技术领域本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种具有无线通信功能的LED照明领域。
背景技术：
LED光源和灯具已经在室内照明区域广泛使用，例如家庭，酒店，办公室，等公共区域。在这些区域除了照明的需求，同样有对无线上网的通讯需求，虽然在上述区域已经部署无线设备，但由于安装位置的难易程度，装饰美观，供电，联通主干网的成本等综合问题，并没在室内得到完全的信号覆盖，和设备连接数等问题。现在市场中出现的解决“无线死角”，即无线信号在室内覆盖不足的问题，无线路由器提供的AP数(无线接入点)不够的问题，基本有如下解决方案：1、选择购买和已用的路由器同款同型号的产品，通过WDS组网，即可实现理想的新的无线覆盖。2、购买一台无线中继器，效果堪比WDS，且设置简单，即插即用。3、配备无线电力猫，即使是别墅或复式楼层，仅需多买几个电力猫即可满足全面覆盖。但是以上解决方案的设备价格偏高，而且占用多个电源插座和空间，使普通家庭的使用空间更为拥挤。而且，插座太多不便与管理，潜藏巨大的安全隐患。中国专利CN103797641A公开了一种具有射频天线的照明设备，该照明设备在改进照明设备的发光强度的反射器处布置了用于照明设备的远程控制的射频天线。反射器作为射频天线的支架，由此将射频天线支撑在距离照明设备底座的足够距离处。由于射频天线与布置有驱动电子器件、散热器或任何其他潜在干扰或屏蔽部件的底座在空间上分离开，所以改进了照明设备的射频接收。但是该专利的射频天线的设置只能在有限的角度范围内发射或接收射频信号，在实际使用中，灯的摆放位置有多种，该专利的射频天线设置会导致用户使用无线信号的有些区域存在信号死角。而且射频天线设置在反射器的非反射处，容易与灯头发生短路，存在安全隐患。此外，射频天线设置在反射器上距离光源较近，光源会散发热量，影响射频天线的工作效率。
技术实现要素：
针对现有技术之不足，本发明提供一种具有无线通信功能的LED照明设备，其至少包括灯壳、通信模块和LED光源模组，其特征在于，具有无线中继功能的所述通信模块连接至多个天线，所述多个天线以空间分集方式设置在所述灯壳内或所述灯壳的外表面。根据一个优选实施方式，在所述灯壳的靠近所述LED光源模组一端的外侧以包围所述灯壳的方式套设有纵向尺寸明显小于所述灯壳的外层壳体，并且所述外层壳体与所述灯壳之间间隔有足以容纳所述天线且允许所述外层壳体两端空气对流的空间，使得设置在所述灯壳外表面的天线始终处于干燥环境中。根据一个优选实施方式，所述外层壳体一体成型在所述灯壳的外侧，所述灯壳和所述外层壳体之间设置有多个与所述灯壳和所述外层壳体一体成型的连接骨，并且所述多个连接骨将所述灯壳与所述外层壳体之间的空间纵向隔断为多个具有两端开口且能够容纳所述天线的腔体。根据一个优选实施方式，所述外层壳体呈环形盖状结构，所述环形盖状结构的外层壳体的尺寸足以包围设置在所述灯壳表面的多个天线；并且所述外层壳体上设置有多个用于在所述外层壳体和所述灯壳之间形成空气对流的通孔，并且所述外层壳体以螺纹连接或卡扣连接的方式可拆卸地套设在所述灯壳外侧。根据一个优选实施方式，所述外层壳体包括水平段和与所述水平段连接的竖直段；其中，所述水平段上设置有多个所述通孔，并且所述水平段的能够与所述灯壳表面接触的内侧表面设置有螺纹或卡扣结构；与所述水平段相对的所述竖直段的一面设置有所述多个通孔，并且所述竖直段的能够与所述灯壳表面接触的内侧表面设置有螺纹或卡扣结构；或者所述竖直段以不接触所述灯壳的方式设置。根据一个优选实施方式，所述天线以环形反光罩的形式设置在所述灯壳内，所述天线表面可选择地涂覆有能够反射可见光且透过电磁波的薄膜/涂层，使得所述天线能够反射所述LED光源模组发出的光线并且透过电磁波。根据一个优选实施方式，至少一个所述天线以不影响所述LED光源模组出光的方式设置在所述LED光源模组的中心位置或均匀分布在设置在所述LED光源模组上的多个LED芯片之间，并且所述天线高度不大于2cm，所述天线外层涂覆有能够反射可见光且能够透过电磁波的薄膜/涂层。根据一个优选实施方式，所述灯壳包括设置在内侧的金属骨架和通过注塑成型方式或浇注方式与所述金属骨架外表面紧密结合的高导热塑料壳体，在预定模具内，通过所述金属骨架和成型在所述金属骨架表面的塑料壳体一次成型为所述灯壳和套设在所述灯壳外侧的外层壳体。根据一个优选实施方式，所述天线为高温环境稳定、工作湿度为10％～90％、热膨胀系数为3.5～4.0的陶瓷天线，或者所述天线为以印刷、喷涂或镭射的形式设置在所述灯壳表面的印刷天线、LDS天线，具有几何形状或仿真图形的形状的所述天线粘贴或机械固定在所述灯壳上或所述外层壳体上的与所述天线形状相匹配的凹槽内。根据一个优选实施方式，所述LED照明设备还包括与外界电源导电连接的灯头、与所述灯壳连接且设置在所述LED光源模组出光侧的灯罩以及设置在所述灯壳内的集成电路板，其中，所述LED光源模组包括光源基座、导热基板和至少一个覆有荧光材料的LED芯片，所述光源基座和导热基板之间粘贴或涂覆有导热硅脂层，所述集成电路板包括电源模块、光源驱动模块和控制模块，所述集成电路板和所述通信模块灌封在所述灯壳内。有益效果:(1)天线设置在灯壳与外层壳体之间形成的空间内，避免了天线直接裸露在外表面，同时空气对流加快了天线的散热速度；外层壳体既能更好的保护天线免受损害，而且也防止天线在通过LED照明设备高压测试时被击穿；外层壳体不会影响天线接收或发射无线信号的质量。(2)灯壳表面温度比空气高，更干燥，更有利于延长天线的使用寿命。(3)陶瓷天线热响应快，热效率高，热惯性小，高温稳定性极好，功率衰减小，耐电压冲击能力强，在LED照明设备进行高压测试时不易损坏。(4)天线在灯壳的位置能使LED照明设备适应多种实际安装场合，而且无线信号的品质不会衰减，能够在绝大部分的照明区域内实现无线信号无死角覆盖。(5)天线以环形反光罩的形式设置在灯罩中，兼有反光和信号传输两个功能，而灯罩可以避免天线受潮，保护天线通过LED照明设备的高压测试。该天线不会与灯头构成短路，可以顺利通过LED照明设备的高压测试。天线安放在外层壳体和灯壳的间隔空间中，避免了天线直接裸露在灯壳的外表面，防止出现LED高压测试时天线被击穿的情况，克服了现有的具有WiFi功能的LED照明设备的天线直接裸露在外的缺陷。附图说明图1是一种具有无线通信功能的LED照明设备；图2是其中一种实施例的A-A剖视图；图3是LED光源剖视图；图4是LED照明设备的的灯壳结构图；图5是LED照明设备的模块图；图6是LED照明设备的一个优选实施方式的局部剖视图；和图7是LED照明设备的一个优选实施方式的局部剖视图。附图标记列表10：灯头20：灯壳21：光源驱动模块22：通信模块23：电源模块24：光源基座25：天线26：外层壳体27：导热层28：控制模块29：腔体30：灯罩40：LED光源模组41：LED芯片42：导热基板43：导热硅脂层51：通孔53：连接骨具体实施方式在对本发明进行详细说明前，对本发明中涉及的术语进行如下说明：“空间分集”：也称天线分集，是通信中使用较多的分集形式，简单的说，就是采用多付接收天线来接收信号，然后进行合并。为保证接收信号的不相关性，这就要求天线之间的距离足够大，这样做的目的是保证了接收到的多径信号的衰落特性不同。在理想情况下，接收天线之间的距离只要波长λ的一半就可以了。“天线”：包括GSM850天线、GSM1800/1900天线、WLAN2.4天线、WLAN5天线、WiMax天线、蓝牙天线、GPS天线及其任意组合。“无线信号”：包括WiFi信号、GSM信号、GPS信号、WiMax信号、射频信号、红外信号、蓝牙信号及其任意组合。下面结合附图进行详细说明。实施例1本发明提供一种具有无线通信功能的LED照明设备，如图1所示，包括灯头10、灯壳20、灯罩30、集成电路板、通信模块22和LED光源模组40。如图2所示，集成电路板、通信模块和LED光源模组40设置在灯壳20内。需要说明的是，在本实施例1下的具有无线通信功能的LED照明设备不包括图2中的外层壳体26，仅包括灯壳20。灯壳20分别于灯头10和灯罩30连接。灯壳20由导热系数为10～20W/mk的高导热塑料制成，且灯壳20同时作为散热器使用。具有无线中继功能的通信模块22连接至多个天线25。多个天线以空间分集方式设置在灯壳内或灯壳的外表面，使得天线能够有效传递无线信号，提高照明区域内无线信号的强度质量。一个天线粘贴在灯壳的表面或灯壳内，向LED照明设备的周围发射或接收无线信号。天线将接收到的电磁波信号传输给具有无线中继功能的通信模块，由通信模块将信息通过无线路由器传输至互联网。天线在通信过程中也可将互联网数据经由无线路由器传输至LED照明设备的具有无线中继功能的通信模块，经由该通信模块在LED照明设备的照明区域内向无线终端设备提供数据链接。当LED照明设备工作时，灯壳的温度比空气高，灯壳附件的空气会比较干燥，有利于保护天线免受潮湿的影响，延长天线的使用寿命。较佳地，天线的个数为两个，布置在灯壳外表面的两个不同部位。这样的天线分布有利于LED照明设备所在的房间被无线信号全面无死角覆盖。无线信号覆盖范围更广，信号更佳。LED照明设备在出厂前要经过高压测试，目的使为了测试产品的使用安全性，确保所生产的产品在客户使用时不会发生对人体伤害的事故。因此，设置在灯壳上的天线同样要经过高压测试。本实施例的天线优选陶瓷天线。陶瓷天线的工作温度为30℃～70℃，工作湿度为10％～90％。陶瓷天线的热惯性小，在高温环境中稳定，功率衰减小，耐电压冲击能力强，使用寿命长，机械强度较高。因此，在LED照明设备进行高压测试时，陶瓷天线可以承受高压的冲击，不易损坏。同时，陶瓷的热膨胀系数为3.5～4.0，比较低，在灯壳表面不会变形。根据一个优选实施方式，天线还可以为印刷天线和LDS天线。印刷天线以灯壳表面为基板并印刷在灯壳表面上。印刷天线体积小，制作工艺相对简单，符合现代设备小型化的需求。LDS天线技术就是激光直接成型技术(Laser-Direct-structuring)，利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案。LDS天线性能稳定，节省空间，信号质量高，可以减少LED照明设备的质量和体积。如图3所示，LED光源模组40包括光源基座24、导热基板42和至少一个覆有荧光材料的LED芯片，在光源基座24和导热基板42之间粘贴或涂覆有导热硅脂层43。灯罩30粘贴在光源基座24与灯壳20之间。根据一个优选实施方式，灯壳20与光源基座24之间采用卡扣固定。或者，在灯壳20的金属内壁设置螺纹。然后将LED光源基座24与灯壳金属内壁通过螺纹连接固定，同时光源基座24与灯壳金属内壁之间加入导热硅脂层促进热量的传导。LED照明设备的电路模块设置如图5所示，集成电路板包括电源模块23、光源驱动模块21和控制模块28。电源模块23的输入端与市电相连，将高压交流电源转换成低压直流电源。电源模块23输出端与光源驱动模块21、控制模块28和通信模块22的输入端连接。光源驱动模块21输出端分别与LED光源模组40和控制模块28的输入端连接，接受控制模块的调光控制。通信模块22的输出端与控制模块28的输入端连接，实现通信数据的双向传输。通信模块22通过天线延伸材料如塑胶、玻璃纤维等连接至天线25。天线为具有无线中继功能的2*2的天线。通信模块22具有无线连接功能，可以与无线路由器相连。用户可以用手机、平板电脑、计算机等设备通过无线信号连接到无线路由器，再连接到此照明设备，控制此照明设备的开灯、关灯、调光等功能。而且，用户在此照明设备的无线信号覆盖范围内，通过中继网络功能与无线路由器相连，扩大无线局域网的覆盖范围。实施例2本实施例只对与实施例1不同的实施方式部分进行说明，相同的实施方式部分不再赘述。和实施例1相比，本实施例2在灯壳外侧增设了外层壳体26。如图2所示的外层壳体结构。在灯壳20的靠近LED光源模组40一端的外侧以包围灯壳的方式套设有纵向尺寸明显小于灯壳的外层壳体26。外层壳体26与灯壳20之间间隔有足以容纳天线且允许外层壳体26两端空气对流的空间，使得设置在灯壳外表面的天线始终处于干燥环境中。当LED照明设备工作时，灯壳的温度高于室内的温度。灯壳周围的空气与室内的温度产生温差，从而发生空气对流。空气对流会降低灯壳的温度，提高灯壳的散热能力。外层壳体26明显小于灯壳的纵向尺寸，这样设计的目的在于避免外层壳体纵向尺寸过长而增加照明设备的热阻，影响设备的散热效果。虽然外层壳体26与灯壳20之间的空间会促进外层壳体两端的对流，但若是外层壳体与灯壳的纵向尺寸相同，就加长了空气流动的路径。过长的流动路径无疑会减缓空气的流动速度，降低散热的效果。因此简短的外层壳体是最好的选择，既使空气以最快的速度流动又保护了天线。外层壳体设置在靠近LED光源模组40的一端，天线会得到很好的绝缘保护，而不会与灯头发生短路。参见图1或图4，外层壳体26一体成型在灯壳20的外侧，灯壳20和外层壳体之间设置有多个与灯壳和外层壳体一体成型的连接骨53，并且多个连接骨将灯壳20与外层壳体26之间的空间纵向隔断为多个具有两端开口且能够容纳天线的腔体29。灯壳20内壁连接有铝、铜或石墨等高导热材料，利于散热。高导热材料及时将LED光源和电子元件产生的热导向外壳上，避免过多的热流向灯壳内部的通信模块22、光源驱动模块21和控制模块28。本实施例选择注塑成型或浇注的方式将灯壳20、外层壳体26与铝、铜等高导热材料连接起来。首先将铝、铜等高导热金属材料采用浇注或机械加工的方式制造为灯壳的金属内壁结构，然后将该金属内壁结构放置在模具中，注塑或浇注高导热塑料。待高导热塑料凝固后，就形成高导热塑料和金属内壁无缝紧密结合在一起的灯壳和外层壳体。高导热塑料散热均匀，能够避免灼热点，减少零件因高温造成的变形，从而提高如强度、硬挺度等力学性能。高导热塑料质量轻，仅为铝材的50％-60％，可减少同样体积装置的质量。此方法降低了高导热塑料与高导热金属材料两个界面之间的热阻，确保导热的顺畅。根据一个优选实施方式，还可以采用具有热传导方向性的高导热石墨将灯壳的金属内壁与LED光源基座和电子元件发热部位连接。高导热石墨的横向导热系数在1000～1500W/mk，纵向的导热系数在20～30W/mk，具有横向导热的方向性导热的特点。采用高导热石墨能够使灯壳内部的热量及时导向灯壳并散向外界。此方式避免了灯壳内的电子元件因为温度过高而降低效率或损坏，从而产生通信模块数据丢失的问题。实施例3本实施例3和实施例2的区别在于，如图6或图7所示，外层壳体26呈可拆卸的环形盖状结构。环形盖状结构的外层壳体的尺寸足以包围设置在灯壳表面的多个天线。并且外层壳体上设置有多个用于在外层壳体和灯壳之间形成空气对流的通孔促进外层壳体26与灯壳20之间的空气流动，加快灯壳的散热速度。外层壳体26以螺纹连接或卡扣连接的方式可拆卸地套设在灯壳20外侧。在外层壳体26和灯壳20上分别设置对应的螺纹，外层壳体26和灯壳20就以可拆卸的方式套设在一起。或者，在外层壳体26和灯壳20上分别设置卡口和卡扣，将外层壳体26和灯壳20通过卡扣固定在一起。当需要更换天线的时候，可以将外层壳体从灯壳外侧机械拆卸下来。外层壳体26包括水平段和与水平段连接的竖直段；其中，水平段上设置有多个通孔，并且水平段的能够与灯壳20表面接触的内侧表面设置有螺纹或卡扣结构。在本实施例中，与水平段连接的竖直段有两种优选实施方式：根据图7所示出的一个优选实施方式，与水平段相对的竖直段的一面设置有多个通孔，设置在竖直段上的通孔与设置在水平段上的通孔位置彼此对应，并且具有相互匹配的形状和尺寸。竖直段的能够与灯壳表面接触的内侧表面设置有螺纹或卡扣结构。根据图6所示出的另一个优选实施方式，竖直段以不接触灯壳的方式设置。也即是，与灯壳外表面形成一定间隙且保持悬空状态。本实施例3的外层壳体结构同样在保护天线的同时促进了空气的流动，加快了灯壳的散热速度。而且灯壳表面由于温度的关系长期保持干燥，能够延长天线的寿命。当天线的个数为两个时，两个天线以空间分集的方式分布在外层壳体与灯壳之间的不同腔体内，同时发射和接收无线信号。当有多个天线时，多个天线以空间分集的方式按不同的方向和位置设置在多个腔体内上，向不同的方向发射和接收信号。LED照明设备所在的场合就实现了无线信号全面覆盖，而且信号的质量得到加强。当LED灯安装在灯座上，灯罩向上，灯头向下的位置，而灯座又是处于室内1m～2m的高度时，多个天线的设置能够可以很好的弥补一个天线无法全范围覆盖的缺陷，确保安放LED灯的室内用户区域无线信号无死角覆盖。此外，腔体内天线的外层覆有不屏蔽电磁信号的涂层。涂层材料包括有机硅树脂、有机氟树脂、硅橡胶及其结合。该涂层既可以保护天线，将天线与空气中的水蒸气隔绝，又可以使天线绝缘，使天线的信号避免受到干扰。实施例4本实施例4和前述实施例的不同之处在于，天线设置在灯壳之内。较佳地，至少一个天线25以不影响所述LED光源模组40出光的方式设置在所述LED光源模组的中心位置，如图2中所示。LED光源模组40中心设有通孔，天线从通信模块22由天线延伸材料接出。天线25经过通孔固定在LED光源模组40的中心位置。天线和通孔的个数是对应的，可以为一个，也可以为多个。天线的个数为两个及以上时，天线以对称的阵列形式分布在LED光源模组40的中心或LED芯片之间。较佳的，天线的个数为一个，固定在LED光源模组40的中心。天线高度不大于2cm以避免遮挡光线。天线25外层涂覆有一层薄膜/涂层。该薄膜/涂层能够反射波长为390nm～780nm可见光，而且能够透过波长为1cm～100cm的电磁波。当LED灯安装在天花板位置时，天线信号可以覆盖室内用户上网区域。同样，LED光源模组40位于灯罩30内。灯罩将潮湿的空气与天线隔离，避免了天线受到潮湿水蒸气的损害。较佳地，至少一个天线25以不影响所述LED光源模组40出光的方式均匀分布在设置在所述LED光源模组上的多个LED芯片41之间，图中未示出。较佳地，将天线以环形反光罩的形式设置在LED光源模组40的周围。天线表面选择性地涂覆有能够反射可见光且透过电磁波的薄膜/涂层，使得天线能够反射LED光源模组40发出的光线并且发射或接收电磁波。。在LED光源模组40外设置有由透明材质制成的灯罩30，天线和LED光源都在灯罩30内。透明材质可以为有机玻璃、聚碳酸酯、透明PP等材料。环形反光罩形式的天线，将反光与信号传输两种功能兼具在一起，节省了LED照明设备的成本，也减轻了该照明的体积和质量，符合LED照明领域小型化的趋势。而且内置于灯罩内的天线可以避免受到空气中潮湿水蒸气的影响，延长天线的使用寿命。环形反光罩式的天线为金属性天线，不会与灯头构成短路。在LED设备进行高压测试时，可以顺利通过该测试。需要说明的是，本发明所示出的四个实施例可以彼此相互组合，即同时在灯壳表面和/或灯罩内设置天线。对于上述实施例中所涉及的天线，其均可以具有几何形状或仿真图形。可以通过粘贴或机械固定方式设置在灯壳20外表面。将具有几何形状或仿真形状的金属作为天线，粘贴在灯壳的外表面，或者与灯壳表面的卡扣卡合固定。具有几何形状或仿真形状的金属在作为天线的同时，还可以美化和装饰LED照明设备。例如将制作公司的logo作为天线设置在灯壳的表面，增强了大众的识别度。或者，将多个蝴蝶型、树叶形、月亮形等仿真图形的金属作为天线装饰照明设备，会使LED照明设备更加美丽典雅，更符合人们对于灯具的审美需求。下面关于本发明其他方面的说明同样适用于上述实施例中的任意一种。本发明在利用灯壳20进行散热的同时，还采取了一系列利于LED灯内部散热的技术手段。例如，对电源模块23做了绝缘和导热处理。采用含ALN填充物的导热高分子柔性薄膜材料包覆一层绝缘导热膜或绝缘导热盒。针对通信模块22、光源驱动模块21和控制模块28发热少且不耐高温的特点。对通信模块22、光源驱动模块21和控制模块28做了绝缘和隔热处理。采用绝缘四氟胶带将通信模块22、光源驱动模块21和控制模块28包裹并将绝缘四氟胶带作为绝缘隔热层。在灯壳内部电子元件设置完成好后，采用导热灌封胶将光源基座24、集成电路板和灯壳20之间及其内部的空腔全部填充，确保主要的发热和散热部件之间能有良好的热传导，避免热传导不通，导致局部过热，从而破坏电子元器件等。除了上述实施例中关于天线的记载，本发明可选择在灯壳20靠近灯头10的一端内设置多个天线。当LED照明设备灯头10向下设置在建筑物居中的位置时，在该灯头附近的天线发射的无线信号同样可以将LED照明设备下方的区域覆盖，使建筑物内的无线信号增强。当天线设置在靠近灯头的一端时，优选天线为陶瓷天线。本发明选用工作温度在120度以内都正常工作的耐高温器件作为电子元器件。普通LED灯的发热测试和模拟，在环境温度为50度的极端环境下，LED灯的温度可能会达到90～100℃。因此，本发明可以保证电子元器件不会由于高温而损坏，保证了电子元器件的安全。本发明提供的具有无线通信功能的LED灯的工作温度区间为-20～40℃。当具有无线通信功能的LED照明设备安装好后，接通交流市电。电源模块分别给LED光源、光源驱动模块、控制模块和通信模块供电。通信模块处于热点状态。用户通过无线终端设备，如手机、平板电脑等搜索LED灯的无线信号，然后连接该信号，设置密码、IP等信息，使其与室内无线路由器具有相同的IP和密码。此时，具有无线通信功能的LED照明设备自动连接上无线路由器，无线终端设备也连接上具有无线通信功能的LED照明设备。用户通过无线终端如手机等发出控制命令，然后通信模块接收信号，进一步传输给光源驱动模块和控制模块处理，最后控制模块传输控制信号给光源部分，实现具有无线通信功能的LED照明设备的开关和颜色、色温和明暗的调节。而用户的上网是通过天线连接通信模块和室内的无线路由器实现上网。需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。