客厅的按键名称为“4”的按键被按下后，就会激活情景名为“会客”的情景灯光。其余类似。上述设置可以在出厂时完成，也可以在销售时设置或售后后根据用户的要求随时设置或随时改变设置。完成上述设置，即相当于将情景与按键的关联、情景与灯具工作参数的关联全部存储在执行单元的非易失存储器中。此时，用户通过操作单元4上按键，就选定了一个该键对应的情景灯光，即启动了该情景灯光设置规定的执行单元按照预定的工作状态进行工作。换言之，按下一个控制键之后，各执行单元3收到指令后根据预置在非易失存储器中的情景灯光控制表规定的参数驱动灯具中各个发光器件发光。如上表所示，操作单元4还可以是感应开关或传感器等。
本发明系统中的设置单元通过以下环节设置情景控制表a)自动侦测对当前系统中的操作单元(含感应单元)、执行单元进行自动侦测；b)分配ID对侦测到的各个单元的数量、参数和空间配置进行确认，并分配ID；c)人机交互确定情景模式；d)控制参数设置根据选定的情景模式，对当前系统配置中的每一个执行单元和操作单元进行控制参数设置；d)存储并传送控制数据将设置好的操作单元和执行单元的ID及其控制参数，在存储到设置单元的同时，以无线或有线方式传送到各个执行单元以及主控单元。其中，1)自动侦测包括启动硬件向导；连接通信端口；设置系统覆盖房间相关信息；向主控单元发送请求系统ID的命令；从主控单元获得系统ID；由主控单元向各个单元发送请求硬件单元信息；获得需要登录的硬件单元信息。
在图2示出的本发明系统中执行单元的逻辑框图中，执行单元3包括MCU31、非易失性存储器32、可与操作单元4、设置单元1通信的通讯单元33以及单路或多路输出单元34以及电源电路35，输出单元34与灯具中的照明器具连接，而非易失性存储器32至少存储有与对应于所述输出支路灯具的标识信息，以及不同情景号下各个灯具的控制参数的情景表以及操作单元4按键与情景号的关联即按键表。还包括与MCU31连接的按键输入单元(可选)以及与MCU31连接的双色LED指示单元37，多路输出单元34接有六路带可控开关38的灯泡支路。此处，每一个灯只是开关型控制。可控开关38可以是继电器或其它开关元件。
在图3示出的另一个实施例的执行单元中，与图2不同的是，输出驱动单元34’连接有4路可控调光器件38’，另外还多了一个过零检测单元39。这样可以实现每个支路灯泡的自动调光。可控调光器件38’可以是可控硅，也可以是电子变压器等。
在图4示出的本发明系统中操作单元的逻辑示意图中，操作单元4包括MCU41、外接的非易失性存储器42、与MCU41连接的可与设置单元1及执行单元3双向通信的通讯单元43、以及安装在外壳表面的与MCU41输入端口连接的控制按键44以及电源电路45，所述非易失性存储器42至少存储有与所述操作单元4对应的标识信息。还包括一个可选的连接MCU41的LED指示单元46。
在图5示出的本发明情景灯光控制方法的流程示意图中，在执行单元如灯具收到控制指令后，执行以下步骤侦听；接收到遥控器、情景控制器、复合单元等操作单元发出的包含所按键的键号的情景控制命令(框51)后，查按键表，如果查到对应按键，则从表中取得对应的情景号并查情景表(框52)，如果找到该情景，则进一步取得并解析出该情景包含的操作内容，并依此执行相应的操作(框53)。
权利要求
1.一种情景照明系统，其特征在于，包括可通过有线或无线方式互联的设置单元(1)、主控单元(2)、执行单元(3)和操作单元(4)，其中，设置单元(1)可以包含在主控单元(2)中，也可以是与主控单元(2)数据通信的基于微处理器的装置，每一个所述执行单元(3)和每一个操作单元(4)均有一个彼此不同的系统标识ID，所述设置单元(1)在操作单元(4)和执行单元(3)之间设置操作单元(4)中的按键与相关情景号之间的一组或多组的关联，所述设置单元(1)还在执行单元(3)中预置每一个情景号下的各个执行单元(1)的规定动作的情景控制表；当用户通过操作单元(4)上按键选定一种情景灯光或在已对按键分配情景灯光的前提下按下一个按键之后，各个所述执行单元(3)收到指令后根据所述按键与情景号的关联从预置在非易失存储器中的情景灯光控制表中读出并执行规定的参数动作，完成对各执行单元的驱动。
2.根据权利要求1所述情景照明系统，其特征在于，还包括同样具有系统标识ID且可与系统中其他单元通信的感应单元，所述设置单元是按以下步骤工作的1)自动侦测，对当前系统中的执行、操作及感应单元进行自动侦测；2)识别信息分配，对侦测到的各个单元的数量、参数和空间配置进行确认并分配各单元识别信息；3)情景模式确定，确定情景模式的名称；4)设置控制参数，根据选定的情景模式，对当前系统配置中的每一个执行单元、操作单元或传感单元进行控制参数设置；5)存储并传送控制数据将设置好的操作单元、执行单元或传感单元的识别信息及其控制参数，在存储到设置单元的同时，以无线或有线方式传送到各个执行单元以及主控单元。
3.根据权利要求1所述情景照明系统，其特征在于，所述执行单元(3)包括MCU(31)、内置MCU(31)中或外接于MCU(31)的非易失性存储器(32)、与所述MCU输入/出端口连接的通讯单元(33)以及单路或多路输出单元(34)以及电源电路(35)，所述输出单元(34)与灯具中的照明器具连接，所述非易失性存储器(32)至少存储有与对应于所述输出支路灯具的标识信息，以及不同情景号下各个灯具的控制参数的情景表以及操作单元(4)按键与情景号的关联即按键表。
4.根据权利要求1所述情景照明系统，其特征在于，所述操作单元(4)包括MCU(41)、内置MCU(41)中或外接于MCU(41)的非易失性存储器(42)、与所述MCU输入/出端口连接的通讯单元(43)、与所述MCU输入端口连接的控制按键(44)以及电源电路(45)，所述非易失性存储器(42)至少存储有与所述操作单元(4)对应的标识信息。
5.根据权利要求4所述情景照明系统，其特征在于，所述操作单元(4)包括与MCU(41)连接的显示单元(46)。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述情景照明系统，其特征在于，所述操作单元与所述执行单元结合一体，为复合单元。
7.根据权利要求5所述情景照明系统，其特征在于，所述操作单元还包括将MCU(41)、非易失性存储器(42)、通讯单元(43)置于其内而将控制按键(44)、显示单元(46)置于其表的外壳，以及置于外壳内给上述各个单元供电的包括电池的电源电路(45)。
8.一种情景灯光控制方法，其特征在于，包括以下步骤执行单元进行侦听；当执行单元接收到来自操作单元发出的包含所按键的键号的情景控制命令后，在非易失性存储器中搜索该按键信息，如果查到对应按键，则从表中取得对应的情景号并查情景控制表，如果找到该情景，则进一步取得并解析出该情景包含的操作内容，包括情景开、情景关、调亮、调暗，并依此执行相应的操作。
9.根据权利要求8所述情景灯光控制方法，其特征在于，所述执行单元还接收到来自传感单元的情景控制信号，该来自传感单元的信号相当于来自所述操作单元的一个按键信号。
10.根据权利要求8或9所述情景灯光控制方法，其特征在于，所述情景控制表中关于一个特定情景号的情景控制数据包括操作单元按键与一个或多个(执行单元，执行单元动作)的影射关系，其中，执行单元是系统中的电控光源，执行单元动作包括该电控光源的启动延时、关闭延时、亮度及亮度变化中的一种或几种。
全文摘要
一种情景照明系统，各执行单元(3)和操作单元(4)均有一彼此不同的系统标识ID，设置单元(1)在操作单元和执行单元之间设置操作单元中的按键与相关情景号之间的一组或多组的关联，设置单元还在执行单元中预置每一个情景号下的各个执行单元的规定动作的情景控制表；当用户通过操作单元上按键选定一种情景灯光或在已对按键分配情景灯光的前提下按下一个按键之后，各执行单元收到指令后从预置在非易失存储器中的情景灯光控制表中读出并执行规定的指令。从而实现1)情景设置多样化；2)使用更便利；3)可兼容调光、调色和开关于同一系统中；4)采用数字编码和ID逻辑选址，使得系统各组成单元的改变更灵活，能满足用户不同需求。
文档编号H05B39/04GK1582079SQ0314020
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月15日 优先权日2003年8月15日
发明者简甦, 陈忠伟, 孙颖楷 申请人:珠海爱圣特电子科技有限公司