室内照明控制系统和室内智能控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种室内照明控制系统和室内智能控制系统。其中，该室内照明控制系统包括：分控制器，通过无线通信方式与灯具组成自组织网络型的无线通信网络，用于与灯具进行通信；以及主控制器，通过有线通信方式与分控制器相连接，用于与分控制器进行通信。通过本发明，解决了现有技术中室内照明控制系统的组网形式单一而造成控制不稳定的问题，进而达到了对组网内的灯具控制稳定的效果。
【专利说明】室内照明控制系统和室内智能控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明领域，具体而言，涉及一种室内照明控制系统和室内智能控制系统。
【背景技术】
[0002]LED灯具在市场上处于显著增长的趋势，越来越多的LED灯具和照明控制系统会随之进入室内照明的应用领域。照明控制系统的基本功能是满足用户同时控制室内照明系统中多个灯具的需求，使开关灯、调节亮度变得程序化和自动化，从而实现节能的目的。目前比较成熟的室内照明控制系统多依赖有线通信。但是，有线控制方案布线困难，不适用于已经装修好的室内环境。针对这个问题，尽管现在也有一些基于无线通信的控制技术，但是由于室内空间多为封闭环境，无线信号易受干扰，不易传播，造成现有室内照明系统存在无线信号组网不稳定、控制不可靠的缺点。
[0003]针对现有技术中室内控制系统的组网形式单一而造成控制不稳定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的王要目的在于提供一种室内照明控制系统和室内智能控制系统，以解决现有技术中室内控制系统的组网形式单一而造成控制不稳定的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种室内照明控制系统。根据本发明的室内照明控制系统包括:分控制器，通过无线通信方式与灯具组成自组织网络型的无线通信网络，用于与所述灯具进行通信；以及主控制器，通过有线通信方式与所述分控制器相连接，用于与所述分控制器进行通信。
[0006]进一步地,所述分控制器包括第一电力载波模块、第一 ZigBee模块和第一处理器，其中，所述第一电力载波模块通过电力线与所述主控制器相连接，用于接收来自所述主控制器的控制信号，并将所述控制信号发送至所述第一处理器；所述第一处理器连接在所述电力载波模块和所述第一 ZigBee模块之间，用于解析所述控制信号，并将解析后的控制信号发送至所述第一 ZigBee模块；以及所述第一 ZigBee模块与所述第一处理器相连接，用于将解析后的控制信号发送至所述灯具。
[0007]进一步地，所述第一 ZigBee模块与所述第一处理器相连接，还用于接收来自所述灯具的反馈信号；所述第一处理器连接在所述电力载波模块和所述第一 ZigBee模块之间，还用于解析所述反馈信号，并将解析后的反馈信号发送至所述电力载波模块；以及所述第一电力载波模块通过电力线与所述主控制器相连接，还用于将所述解析后的反馈信号发送至所述主控制器。
[0008]进一步地，所述主控制器包括第二电力载波模块，第一以太网模块和第一无线通信模块中的至少之一，以及第二处理器，所述第一无线通信模块通过无线信号与所述终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第一控制信号；所述第一以太网模块通过以太网线与所述终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第二控制信号；所述第二处理器与所述第一无线通信模块相连接，用于解析所述第一控制信号和/或所述第二控制信号，并将解析得到的控制信号发送至所述第二电力载波模块；以及所述第二电力载波模块通过电力线与所述分控制器相连接，用于向所述分控制器发送解析后的控制信号。
[0009]进一步地，所述第二电力载波模块与所述分控器相连接，用于接收来自所述分控器的状态数据；所述第二处理器与所述第二电力载波模块相连接，用于解析所述状态数据，并将解析得到的状态数据发送至所述无线通信模块和/或所述以太网模块；所述第一无线通信模块与所述第二处理器相连接，用于通过无线信号向所述终端设备发送解析得到的状态数据，和/或所述第一以太网模块与所述第二处理器相连接，用于通过以太网线向所述终端设备发送解析得到的状态数据。
[0010]进一步地，所述分控制器包括第二以太网模块、第二 ZigBee模块和第三处理器，其中，所述第二以太网模块通过以太网线与所述主控制器相连接，用于接收来自所述主控制器的控制信号，并将所述控制信号发送至所述第三处理器；所述第三处理器连接在所述第二以太网模块和所述第二 ZigBee模块之间，用于解析所述控制信号，并将解析后的控制信号发送至所述第二 ZigBee模块；以及所述第二 ZigBee模块与所述第三处理器相连接，用于将解析后的控制信号发送至所述灯具。
[0011]进一步地，所述第二 ZigBee模块与所述第三处理器相连接，还用于接收来自所述灯具的反馈信号；所述第三处理器连接在所述第二以太网模块和所述第二 ZigBee模块之间，还用于解析所述反馈信号，并将解析后的反馈信号发送至所述第二以太网模块；以及所述第二以太网模块通过以太网线与所述主控制器相连接，还用于将所述解析后的反馈信号发送至所述主控制器。
[0012]进一步地，所述室内照明控制系统还包括终端设备，与所述主控制器连接，用于向所述主控制器发出对所述灯具进行控制的控制信号，所述主控制器包括第三以太网模块、第二无线通信模块和第四处理器，所述第二无线通信模块通过无线信号与所述终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第一控制信号；所述第三以太网模块通过以太网线与所述终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第二控制信号；所述第四处理器与所述第二无线通信模块相连接，用于解析所述第一控制信号和/或所述第二控制信号，并将解析得到的控制信号发送至所述第三以太网模块，其中，所述第三以太网模块还通过以太网线与所述分控制器相连接，用于向所述分控制器发送解析后的控制信号。
[0013]进一步地，所述第三以太网模块与所述分控器相连接，用于接收来自所述分控器的运行状态数据；所述第四处理器与所述第三以太网模块相连接，用于解析所述运行状态数据，并将解析得到的运行状态数据发送至所述无线通信模块和/或所述以太网模块；所述第二无线通信模块与所述第四处理器相连接，用于通过无线信号向所述终端设备发送解析得到的运行状态数据，其中，所述第三以太网模块与所述第四处理器相连接，还用于通过以太网线向所述终端设备发送解析得到的运行状态数据。
[0014]进一步地，所述灯具包括灯具ZigBee模块、灯具处理器、驱动器和LED芯片，其中，所述灯具ZigBee模块与所述分控制器通过ZigBee相连接，用于接收来自所述分控制器的控制信号；所述灯具处理器与所述灯具ZigBee模块相连接，用于将所述控制信号转换为驱动信号，并将所述驱动信号发送至所述驱动器；以及所述驱动器与所述灯具处理器相连接，用于接收所述驱动信号，并驱动所述LED芯片，其中，所述LED芯片与所述驱动器相连接。
[0015]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种室内智能控制系统。根据本发明的室内智能控制系统包括:分控制器，通过无线通信方式与智能家居设备组成自组织网络型的无线通信网络，用于与所述智能家居设备进行通信；以及主控制器，通过有线通信方式与所述分控制器相连接，用于与所述分控制器进行通信。
[0016]进一步地，所述室内智能控制系统还包括:传感器，设置在所述自组织网络型的无线通信网络中，用于对所述智能家居设备进行控制和/或通过所述无线通信网络连接所述智能家居设备与所述分控制器。
[0017]通过本发明，采用分控制器，通过无线通信方式与灯具组成自组织网络型的无线通信网络，用于与灯具进行通信；以及主控制器，通过有线通信方式与分控制器相连接，用于与分控制器进行通信，解决了现有技术中室内照明控制系统的组网形式单一而造成控制不稳定的问题，进而达到了对组网内的灯具控制稳定的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]图1是根据本发明实施例室内照明控制系统的示意图；
[0020]图2是根据本发明实施例的电力载波方式的分控制器的示意图；
[0021]图3是根据本发明实施例的电力载波方式的主控制器的示意图；
[0022]图4是根据本发明实施例的以太网方式的分控制器的示意图；
[0023]图5是根据本发明实施例的以太网方式的主控制器的示意图；
[0024]图6是根据本发明实施例的灯具的结构示意图；
[0025]图7是根据本发明实施例的传感器的结构示意图；
[0026]图8是根据本发明实施例的向照明节点发送调光指令的流程图；
[0027]图9是根据本发明实施例的调光控制命令的数据包格式；
[0028]图10是根据本发明实施例的主控制器向分控制器发送的数据包格式；
[0029]图11是根据本发明实施例的分控制器向目标灯具发送的数据包格式；
[0030]图12是根据本发明实施例的混合组网的拓扑结构图；
[0031]图13是根据本发明实施例的分控器地址表的示意图；
[0032]图14是根据本发明实施例的主控制器的地址表和系统中的地址映射关系的示意图；
[0033]图15是根据本发明实施例的从用户输入到调光控制灯具的时序及数据流的示意图；以及
[0034]图16是根据本发明实施例的室内照明控制系统中各级地址的时序及数据流的示意图。
【具体实施方式】
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0036]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
[0037]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0038]本发明公开了一种室内照明控制系统。该室内照明控制系统采用混合组网通信技术，利用有线网络和无线网路共同形成室内照明控制系统，该室内照明控制系统的结构如图1所示。
[0039]如图1所示，该室内照明控制系统包括灯具、分控制器和主控制器。其中，分控制器，通过无线通信方式与灯具组成自组织网络型型的无线通信网络，用于与灯具进行通信。以及主控制器，通过有线通信方式与分控制器相连接，用于与分控制器进行通信。
[0040]S卩，在该室内照明系统中，在分控制器与灯具之间通过自组织网络型型的无线通信网络进行通信，在主控制器和分控制器之间通过有线方式进行通信。通常情况下，主控制器与分控制器分布在不同的室内空间中，由于每个室内空间都至少有一个电力线或者以太网线等有线通信方式的通信通道，因此，可以方便的利用有线通信方式将主控制器与分控制器连接起来，仅利用现有的空间布线方案即可实现主控制器与分控制器之间的有线通信。分控制器与灯具处于同一个室内空间，由于没有墙体的阻隔，可以很好的利用无线通信方式在分控制器与灯具之间建立连接，并且不需要在室内进行复杂的布线。
[0041]有线网络，可以采用电力线，也可以通过以太网线。构成系统的主干，用于建立主控制器和各个分控制器之间的连接。在整体全局控制模式下，主控制器将调光控制数据通过有线网络发送到各个分控制器。在整体控制某个子系统的模式下，主控制器找到该子系统分控制器的网路地址，并将调光控制数据通过有线网络发送到这个分控制器。在单独控制某个灯的模式下，主控制器找到该灯的网络地址，并将调光控制数据通过有线网络发送到这个分控制器，然后由分控制器通过无线网络发送到灯具。
[0042]在每一个单独的房间内，分控制器和该房间内的灯具及传感器构成一个无线局域网。分控制器是该无线局域网同外部有线网络的接入点，进行有线和无线之间的协议转换，优选地无线通信方式为ZigBee。需要说明的是，由于6LoWPAN模块和ZigBee模块均是基于IEEE802.15.4协议的模块，因此本发明实施例中的ZigBee模块还可以用6LoWPAN模块替换，即下述实施例中的ZigBee模块的功能可以通过6LoWPAN模块实现，不再一一赘述。
[0043]上述实施例中，利用有线通信方式组建有线网络，利用无线通信方式组建无线网络，通过有线网络和无线网络共同建立室内照明控制系统，能够在具有布线的空间内进行有线通信，在不方便布线但是没有墙体阻隔的空间内使用无线通信方式对灯具进行控制，从而避免单一组网形式导致的控制不稳定的问题，进而达到了提高通信稳定性的效果。
[0044]优选地，为了在较大的空间内建立稳定的无线网络，在通过无线通信方式组建的无线网络中，可以设置有路由设备，能够起到中继的作用，使得距离分控器较远的灯具可以通过路由设备接入到无线网络中。路由设备可以利用房间中已经设置有的灯具。或者传感器等，传感器可以是烟雾传感器等。利用室内空间通常都具有的设备作为路由设备，不仅能够达到中继的作用，还能够节约空间。
[0045]在组建有线网络时，可以利用室内空间通常都有布线的电力线或者以太网线等有线通信方式进行组网；在组建无线网络时，可以使用自组织网络型型的无线通信方式进行组网，优选为ZigBee通信方式。以下结合图2和图3对对本发明实施例中的通过电力线进行有线通信的分控制器和主控制器的结构进行说明。
[0046]图2所不的分控制器包括第一电力载波模块、第一 ZigBee模块和第一处理器。其中，第一电力载波模块通过电力线与主控制器相连接，用于接收来自主控制器的控制信号，并将控制信号发送至第一处理器。第一处理器连接在电力载波模块和第一 ZigBee模块之间，用于解析控制信号，并将解析后的控制信号发送至第一 ZigBee模块。第一 ZigBee模块与第一处理器相连接，用于将解析后的控制信号发送至灯具。
[0047]分控制器中的第一电力载波模块与电源相连接，通过220V交流电为分控制器供电。第一电力载波模块通过电力线接收来自主控制器的控制信号，并将控制信号发送给第一处理器，第一处理器从控制信号中解调控制数据、提取控制数据，按照提取的控制数据确定需要进行控制的灯具地址，对目标灯具的具体的操作命令，以及应达到的灯光的特征参数等。在得到这些具体的数据之后，第一 ZigBee模块可以通过ZigBee天线将解析后的控制信号发送至相应的灯具，以对相应的灯具进行控制。
[0048]另外，第一 ZigBee模块与第一处理器相连接，还用于接收来自灯具的反馈信号。第一处理器连接在电力载波模块和第一 ZigBee模块之间，还用于解析反馈信号，并将解析后的反馈信号发送至电力载波模块。以及第一电力载波模块通过电力线与主控制器相连接，还用于将解析后的反馈信号发送至主控制器。
[0049]第一 ZigBee模块可以接收来自灯具的反馈信号，例如，接收灯具的地址信息，灯具的运行状态信息等。第一 ZigBee模块还可以接收来自其他通信节点的反馈信号，例如，无线通信网络中的路由信息等。第一处理器将经由第一 ZigBee模块接收的反馈信号解调并提取反馈信号中携带的反馈数据，并通过第一电力载波模块将反馈数据发送给主控制器。
[0050]进一步地，室内照明控制系统还包括:终端设备，与主控制器连接，用于向主控制器发出对灯具进行控制的控制信号。
[0051]终端设备可以是手机、PC终端或者是普通的遥控器。通过终端设备可以为主控制器提供一个图像操作界面，并实现以下功能:
[0052]可设定整个室内照明控制系统的控制参数，如设定开灯的时间、亮度，或者整体控制该室内照明控制系统中的所有灯具；
[0053]可设定某个单独房间内灯具的控制参数，或者整体控制该房间内的组网中的所有的灯具；
[0054]可设定某个单灯具的控制参数，或者单独控制某一个灯；[0055]可以实时查看各级系统和各个灯具的运行状态，如开关状态、亮度、色温等；
[0056]可实时查看室内照明控制系统内的传感器的读数。图3是根据本发明实施例的一种主控制器的示意图，如图所示，该主控制器包括第二电力载波模块，第一以太网模块和/或第一无线通信模块，第二处理器，其中，第一无线通信模块通过无线信号与终端设备相连接，用于接收来自终端设备的第一控制信号。第一以太网模块通过以太网线与终端设备相连接，用于接收来自终端设备的第二控制信号。第二处理器与无线通信模块相连接，用于解析第一控制信号和/或第二控制信号，并将解析得到的控制信号发送至第二电力载波模块。以及第二电力载波模块通过电力线与分控制器相连接，用于向分控制器发送解析后的控制信号。
[0057]主控制器包括第一以太网模块和第一无线通信模块中的至少任意一种。第一以太网模块可以通过以太网线与具有以太网网口的PC等终端设备相连接，接收来自终端设备的第一控制信号，第一无线通信模块可以是wifi或者蓝牙，与手机、平板电脑等终端设备相连接，还可以是红外或者2.4G射频，与遥控器等中终端设备相连接，第一无线通信模块具有射频天线，能够通过射频天线与终端设备相连接。第一以太网模块可以直接同PC终端相连接，也可以通过无线路由器与PC终端相连接。
[0058]在接收到终端设备的控制信号之后，第二处理器对接收到的控制信号进行解析，并对灯具进行控制的指令以及灯具或者传感器的地址进行打包，并将打包后的数据发送给第二电力载波模块，并通过电力线发送给分控制器。
[0059]另外，第二电力载波模块与分控器相连接，用于接收来自分控器的状态数据。第二处理器与第二电力载波模块相连接，用于解析状态数据，并将解析得到的状态数据发送至第一无线通信模块和/或第一以太网模块。第一无线通信模块与第二处理器相连接，用于通过无线信号向终端设备发送解析得到的状态数据，和/或第一以太网模块与第二处理器相连接，用于通过以太网线向终端设备发送解析得到的状态数据。
[0060]第二电力载波模块可以通过电力线与分控器相连接，能够接收来自分控器的状态数据，并将来自分控器的状态发送给第二处理器。其中，状态数据可以灯具或者传感器是否处于照明控制系统的网络中，以及灯具或者传感器的地址等，第二处理器解析状态数据。在解析状态数据之后，第二处理器将解析后的数据发送给第一以太网模块和/或无线通信模块，即，当主控制器仅具有第一以太网模块时，第二处理器将解析后的数据发送给第一以太网模块，通过以太网线将解析后的数据发生给终端设备；当主控制器仅具有第一无线通信模块时，第二处理器将解析后的数据发送给第一无线通信模块，通过无线信号将解析后的数据发送给终端设备，同理，当主控制器同时具有第一以太网模块和第一无线通信模块时，将解析后的数据发给第一以太网模块和第一无线通信模块。
[0061]以下结合图4和图5分别对本发明实施例中的通过以太网线进行有线通信的分控制器和主控制器的结构进行说明。
[0062]图4所示的室内照明控制系统中的分控制器包括第二以太网模块、第二 ZigBee模块和第三处理器。其中，第二以太网模块通过以太网线与主控制器相连接，用于接收来自主控制器的控制信号，并将控制信号发送至第三处理器。第三处理器连接在第二以太网模块和第二 ZigBee模块之间，用于解析控制信号，并将解析后的控制信号发送至第二 ZigBee模块。第二 ZigBee模块与第三处理器相连接，用于将解析后的控制信号发送至灯具。[0063]分控制器中的第二以太网模块与第三处理器的一端相连接，第三处理器的另外一端与第二 ZigBee模块相连接，并且，第二以太网模块、第三处理器和第二 ZigBee模块均与电源相连接，电源为分控制器供电。第二以太网模块通过以太网线接收来自主控制器的控制信号，并将控制信号发送给第三处理器，第三处理器从控制信号中解调控制数据、提取控制数据，按照提取的控制数据确定需要进行控制的灯具地址，对目标灯具的具体的操作命令，以及应达到的灯光的特征参数等。在得到这些具体的数据之后，第二 ZigBee模块可以通过ZigBee天线将解析后的控制信号发送至相应的灯具，以对相应的灯具进行控制。
[0064]另外，第二 ZigBee模块与第三处理器相连接，还用于接收来自灯具的反馈信号。第三处理器连接在第二以太网模块和第二 ZigBee模块之间，还用于解析反馈信号，并将解析后的反馈信号发送至第二以太网模块。以及第二以太网模块通过电力线与主控制器相连接，还用于将解析后的反馈信号发送至主控制器。
[0065]第二 ZigBee模块可以接收来自灯具的反馈信号，例如，接收灯具的地址信息，灯具的运行状态信息等。第二 ZigBee模块还可以接收来自其他通信节点的反馈信号，例如，无线通信网络中的路由信息等。第三处理器将经由第二 ZigBee模块接收的反馈信号解调并提取反馈信号中携带的反馈数据，并通过第二以太网模块将反馈数据发送给主控制器。
[0066]进一步地，室内照明控制系统还包括终端设备，与主控制器连接，用于向主控制器发出对灯具进行控制的控制信号，图5所示的主控制器包括第三以太网模块、第二无线通信模块和第四处理器，第二无线通信模块通过无线信号与终端设备相连接，用于接收来自终端设备的第一控制信号。第三以太网模块通过以太网线与终端设备相连接，用于接收来自终端设备的第二控制信号。第四处理器与第二无线通信模块相连接，用于解析第一控制信号和/或第二控制信号，并将解析得到的控制信号发送至第三以太网模块，其中，第三以太网模块还通过以太网线与分控制器相连接，用于向分控制器发送解析后的控制信号。
[0067]主控制器包括第三以太网模块、第四处理器与第二无线通信模块。第三以太网模块可以通过以太网线与具有以太网网口的PC等终端设备相连接，接收来自终端设备的第一控制信号，第二无线通信模块可以是Wifi或者蓝牙，与手机、平板电脑等终端设备相连接，还可以是红外或者2.4G射频，与遥控器等中终端设备相连接，第二无线通信模块具有射频天线，通过射频天线连接终端设备。第三以太网模块可以直接同PC终端相连接，也可以通过无线路由器与PC终端相连接。
[0068]在接收到终端设备的控制信号之后，第四处理器对接收到的控制信号进行解析，并对灯具进行控制的指令以及灯具或者传感器的地址进行打包，并将打包后的数据发送给第三以太网模块，并通过以太网线发送给分控制器。即第三以太网模块既可以通过以太网线与分控制器进行连接，还可以通过以太网线与终端设备相连接。
[0069]另外，第三以太网模块与分控器相连接，用于接收来自分控器的状态数据。第四处理器与第三以太网模块相连接，用于解析状态数据，并将解析得到的状态数据发送至无线通信模块和/或以太网模块。第二无线通信模块与第四处理器相连接，用于通过无线信号向终端设备发送解析得到的状态数据，其中，第三以太网模块与第四处理器相连接，还用于通过以太网线向终端设备发送解析得到的状态数据。
[0070]第三以太网模块可以通过以太网线与分控器相连接，能够接收来自分控器的状态数据，并将来自分控器的状态发送给第四处理器。其中，状态数据可以是灯具或者传感器是否处于照明控制系统的网络中，以及灯具或者传感器的地址等，第四处理器解析状态数据。在解析状态数据之后，第四处理器将解析后的数据发送给第三以太网模块即，第三以太网模块可以接收来自中终端设备的控制信号，还可以向终端设备发送状态数据，同时，第三以太网模块还可以与分控制器相连接，向分控制器发送控制命令，或者接收来自分控制器的状态数据。
[0071]为了便于控制该室内照明控制系统内的灯具，该系统中的灯具包括灯具ZigBee模块、灯具处理器、驱动器和LED芯片，其中，灯具ZigBee模块与分控制器通过ZigBee相连接，用于接收来自分控制器的控制信号。灯具处理器与灯具ZigBee模块相连接，用于将控制信号转换为驱动信号，并将驱动信号发送至驱动器。以及驱动器与灯具处理器相连接，用于接收驱动信号，并驱动LED芯片，其中，LED芯片与驱动器相连接。
[0072]如图6所示，电源为灯具ZigBee模块、灯具处理器、驱动器和LED芯片供电。灯具具有亮度调节功能，本发明实施例中的室内照明控制系统中的灯具可以选配具有调色温或者调色功能的灯具。LED芯片可以有一种、或一种以上不同颜色、或不同色温等。灯具ZigBee模块接收分控制器发送的控制信号，解调后提取调光指令，并将调光指令发送给灯具处理器。灯具处理器将调光指令转换成驱动信号，用于控制驱动器生成相应的电流或者电压以驱动LED芯片调节亮度、颜色和色温等。灯具的形式任意，可以是室内常用的筒灯、管灯、面板灯、球泡灯等。
[0073]上述实施例中的传感器可以如图7所示，传感器的结构与灯具类似，包括ZigBee通信模块、处理器和传感结构，以及为这些模块供电的电源模块。处理器具有模数转换(ADC)功能，传感结构采集传感信号后发送处理器，处理器将进行通信协议处理并对传感器采集的信号调制后以射频信号的形式发射出去。传感器可以作为路由器，在无线网络中起中继作用。
[0074]以下结合图8对本发明实施例的室内照明控制系统的控制方法进行说明，如图所示，该室内照明控制系统的控制步骤如下:
[0075]步骤S801，用户通过终端设备应用程序的操作界面设定某个、或某组、或全部灯具应执行的命令、及应达到的灯光的特征参数，比如发出某种色温的白光、发出某种颜色的彩色光、调节光的亮度、或实现某种动态的光效。
[0076]步骤S802，终端设备应用程序根据目标灯具的地址由子地址表反向查找得到目标灯具所在的分控制器地址。
[0077]步骤S803，终端设备应用程序将相应的灯光的特征参数(如亮度的百分比或灰度、颜色的色坐标、或对应于某个颜色的索引号)、命令、及地址封装成TCP/IP格式的数据包并发送至主控制器。数据包的格式如图9所示。
[0078]<命令 > 字段可以是开灯、关灯、调节亮度、调节色温、调节颜色等操作命令。
[0079]<地址段 > 字段包含两个字段，分别是〈分控地址段 > 及〈节点地址段 >。其中分控地址段指灯具所在的无线网络中的分控制器在整个室内照明控制系统中的地址；节点地址段指的是灯具在所在的无线网络中的地址。
[0080]<数据段 > 字段包含〈数据长度 > 及〈数据〉字段。数据长度字段表示数据的长度，可以为O。数据则为灯光的特征参数(如亮度的百分比或灰度、颜色的色坐标、或对应于某个颜色的索引号等)，也可以为空。[0081]步骤S804，主控制器的处理器通过以太网或WIFI基于TCP/IP协议接收终端设备发送来的数据包。
[0082]步骤S805，主控制器解析网络数据包，得到灯具应执行的命令，设定的灯光特征参数、目标灯具所在的分控制器地址，以及目标灯具地址。即，主控制器的处理器对收到的数据包进行分解，确定对目标灯具的具体操作命令、目标灯具所在网络的分控制器的地址、目标灯具本身的地址，以及应达到的灯光的特征参数。
[0083]步骤S806，主控制器的处理器根据解析出的调光命令的类型执行操作流程(例如，广播、组播和点播)。
[0084]步骤S807，如果对全部的灯具按照相同的灯光特征参数执行相同的命令，那么采用广播命令，在广播之后，执行步骤S808。
[0085]步骤S808，主控制器的处理器遍历总地址表，通过PLC或者以太网依次向地址表中的各个分控制器地址发送数据包。
[0086]步骤S809，如果对某些分控制器管理的灯具按照相同的灯光特征参数执行相同的命令，那么采用组播命令流程，然后执行步骤S810。
[0087]步骤S810，主控制器的处理器遍历总地址表，找到组播控制的分控制器地址，并通过PLC或者以太网依次向分控制器地址发送数据包。
[0088]步骤S811，如果让某个特定的灯具执行命令以达到某种灯光特征参数，那么采用点播命令流程，然后执行步骤S812。
[0089]步骤S812，主控制器的处理器向目标灯具所在的分控制器地址通过PLC或以太网发送数据包。
[0090]上述的主控制器重新整合数据包，并将数据包通过PLC或以太网发送至目标灯具所在网络的分控制器。重新整合的数据包的格式如图10所示，其中，地址段中不包含分控制器地址段。
[0091]步骤S813，分控制器通过PLC或以太网接收到主控制器发送来的数据包并解析，根据命令类型执行相应流程。分控制器对接收到的数据包进行解析，确定对目标灯具的具体操作命令、灯具本身的地址及应达到的灯光的特征参数。
[0092]分控制器重新整合数据包，并将数据包通过ZigBee发送至目标灯具。重新整合的数据包的格式如图11所示。
[0093]步骤S814，广播命令流程，并执行步骤S815。
[0094]步骤S815，分控制的处理器向其组网内所有的节点通过ZigBee发送数据包。
[0095]步骤S816，点播命令流程，并执行步骤S817。
[0096]步骤S817，分控制器的处理器向其组网内目标灯具的地址通过ZigBee发送数据包。
[0097]步骤S818，对应节点通过ZigBee接收到数据包，并根据相应命令和数据执行相应操作。目标灯具通过ZigBee接收到分控制器发送来的数据包。目标灯具的处理器解析数据包，确定具体操作命令和操作数据，并执行相应操作。
[0098]实现以上所述的混合组网照明控制方案的网络拓扑结构如图12所示。其中，路由设备A和路由设备B可以是灯具或者传感器，优选位于分控制器同房间内的距离最远的点之间连线的中间位置。在图12中，照明节点I所在的位置距离该房间中的分控制器太远，无法直接连接到分控制器，因而无法直接加入无线网络。在分控制器和照明节点I的中间设置路由设备A后，照明节点I可以先连接至路由设备A，路由设备A再连接至分控制器，从而实现照明节点I的入网。
[0099]以上步骤中，分控制器的处理器维护了其所在的无线局域网中所有灯具和传感器的地址表，分控制器会定时将其维护的地址表及分控制器本身的地址上报给主控制器。主控制器的处理器维护了整个网络中的地址表，包括分控制器的地址和各个灯具、传感器的地址。主控制器会定时向终端设备上报其维护的地址表。因此在终端设备上可以很容易的操作整个网络中的具体某一设备或查看某一设备状态信息。分控制器地址表如图13所示。
[0100]在主控制器的处理器中维护了整个网络的地址表，地址表的数据结构如图14所示。这是一个二维表项。地址表中的总表由整个网络中所有分控制器的地址组成，每个分控制器的地址又指向该分控制器所维护的无线网络地址表，这个地址表称为子表。整个地址表由一个总表和若干的子表组成。
[0101]主控制器的处理器主要负责以下任务处理。在硬件上需要驱动PLC模块及以太网卡。负责维护整个网络地址表，保存在存储设备中，并定时更新上报。含有一个TCP/IP协议栈，可以将应用数据包通过TCP/IP协议栈封装成网络数据包，通过网卡发送出去；可以接收来自网卡网络数据包，通过TCP/IP协议栈解析网络数据包，得到相应的应用数据包。负责PLC数据包与网络数据包之间的转换。
[0102]PLC数据包到网络数据包的转换方法如下。主控制器的处理器收到一个来自PLC模块的硬件通知信号，通知处理器接收PLC数据包。处理器进入相应的接收服务，接收完成后将数据包通过TCP/IP协议栈的相应方法加上网络源地址和网络目标地址，转换成网络数据包。
[0103]网络数据包到PLC数据包的转换方法如下。主控制器的处理器内的TCP/IP协议栈包含相应接收数据包的通知机制，当网卡接收到网络数据包并经过协议栈处理后，会发送相应的软件通知。处理器收到通知后执行相应的接收服务，接收完数据包后执行相应的解析服务，确定该数据包中包含的命令字段、地址字段及数据字段；根据地址字段中的内容可以确定此数据包待发送的分控制器地址。处理器提取出分控制器地址后将解析后的数据包重新整合，重新整合后的数据包就是PLC数据包。
[0104]分控制器的处理器主要负责以下任务处理。
[0105]在硬件上需要驱动PLC模块及ZigBee模块。
[0106]负责维护其所在无线网络的地址表，保存在存储设备中，并定时更新及上报至主控制器的处理器。
[0107]负责PLC数据包到ZigBee数据包之间的转换。
[0108]PLC数据包到ZigBee数据包的转换方法如下。分控制器的处理器收到一个来自PLC模块的硬件通知信号，通知处理器接收PLC数据包。处理器进入相应的接收服务，接收完成后执行相应的解析服务，确定该数据包中包含的命令字段、地址字段及数据字段，根据地址字段中的内容可以确定此数据包待发送到的目标灯具。处理器提取出目标灯具地址后，将解析的数据包重新整合，并转交于ZigBee模块。
[0109]ZigBee数据包到PLC数据包的转换方法如下。分控制器的处理器收到一个软件通知，通知处理器接收相应的ZigBee数据包。处理器进入相应的接收服务，接收完成后执行相应解析服务，确定该数据包内的命令内容，根据相应的命令内容，处理器对接收到的数据包执行相应的整合(如添加地址段或添加相应数据)，整合成的数据包即为PLC数据包。
[0110]混合组网照明控制系统运行中，从用户输入到调光控制灯具的操作流程图如图15所示。用户通过终端设备输入控制信息，通过TCP/IP网络数据包将用户输入的控制信息发送给主控制器，主控器通过电力载波发送PLC数据包，分控制器通过ZigBee将ZigBee数据包发送给灯具，从而进行调光控制。其中，灯具将应答信号通过ZigBee发送给分控制器，其中，分控制器通过电力载波向主控制器发送应答信号，而主控制器通过TCP/IP将应答信号发送给终端设备。
[0111]混合组网照明控制系统维护系统中各级地址表如图16所示。
[0112]分控制器负责维护其所在无线局域网的地址表。分控制器的处理器会周期性发送心跳数据包至各个灯具或传感器，确定灯具或传感器在无线网络中的状态是在线或是离线、以及确定灯具或传感器的工作状态。在线的灯具或传感器收到分控制器发送来的心跳包后，会向分控制器回发自己的地址和状态信息。
[0113]主控制器负责维护整个网络的地址表。主控制器的处理器会周期性发送心跳数据包至各个分控制器，确定分控制器及分控制器所在的无线局域网是否在线。分控制器收到主控制器发送来的心跳包后，会向主控制器回发自己的地址、及其维护的无线网络的地址表。
[0114]当用户启动终端设备上的应用程序时，应用程序需要和主控制器进行数据同步，从而使终端设备可以实时获悉当前网络中的各个分控制器、灯具和传感器是否在线及起工作状态。终端设备的应用程序会周期性发送心跳数据包至主控制器。主控制器收到心跳数据包后，向终端设备回发送总地址表。总地址表包括所有在线的分控制器地址表，及其各自维护的无线网络子地址表。
[0115]本发明实施例还提供了一种室内智能控制系统。该室内智能控制系统包括:
[0116]分控制器，通过无线通信方式与智能家居设备组成自组织网络型的无线通信网络，用于与智能家居设备进行通信；以及主控制器，通过有线通信方式与分控制器相连接，用于与分控制器进行通信。
[0117]进一步地，室内智能控制系统还包括:传感器，设置在自组织网络型的无线通信网络中，用于对智能家居设备进行控制和/或通过无线通信网络连接智能家居设备与分控制器。
[0118]本发明上述实施例，不仅限于室内照明系统，本领域技术人员应当可以了解到，本网络系统的照明装置节点同样能够替换为智能家居设备(如:智能网络电视，智能冰箱，智能空调等智能家电产品)和/或传感装置(如:声控传感器，红外线传感器，声波传感器，光敏传感器等)和/或互联网服务器等，也用于室内智能网络架设，以形成室内智能控制系统，因此依据上述发明构思所进行的任何在本领域技术人员无需创造性劳动即可实现的显而易见的替换实施方式皆在本发明权利要求范围之内。
[0119]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种室内照明控制系统，其特征在于，包括: 分控制器，通过无线通信方式与灯具组成自组织网络型的无线通信网络，用于与所述灯具进行通信；以及 主控制器，通过有线通信方式与所述分控制器相连接，用于与所述分控制器进行通信。
2.根据权利要求1所述的室内照明控制系统，其特征在于，所述分控制器包括第一电力载波模块、第一 ZigBee模块和第一处理器,其中， 所述第一电力载波模块通过电力线与所述主控制器相连接，用于接收来自所述主控制器的控制信号，并将所述控制信号发送至所述第一处理器； 所述第一处理器连接在所述电力载波模块和所述第一 ZigBee模块之间，用于解析所述控制信号，并将解析后的控制信号发送至所述第一 ZigBee模块；以及 所述第一 ZigBee模块与所述第一处理器相连接，用于将解析后的控制信号发送至所述灯具。
3.根据权利要 求2所述的室内照明控制系统，其特征在于， 所述第一 ZigBee模块与所述第一处理器相连接，还用于接收来自所述灯具的反馈信号; 所述第一处理器连接在所述电力载波模块和所述第一 ZigBee模块之间，还用于解析所述反馈信号，并将解析后的反馈信号发送至所述电力载波模块；以及 所述第一电力载波模块通过电力线与所述主控制器相连接，还用于将所述解析后的反馈信号发送至所述主控制器。
4.根据权利要求1或2所述的室内照明控制系统，其特征在于，所述主控制器包括第二电力载波模块，第一以太网模块和第一无线通信模块中的至少之一，以及第二处理器， 所述第一无线通信模块通过无线信号与终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第一控制信号； 所述第一以太网模块通过以太网线与所述终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第二控制信号； 所述第二处理器与所述第一无线通信模块相连接，用于解析所述第一控制信号和/或所述第二控制信号，并将解析得到的控制信号发送至所述第二电力载波模块；以及 所述第二电力载波模块通过电力线与所述分控制器相连接，用于向所述分控制器发送解析后的控制信号。
5.根据权利要求4所述的室内照明控制系统，其特征在于， 所述第二电力载波模块与所述分控器相连接，用于接收来自所述分控器的状态数据； 所述第二处理器与所述第二电力载波模块相连接，用于解析所述状态数据，并将解析得到的状态数据发送至所述无线通信模块和/或所述以太网模块； 所述第一无线通信模块与所述第二处理器相连接，用于通过无线信号向所述终端设备发送解析得到的状态数据，和/或所述第一以太网模块与所述第二处理器相连接，用于通过以太网线向所述终端设备发送解析得到的状态数据。
6.根据权利要求1所述的室内照明控制系统，其特征在于，所述分控制器包括第二以太网模块、第二 ZigBee模块和第三处理器，其中， 所述第二以太网模块通过以太网线与所述主控制器相连接，用于接收来自所述主控制器的控制信号，并将所述控制信号发送至所述第三处理器； 所述第三处理器连接在所述第二以太网模块和所述第二 ZigBee模块之间，用于解析所述控制信号，并将解析后的控制信号发送至所述第二 ZigBee模块；以及 所述第二 ZigBee模块与所述第三处理器相连接，用于将解析后的控制信号发送至所述灯具。
7.根据权利要求6所述的室内照明控制系统，其特征在于， 所述第二 ZigBee模块与所述第三处理器相连接，还用于接收来自所述灯具的反馈信号; 所述第三处理器连接在所述第二以太网模块和所述第二 ZigBee模块之间，还用于解析所述反馈信号，并将解析后的反馈信号发送至所述第二以太网模块；以及 所述第二以太网模块通过以太网线与所述主控制器相连接，还用于将所述解析后的反馈信号发送至所述主控制器。
8.根据权利要求6所述的室内照明控制系统，其特征在于，所述室内照明控制系统还包括终端设备，与所述主控制器连接，用于向所述主控制器发出对所述灯具进行控制的控制信号，所述主控制器包括第三以太网模块、第二无线通信模块和第四处理器， 所述第二无线通信模块通过无线信号与所述终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第一控制信号； 所述第三以太网模块通过以太网线与所述终端设备相连接，用于接收来自所述终端设备的第二控制信号； 所述第四处理器与所述第二无线通信模块相连接，用于解析所述第一控制信号和/或所述第二控制信号，并将解析得到的控制信号发送至所述第三以太网模块，其中，所述第三以太网模块还通过以太网线与所述分控制器相连接，用于向所述分控制器发送解析后的控制信号。
9.根据权利要求8所述的室内照明控制系统，其特征在于， 所述第三以太网模块与所述分控器相连接，用于接收来自所述分控器的运行状态数据； 所述第四处理器与所述第三以太网模块相连接，用于解析所述运行状态数据，并将解析得到的运行状态数据发送至所述无线通信模块和/或所述以太网模块； 所述第二无线通信模块与所述第四处理器相连接，用于通过无线信号向所述终端设备发送解析得到的运行状态数据，其中，所述第三以太网模块与所述第四处理器相连接，还用于通过以太网线向所述终端设备发送解析得到的运行状态数据。
10.根据权利要求9所述的室内照明控制系统，其特征在于，所述灯具包括灯具ZigBee模块、灯具处理器、驱动器和LED芯片，其中， 所述灯具ZigBee模块与所述分控制器通过ZigBee相连接，用于接收来自所述分控制器的控制信号； 所述灯具处理器与所述灯具ZigBee模块相连接，用于将所述控制信号转换为驱动信号，并将所述驱动信号发送至所述驱动器；以及 所述驱动器与所述灯具处理器相连接，用于接收所述驱动信号，并驱动所述LED芯片，其中，所述LED芯片与所述驱动器相连接。
11.根据权利要求2至3或者权利要求6至10中任一项所述的室内照明控制系统，其特征在于， 用6LoWPAN模块替换采用ZigBee协议的模块。
12.一种室内智能控制系统，其特征在于，包括: 分控制器，通过无线通信方式与智能家居设备组成自组织网络型的无线通信网络，用于与所述智能家居设备进行通信；以及 主控制器，通过有线通信方式与所述分控制器相连接，用于与所述分控制器进行通信。
13.根据权利要求12所述的室内智能控制系统,其特征在于，所述室内智能控制系统还包括: 传感器，设置在所述自组织网络型的无线通信网络中，用于对所述智能家居设备进行控制和/或通过所述无线通信网络连接所述智能家居设备与所述分控制器。
【文档编号】H05B37/02GK103987173SQ201410215841
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】董建飞, 李顺, 高强, 吴俊杰, 朱明星, 张国旗 申请人:常州市武进区半导体照明应用技术研究院