现场总线控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种现场总线控制装置，至少包括：发送控制指令及/或接收反馈数据的主控制模块，主控制模块包括主控服务器和多个与所述主控服务器通过WIFI连接的智能控制器；主控服务器包括用于其将所述控制指令编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输出去的第一WIFI单元；智能控制器包括用于其将所述反馈数据编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输至主控服务器的第二WIFI单元；与一个或多个LED模块连接的，用于依据主控制模块发送的控制指令控制LED模块及/或用于发送撷取的反馈数据给主控制模块的从控制模块；从控制模块包括多个从控制器。本实用新型所述的现场总线控制装置以解决现有技术中的LED现场控制总线不易管理、通讯距离受限、容错能力很差等问题。
【专利说明】现场总线控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于LED智能灯的系统控制领域，特别是涉及一种现场总线控制装置。
【背景技术】
[0002]LED以发光效率高、显色性好、使用寿命长、可靠性高、容易实现控制和多色彩的特点越来越受到人们的重视，路灯作为一个城市的象征性标志，日渐成为城市的一道风景线，特别是近来越来越多的国家都制定节能减排的法规和照明标准的规范，更加有力地推动了LED智能灯市场的发展。
[0003]然而，随着LED照明市场的快速发展，LED智能灯市场成了众企业争夺份额的一大焦点，由于权威技术标准发展的滞后，导致整个LED智能灯行业的良莠不齐，纵观目前的有线网络LED智能灯控制系统，特别是模块化的LED智能灯控制系统，基本上都是所有LED智能灯模块挂在同一个现场总线上，这样带来的问题是，在模块数量较多时，大大增加了总线的负载，而且，某一个模块如果出现故障，就有可能影响到整个网络的可靠性。另外还有大量的不带中央控制系统的LED智能灯，此种智能灯尽管有些带有光线传感器及其他智能诊断调节功能，但是，由于没有中央控制，只能各自为阵，不便于集中管理。为此，需要对该些LED智能灯进行现场控制管理，则提出了一个由至少一主控器以及若干个从控器并藉由现场总线的连接组成LED智能灯控制系统的解决方案。
[0004]在现场控制中，特别是主从控制领域，应用最多的是并行总线，即所有控制器全部连接在总线上，不但会对造成总线负担，而且当通讯距离远时则需要中继；另外，网络结点多了也需要对信号放大整形，每个控制器需要预先把地址写入，控制起来十分麻烦。还有一种每个控制器有一个发送和一个接收，手拉手的接下去，当一个控制器发生故障后直接影响到整个网络的可靠性，在实际的应用中，如果只有一个控制器出现故障，便会造成损坏一大片的假象，容错能力很差。
[0005]因而，如何提供一种用于LED智能灯的现场总线控制装置，以解决现有技术中的LED现场控制总线不易管理、通讯距离受限、容错能力很差等种种缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种现场总线控制装置，用以解决现有技术中的LED现场控制总线不易管理、通讯距离受限、容错能力很差等种种问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种现场总线控制装置，至少包括:
[0008]用于发送控制指令及/或接收反馈数据的主控制模块，所述主控制模块包括主控服务器和多个与所述主控服务器通过WIFI连接的智能控制器；所述主控服务器包括用于其将所述控制指令编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输出去的第一 WIFI单元；所述智能控制器包括用于其将所述反馈数据编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输至所述主控服务器的第二 WIFI单元；与一个或多个LED模块连接的，用于依据所述主控制模块发送的控制指令控制LED模块及/或用于发送撷取的反馈数据给所述主控制模块的从控制模块；所述从控制模块包括多个分别连接一个或多个LED模块的从控制器；所述从控制器包括第一从控制器、第二从控制器……第N-1从控制器、以及第N从控制器。
[0009]优选地，每一个所述智能控制器的信号线至少直接连接第一从控制器、第二从控制器或/及后一从控制器、第三从控制器或/及后二从控制器；所述从控制器中的一从控制器的信号线至少直接连接与从该控制器邻接的后一从控制器或/及后二从控制器或/及后三从控制器。
[0010]优选地，所述智能控制器具有用于发送控制指令及/或接收反馈数据的第一主通信端口及第二主通信端口 ；各该从控制器用于依据所述主控制模块发送的控制指令控制其LED模块及/或用于发送自撷取的反馈数据给所述主控制器，各该从控制器均具有第一从通信端口、第二从通信端口，以及第三从通信端口。
[0011]优选地，所述第一从控制器的第一从通信端口连接所述第一主通信端口、第二从通信端口连接所述第二主通信端口、第三从通信端口连接于与其邻接的第二从控制器的第二从通信端口 ；且第一从控制器的第二从通信端口还连接与其邻接的第二从控制器的第一从通信端口 ；第二从控制器的第二从通信端口连接与其邻接的后一从控制器的第一从通信端口，第二从控制器的第三从通信端口连接与其邻接的后一从控制器的第二从通信端口。
[0012]优选地，所述智能控制器的第一主通信端口和第二主通信端口为发送控制指令的发送端口，也为接收反馈数据的接收端口。
[0013]优选地，所述多个从控制器包括一最高优先级从控制器与多个优先级依次递减的次优先级从控制器，所述的多个次优先级从控制器依据依次递减的优先级依次邻接。
[0014]优选地，所述从控制器包括与所述LED模块相连接的分控单元。
[0015]优选地，各通信端口藉由信号线连接，所述信号线为RS485信号线、RS422信号线、或CAN信号线。
[0016]如上所述，本实用新型所述的现场总线控制装置，具有以下有益效果:
[0017]本实用新型的现场总线控制装置中每个控制器具有不同的优先级别，可以自动编写地址，安装调试方便，双向通讯可以反馈。并且只要不需要中继器可以对信号进行再生，可以把信号传输的无限远。重要的是，本实用新型的现场总线控制装置中的一个从控制器出故障后，此时网络中其他控制器不受结点故障的影响。主控需要在空闲时间对从控制器进行诊断，一旦有网路出现故障后及时检修，由于存在备用数据线，从而保证了设备还可以正常工作，增加了冗余度。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1显示为本实用新型现场总线控制装置的原理结构示意图。
[0019]图2显示为本实用新型现场总线控制装置在一个实施方式中的结构示意图。
[0020]图3显示为主控制器发送的控制指令给各从控制器的数据流示意图。
[0021]图4显示为各从控制器反馈数据给主控制器的数据流示意图。
[0022]元件标号说明
[0023]I 现场总线控制装置
[0024]11 主控制模块
[0025]12 从控制模块
[0026]111 主控服务器
[0027]112 智能控制器
[0028]112a第一主通信端口
[0029]112b第二主通信端口
[0030]1111 第一 WIFI 单元
[0031]1121 第二 WIFI 单元
[0032]121 从控制器
[0033]1211第一从控制器
[0034]1212第二从控制器
[0035]1213第三从控制器
[0036]1214第四从控制器
[0037]1211a第一从控制器的第一
[0038]从通信端口
[0039]1212a第二从控制器的第一
[0040]从通信端口
[0041]1213a第三从控制器的第一
[0042]从通信端口
[0043]1214a第四从控制器的第一
[0044]从通信端口
[0045]1211b第一从控制器的第二
[0046]从通信端口
[0047]1212b第二从控制器的第二
[0048]从通信端口
[0049]1213b第三从控制器的第二
[0050]从通信端口
[0051]1214b第四从控制器的第二
[0052]从通信端口
[0053]1211c第一从控制器的第三
[0054]从通信端口
[0055]1212c第二从控制器的第三
[0056]从通信端口
[0057]1213c第三从控制器的第三
[0058]从通信端口
[0059]1214c第四从控制器的第三
[0060]从通信端口
【具体实施方式】
[0061]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0062]请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0063]本实用新型提供一种现场总线控制装置1，请参阅图1，显示为现场总线控制装置的原理结构，所述现场总线控制装置I至少包括:主控制模块11和从控制模块12，其中所述主控制模块11包括主控服务器111和多个与所述主控服务器通过WIFI连接的智能控制器112。所述主控服务器111包括一 WIFI单元，多个智能控制器112中每一个智能控制器112中也包括一个WIFI单元。所述从控制模块12包括多个从控制器121。所述主控服务器111包括用于其将所述控制指令编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输出去的第一WIFI单元1111 ;所述智能控制器112包括用于其将所述反馈数据编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输至所述主控服务器的第二 WIFI单元1121 ；
[0064]所述主控制模块11用于发送控制指令及/或接收反馈数据。所述主控服务器111用于通过发送控制指令或接收反馈数据来管理和监控辖区内所有LED模块的工作状态，其设置在所述主控制模块的控制中心。所述智能控制器112用于传输控制指令或反馈数据，其为所述主控服务器111与从控制器121的通信桥梁。所述主控制模块11中的主控服务器在发送控制指令时将控制指令编制成符合WIFI通信协议的数据信号通过第一 WIFI单元1111发送至所述智能控制器112，所述智能控制器112接收到控制指令后将其传输出去。所述主控制模块11中所述智能控制器112在接收到反馈数据后将所述反馈数据编制成符合WIFI通信协议的数据信号通过第二 WIFI单元1121发送至所述主控服务器111以便管理和监控辖区内LED模块的工作状态。
[0065]所述从控制模块12与一个或多个LED模块连接的，用于依据所述主控制模块11发送的控制指令控制LED模块及/或用于发送撷取的反馈数据给所述主控制模块11。所述从控制模块12包括多个分别连接一个或多个LED模块的从控制器121 ;所述从控制器121包括第一从控制器、第二从控制器、……第N-1从控制器、以及第N从控制器。每一个所述智能控制器112的信号线至少直接连接第一从控制器、第二从控制器或/及后一从控制器、第三从控制器或/及后二从控制器；所述从控制器中的一从控制器的信号线至少直接连接与从该控制器邻接的后一从控制器或/及后二从控制器或/及后三从控制器。
[0066]在本实施例中，所述主控制模块中主控服务器，例如为设置在控制中心的计算机或者服务器，用来通过发送控制指令或接收反馈数据的方式管理和监控其辖区内的所有LED模块的工作状态。所述从控制器包括与所述LED模块相连接的分控模块，用以解析为控制指令以分别控制各该LED智能灯执行点亮、熄灭、亮度调节或色温调节作业。
[0067]所述智能控制器112具有用于发送控制指令及/或接收反馈数据的第一主通信端口及第二主通信端口 ；在本实施例中，当所述主控制模块11具有用于发送控制指令时，所述智能控制器112的第一主通信端口及第二主通信端口为发送端口，当所述主控制模块11接收反馈数据时，所述智能控制器112的第一主通信端口及第二主通信端口为接收端口。
[0068]在本实施例中，所述主控制模块11发送的控制指令还包括给每个从控制器分配地址的控制指令，所述主控制模块11依据给每个从控制器121分配的地址对各从控制器进行控制管理，实现数据及命令的交换。
[0069]所述的多个从控制器121分别连接一 LED模块(未予以图示)，各该从控制器用于依据所述主控制模块11发送的控制指令控制其LED模块执行点亮、熄灭、亮度调节或色温调节作业及/或用于发送自所述LED模块撷取的反馈数据给所述主控制器，所述从控制器121包括第一从控制器、第二从控制器……第N-1从控制器、以及第N从控制器，需要说明的是，此处N彡3。
[0070]需要说明的是，依据所述智能控制器112的实际接口数量，所述智能控制器112的信号线还可以直接连接第一从控制器、第二从控制器、……第N-1从控制器、以及第N从控制器；相应地，所述第一从控制器的信号线至少直接连接第二从控制器以及与所述第二从控制器邻接的后一从控制器、后二从控制器、……第N-1从控制器、以及第N从控制器。
[0071]在本实施例中，所述从控制器121包括第一从控制器1211、第二从控制器1212、第三从控制器1213、以及第四从控制器1214为例进行说明，分别为图2所示的第二从控制器1212、第三从控制器1213、第四从控制器1214。各该从控制器均具有第一从通信端口、第二从通信端口，以及第三从通信端口。
[0072]在本实施例中，上述各通信端口藉由信号线连接，所述信号线例如为RS485信号线、RS422信号线、CAN信号线或者其他类型的总线。
[0073]请参阅图2，显示为本实用新型现场总线控制装置在一个实施方式中的结构示意图，如图所示，所述现场总线控制装置I至少包括主控制模块11和从控制模块12，所述主控制模块11包括主控服务器111和智能控制器112，从控制模块12包括从控制器1211、1212、1213,1214ο
[0074]在本实施例中，所述多个从控制器包括一最高优先级从控制器与多个优先级依次递减的次优先级从控制器，具体地，所述的多个次优先级从控制器依据依次递减的优先级依次邻接。在本实施例中，所述的多个从控制器暂以4个为例进行说明，最高优先级从控制器为图2所示的第一从控制器21，所述的多个次优先级从控制器分别为图2所示的第二从控制器1212、第三从控制器1213、第四从控制器1214。
[0075]如图2所示，所述第一从控制器1211的第一从通信端口 1211a连接所述智能控制器112的第一主通信端口 112a、所述第一从控制器1211的第二从通信端口 1211b连接所述智能控制器112的第二主通信端口 112b、所述第一从控制器1211的第三从通信端口 1211c连接于与其邻接的第二从控制器1212的第二从通信端口 1212b ;所述第一从控制器1211的第二从通信端口 1211b还连接与其邻接的第二从控制器1212的第一从通信端口 1212a。
[0076]以此类推，所述第二从控制器1212的第二从通信端口 1212b连接与其邻接的第三从控制器1213的第一从通信端口 1213a。所述第二从控制器1212的第三从通信端口 1212c连接与其邻接的第三从控制器1213的第二从通信端口 1213b。
[0077]所述第三从控制器1213的第二从通信端口 1213a连接与其邻接的第四从控制器1214的第一从通信端口 1214a。所述第三从控制器1213的第三从通信端口 1213c连接与其邻接的第四从控制器1214的第二从通信端口 1214b。
[0078]由以上拓扑结构可知，例如所述第三从控制器1213出现故障后，不能转发数据，此时第四从控制器1214的第二从通信端口 1214b收不到数据，但是第四从控制器1214的第一从通信端口 1214a还可以正确接收到所述第二从控制器1212的第三从通信端口 1212c发送的数据，从而使网络中其他控制器不受结点故障的影响。另外，本实用新型现场总线控制装置中的拓扑结构不需要中继器可以对信号进行再生，可以把信号传输的无限远。
[0079]在本实用新型中，所述主控制模块还可以在空闲时间对每个从控制器进行故障诊断，一旦有通路出线故障后及时检修，由于存在备用数据线，从而保证了设备还可以正常工作，增加了冗余度。在本实施例中，任一从控制器的第一从通信端口、第二从通信端口、或第三从通信端口中任一端口不能接收或发送数据时，输出报警指令给所述LED模块，由该LED模块进行故障显示，例如为，从控制模块按照和主控制模块事先约定做出响应，如:控制继电器动作，灯光亮度变化等。
[0080]需要特别说明的是，在本实用新型的现场总线控制装置中，所述从控制器依据所述主控制模块发送的控制指令控制其LED模块执行点亮、熄灭、亮度调节或色温调节作业时，其第一从通信端口及第二从通信端口为接收端口，其第三从通信端口为发送端口，请参阅图3，显示为主控制模块发送的控制指令给各从控制器的数据流示意图。如图所示，以第一从控制器1211为例进行说明，所述主控制模块11中的主控服务器111发送控制指令并将所述控制指令编制成符合WIFI通信协议的数据信号通过第一 WIFI单元1111发送至所述智能控制器112，第一从控制器1211依据所述智能控制器112通过信号线发送的控制指令控制其LED模块执行点亮、熄灭、亮度调节或色温调节作业时，其第一从通信端口 1211a及第二从通信端口 1211b为接收端口，其第三从通信端口 1211c为发送端口。该第三从通信端口 1211c将数据发送至第二从控制器1212的第二从通信端口 1212b以及第三从控制器1213的第一从通信端口 1213a，进而使网络中其他控制器不受结点故障的影响。
[0081]在具体的实施例中，所述从控制器依据所述主控制模块发送的控制指令控制其LED模块执行点亮、熄灭、亮度调节或色温调节作业时，其第一从通信端口及第二从通信端口将接收的每段码流中携带地址信息与所述从控制器中预设的地址信息进行匹配，在匹配正确时将该段码流中的数据予以接收，并将该数据解析为控制指令以分别控制各该LED模块执行点亮、熄灭、亮度调节或色温调节作业。
[0082]所述从控制器121用于发送自所述LED模块撷取的反馈数据给所述智能控制器112时，所述从控制器121的第一从通信端口为发送端口，其第二从通信端口及第三从通信端口为接收端口。请参阅图4，显示为各从控制器反馈数据给主控制模块的数据流示意图。如图所示，以第一从控制器1211为例进行说明，所述第一从控制器1211用于发送自所述LED模块撷取的反馈数据给所述智能控制器112，所述智能控制器112将接收到的反馈数据编制成符合WIFI通信协议的数据信号通过第二 WIFI单元1121发送至所述主控服务器111时，所述第一从控制器1211的第一从通信端口 1211a为发送端口，第一从控制器1211的第二从通信端口 1211b及第三从通信端口 1211c为接收端口，该第二从通信端口 1211b接收的数据来自第二从控制器1212的第一从通信端口 1212a发送的数据，第二从控制器1212的第三从通信端口 1212c接收来自第三从控制器1213的第一从通信端口 1213a发送的数据；第二从控制器1212用于发送自所述LED模块撷取的反馈数据给所述智能控制器112时，该第二从控制器1212的第一从通信端口 1212a为发送端口，第二丛控制器1212的第二从通信端口 1212b接收第三从控制器1213的第一从通信端口 1213a发送的数据，第二从控制器1212的第三从通信端口 1212c接收第四从控制器1214的第一从通信端口 1214a发送数据。进而当其中一个从控制器出故障后，有备用反馈通道可以正常反馈数据，使网络中其他控制器不受结点故障的影响。
[0083]综上所述，本实用新型的现场总线控制系统中每个控制器具有不同的优先级别，可以自动编写地址，安装调试方便，双向通讯可以反馈。并且只要不需要中继器可以对信号进行再生，可以把信号传输的无限远。重要的是，本实用新型的现场总线控制系统中的一个从控制器出故障后，此时网络中其他控制器不受结点故障的影响。主控需要在空闲时间对从控制器进行诊断，一旦有网路出现故障后及时检修，由于存在备用数据线，从而保证了设备还可以正常工作，增加了冗余度。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0084]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种现场总线控制装置，其特征在于，至少包括: 用于发送控制指令及/或接收反馈数据的主控制模块，所述主控制模块包括主控服务器和多个与所述主控服务器通过WIFI连接的智能控制器；所述主控服务器包括用于其将所述控制指令编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输出去的第一 WIFI单元；所述智能控制器包括用于其将所述反馈数据编制成符合WIFI通信协议的数据信号传输至所述主控服务器的第二 WIFI单元； 与一个或多个LED模块连接的，用于依据所述主控制模块发送的控制指令控制LED模块及/或用于发送撷取的反馈数据给所述主控制模块的从控制模块；所述从控制模块包括多个分别连接一个或多个LED模块的从控制器；所述从控制器包括第一从控制器、第二从控制器……第N-1从控制器、以及第N从控制器。
2.根据权利要求1所述的现场总线控制装置，其特征在于:每一个所述智能控制器的信号线至少直接连接第一从控制器、第二从控制器或/及后一从控制器、第三从控制器或/及后二从控制器；所述从控制器中的一从控制器的信号线至少直接连接与从该控制器邻接的后一从控制器或/及后二从控制器或/及后三从控制器。
3.根据权利要求1所述的现场总线控制装置，其特征在于:所述智能控制器具有用于发送控制指令及/或接收反馈数据的第一主通信端口及第二主通信端口 ；各该从控制器用于依据所述主控制模块发送的控制指令控制其LED模块及/或用于发送自撷取的反馈数据给所述主控制器，各该从控制器均具有第一从通信端口、第二从通信端口，以及第三从通信端口。
4.根据权利要求3所述的现场总线控制装置，其特征在于:所述第一从控制器的第一从通信端口连接所述第一主通信端口、第二从通信端口连接所述第二主通信端口、第三从通信端口连接于与其邻接的第二从控制器的第二从通信端口 ；且第一从控制器的第二从通信端口还连接与其邻接的第二从控制器的第一从通信端口 ；第二从控制器的第二从通信端口连接与其邻接的后一从控制器的第一从通信端口，第二从控制器的第三从通信端口连接与其邻接的后一从控制器的第二从通信端口。
5.根据权利要求3所述的现场总线控制装置，其特征在于:所述智能控制器的第一主通信端口和第二主通信端口为发送控制指令的发送端口，也为接收反馈数据的接收端口。
6.根据权利要求1所述的现场总线控制装置，其特征在于:所述从控制器包括与所述LED模块相连接的分控单元。
7.根据权利要求1所述的现场总线控制装置，其特征在于:各通信端口藉由信号线连接，所述信号线为RS485信号线、RS422信号线、或CAN信号线。
【文档编号】H05B37/02GK204217157SQ201420054900
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】詹宏朝, 辛英杰, 高建斌 申请人:上海广茂达光艺科技股份有限公司