专利名称：灯具控制系统、方法、主控制器和灯具控制终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气控制技术，特别涉及一种智能灯具控制系统。
背景技术：
智能家居是以住宅为平台，兼备智能建筑、网络通信、信息家电、灯具自动化，集系 统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居控制系统 正从现行的第二代智能家居控制系统向第三代智能家居控制系统转化，第二代智能家居控 制系统严格意义上并不能称为系统，是一系列单一功能设备的集合，比如安保灯具、可视对 讲、自动窗帘、自动晾衣等，这些都是单一设备，相互之间没有形成通信和联网。第三代智能家居控制系统在第二代智能家居控制系统的基础上，试图把这些第二 代智能家居控制系统的单一系统进行集成，并建立以家庭服务器为核心的一体化智能家居 控制系统。智能家居控制系统需要对家居环境中的多个应用类别的电气设备和装置进行智 能控制，具体的智能控制类别有灯具智能控制、安防智能控制、门窗智能控制、家居仪表控 制、休闲娱乐智能控制、家电设备智能控制等，同时该智能家居控制系统对所有这些控制信 息进行集成管理，实现远程操作和信息回馈。现有智能家居控制系统的缺点是整体化应用设计不足，很难根据家居设备的增进 行响应控制功能的扩展，尤其是灯具智能控制系统，大都基于互联网实现，不方便根据房间 灵活组网。
发明内容
本发明实施例提供一种灯具控制系统、方法、主控制器和灯具控制终端，用于提高 灯具控制系统的组网灵活性。一种灯具控制系统，包括
遥控器，用于接收用户控制灯具状态的操作信息，根据所述操作信息生成相应的 灯具遥控指令并使用近距离无线通信技术发送，以及接收使用所述近距离无线通信技术转 发的灯具状态更新信息，并根据所述灯具状态更新信息更新灯具的状态信息；至少一个传感中继器，使用所述近距离无线通信技术和遥控器通信，并连接所述 电力线网络，用于接收所述遥控器发送的遥控指令，并通过所述电力线网络传输所述灯具 遥控指令，以及接收所述电力线网络传输的灯具状态更新信息，保存灯具状态更新信息并 使用所述近距离无线通信技术转发给遥控器；至少一个灯具控制终端，连接所述电力线网络，用于接收所述电力线网络传输的 灯具遥控指令，解析所述灯具遥控指令并根据解析结果控制灯具状态，以及在灯具状态发 生变化时通过所述电力线网络传输灯具状态更新信息。所述的灯具控制系统，还包括主控制器，以及连接在所述电力线网络和主控制器之间的灯具控制器，其中
所述主控制器作为远程登录服务器，用于接收通过远程控制网页提交的远程灯具控制指令并转发给灯具控制器；所述灯具控制器，还用于通过所述电力线网络传输远程灯具控制指令；所述灯具控制终端，还用于接收所述电力线网络传输远程灯具控制指令，解析所 述远程灯具控制指令并根据解析结果控制灯具状态；所述灯具控制器，还用于接收所述电力线网络传输的灯具状态更新信息，并转发 给主控制器；所述主控制器，还用于接收灯具控制器转发的灯具状态更新信息，并根据所述灯 具状态更新信息更新灯具的状态信息。所述的灯具控制系统，还包括传感器，连接所述传感中继器，用于采集环境状态 传感数据并发送给所述传感中继器；所述传感中继器，还用于通过电力线网络将环境状态传感数据传输给灯具控制 器；所述灯具控制器，还用于根据环境状态传感数据以及设定的自动控制模式生成自 动控制指令，并通过所述电力线网络传输给灯具控制终端；所述灯具控制终端，还用于接收所述电力线网络传输的自动控制指令，解析所述 自动控制指令并根据解析结果控制灯具状态。所述的灯具控制系统，还包括每一个灯具的灯具开关，分别连接在接地端和相应 灯具控制终端之间，灯具控制终端检测通过灯具开关输入的电平信号，当电平信号为高电 平时，控制灯具关闭，反之控制灯具打开。一种灯具控制系统中的主控制器，包括嵌入式微处理器和链路层网络芯片，其 中所述链路层网络芯片用于实现网络通信；所述嵌入式微处理器具体包括网页控制单元、第一先入先出FIFO存储单元、第 二 FIFO存储单元和后台监控单元，其中所述网页控制单元，连接所述链路层网络芯片，用于接收通过远程控制网页提交 的远程操作指令并存储到所述第一 FIFO存储单元中，以及从所述第二 FIFO存储单元中读 取灯具状态更新信息并刷新到远程控制网页上；所述后台监控单元，通过串行总线接口连接所述灯具控制器，依次读取所述第一 FIFO存储单元中的远程操作指令并发送给灯具控制器，以及接收所述灯具控制器返回和灯 具状态更新信息并存储到第二 FIFO存储单元中。所述的主控制器中，所述后台监控单元还用于通过灯具控制器接收设备分布信息 并存储到第二 FIFO存储单元中，所述网页控制单元还从第二 FIFO存储单元中读取设备分 布信息并刷新到远程控制网页上。一种用于灯具控制系统的灯具控制方法，所述灯具控制系统包括遥控器，至少一 个传感中继器，使用所述近距离无线通信技术和遥控器通信，至少一个灯具控制器，接受传 感中继器发送的环境指令进行自动控制模式实现，至少一个灯具控制终端，通过电力线网 络连接所述电力线网络，所述控制方法包括所述遥控器接收用户控制灯具状态的操作信息，根据所述操作信息生成相应的灯具遥控指令并通过传感中继器将灯具遥控指令传输给灯具控制终端；所述灯具控制终端解析所述灯具遥控指令并根据解析结果控制灯具状态，以及在 灯具状态发生变化时向传感中继器发生灯具状态更新信息；传感中继器根据所述灯具状态更新信息更新本地保存的灯具状态信息，并将灯具 状态更新信息转发给遥控器；遥控器根据所述灯具状态更新信息更新本地保存的灯具状态信息。所述灯具控制系统还包括主控制器，以及连接在所述电力线网络和主控制器之间 的灯具控制器，所述控制方法进一步包括所述主控制器作为远程登录服务器接收通过远程控制网页提交的远程灯具控制 指令并转发给灯具控制器；所述灯具控制器通过将远程灯具控制指令转发给灯具控制终端；所述灯具控制终端解析所述远程灯具控制指令并根据解析结果控制灯具状态；以 及所述灯具控制器还接收灯具状态更新信息并转发给主控制器；所述主控制器根据所述灯具状态更新信息更新本地保存的灯具状态信息。所述至少一个传感中继器分布在应用所述灯具控制系统的建筑物中的不同房间， 则所述控制方法还包括未注册的传感中继器上电后，向遥控器发送注册请求包；遥控器接收到注册请求包后，通过界面提示用户有传感中继器请求注册；遥控器当用户通过界面操作将传感中继器拖放至预先设定好的房型分布图中的 对应房间后，为传感中继器分配设备码并将分配结果记录在本地保存的设备分布信息中， 每一个房间配置有相应的房间码；遥控器在用户确认注册后向传感中继器发送设备注册响应包，其中包含房间码和 分配的设备码；传感中继器接收设备注册响应包，从中获得为自己的房间码和分配的设备码，并 记录在本地保存的设备分布信息中。所述至少一个灯具控制终端分布在应用所述灯具控制系统的建筑物中的不同房 间，分别用于控制不同房间中的灯具，所述控制方法还包括灯具控制终端在连接的灯具开关工作后，通过传感中继器向遥控器发出注册请求 包；遥控器接收到灯具控制终端的注册请求包后，通过界面提示用户有灯具请求注册；遥控器当用户通过界面操作将灯具控制终端拖放至对应房间的相应位置后，为灯具控制终端分配器设备码，并将分配结果记录在本地保存的设备分布信息中；遥控器在用户确认注册后，将注册响应包通过传感中继器发送到灯具控制终端，其中包含灯具控制终端所在房间的房间号和分配的设备码；灯具控制终端接收设备注册响应包，从中获得自己的房间码和分配的设备码，并记录在设备分布信息中；灯具控制终端将自己记录的设备分布信息广播给传感中继器进行设备分布信息同步。当所述灯具控制终端同时连接多个灯具开关时，所述灯具控制终端根据连接的开 关数量，分别向遥控器发起多次注册请求，遥控器还为每一个灯具开关分配子灯具号，并携 带在注册响应中返回给灯具控制终端。所述方法还包括遥控器将自己保存的设备同步信息发送给主控器进行同步；或者传感中继器将自己保存的设备同步信息发送给主控器进行同步。
所述的灯具控制方法，还包括遥控器或主控制器向传感中继器发送一键关闭/开启命令包，其中若关闭所有 房间灯，则所述一键关闭/开启命令包中携带的房间码为特定标识码，若只关闭一个房间 所有灯，则所述一键关闭/开启命令包中携带的房间码为相应房间的房间码；传感中继器收到一键关闭命令/开启包后，向各灯具控制终端广播该一键关闭/ 开启命令包；各灯具控制终端收到一键关闭/开启命令后，若所述一键关闭/开启命令包中携 带的房间码为特定标识码或为自己的房间码，则关闭/开启各自的灯具。一种灯具控制系统中的灯具控制器，包括电力线信号耦合模块，通过电力线连接电力线网络，用于从所述电力线网络接收 调制有灯具状态更新信息的电力线载波信号并转发，以及将接收的电力线载波信号耦合给 所述电力线网络进行传输；电力线信号处理模块，用于从所述电力线信号耦合模块转发的电力线载波信号中 解调出灯具状态更新信息并转发，以及将接收的灯具远程控制信号调制为电力线载波信号 后转发给所述电力线信号耦合模块；嵌入式微处理器，通过串行接口连接所述电力线信号处理模块，用于从灯具控制 系统的主控制器接收灯具远程控制信号并转发给所述电力线信号处理模块，以及将所述电 力线信号处理模块转发的灯具状态更新信息发送给所述主控制器。其中，所述电力线信号耦合模块，还用于接收调制有环境状态传感数据的电力线 载波信号并转发给电力线信号处理模块；电力线信号处理模块，用于从所述电力线信号耦合模块转发的电力线载波信号中 解调出环境状态传感数据并转发给嵌入式微处理器；所述嵌入式微处理器，还用于根据环境状态传感数据和自动控制模式生成自动控 制指令，所述电力线信号处理模块还将自动控制指令调制到电力线载波信号中并通过电力 线耦合电路耦合到电力线网络上发送。以及，所述电力线信号耦合模块，还用于接收调制有设备分布信息的电力线载波 信号并转发给电力线信号处理模块；电力线信号处理模块，用于从所述电力线信号耦合模块转发的电力线载波信号中 解调出设备分布信息并转发给嵌入式微处理器；所述嵌入式微处理器，还用于将所述设备分布信息转发给所述主控制器。根据本发明实施例提供的上述灯具控制系统，利用电力网络传输控制信号，给组 网带来极大方便。
图la、lb、Ic和Id为本发明实施例提供的一种智能家居控制系统。家居设备控制 器以及家居设备控制终端的结构示意图；图2a和2b为本发明实施例提供的万能遥控器的实现原理以及结构示意图；图3a、3b、3c为本发明实施例提供的灯具控制系统的实现原理示意图；图4a、4b和4c为本发明实施例提供的灯具控制系统中主控制器的结构示意图；图5a、5b、5c为本发明实施例提供的灯具控制系统中灯具控制器的软件架构示意 图；图6为本发明实施例提供的灯具控制系统中传感中继器的结构示意图；图7为本发明实施例提供的灯具控制系统中灯具控制终端的结构示意图。
具体实施例方式智能家居控制系统本发明实施例提供一种家居设备控制系统，可以用在家居中，也可以用在有多个 工作间的办公场所，用于控制分布在不同房间中的家居设备，家居设备控制方式一般有如 下四种需求■通过手持遥控器的家居设备控制界面对家居设备进行控制；■通过登录远程网页控制界面对家居设备进行控制；■通过物理手动开关对家居设备进行控制；■根据设定的控制模式对家居设备的进行自动控制。其中，前三种需求为手动控制，最后一种需求为自动控制。如图Ia所示，为实现上述第一种功能，本发明实施例提供的一种智能家居控制系 统，用于控制分布在不同房间中的家居设备，包括每一种类型的家居设备控制器11，连接电力线网络，用于生成家居设备控制指令 并通过电力线网络传输，以及接收电力线网络传输的家居设备状态更新信息并保存；每一个家居设备的控制终端13，连接电力线网络，用于接收电力线网络传输的家 居设备控制指令，解析家居设备控制指令并根据解析结果控制家居设备状态，以及在家居 设备状态发生变化时通过电力线网络传输家居设备状态更新信息。为实现遥控家居设备的功能，智能家居控制系统还包括至少一个传感中继器12，分别设置在不同房间中，连接电力线网络，用于使用近距 离无线通信技术和遥控器10通信；遥控器10，遥控器10使用近距离无线通信技术和传感中继器12通信，用于接收用 户控制家居设备状态的遥控操作信息并使用近距离无线通信技术发送给传感中继器12，传 感中继器12将接收的遥控操作信息通过电力线网络传输，家居设备控制器11通过电力线 网络接收遥控操作信息，并根据该遥控操作信息生成相应的家居设备控制指令并通过电力 线网络发送；以及传感中继器12还用于接收电力线网络传输的家居设备状态更新信息，并使用近 距离无线通信技术发送给遥控器10。
为实现通过网络远程控制家居设备的功能，智能家居控制系统，还进一步包括主 控制器14，分别连接每一个家居设备控制器11，其中主控制器14作为远程登录服务器，用于接收通过远程控制网页提交的远程控制 家居设备的远程操作信息并转发给家居设备控制器11 ；家居设备控制器11，还用于根据接收的远程操作信息生成相应的家居设备控制指 令并通过电力线网络发送。家居设备控制器11可以分别直接连接电力线网络，也可以通过主控制器14连接 电力线网络，图Ia仅是第一种情况的组网结构示意图。后一种组网结构中，家居设备控制 器11必须在主控器启动后才能正常工作。为在家居设备控制系统中实现根据环境状态进行自动控制，还可以进一步包括 至少一个传感器，每一个传感器和其中一个传感中继器12相连，用于采集环境状态传感数 据并发送给传感中继器12 ；传感中继器12，还用于通过电力线网络传输环境状态传感数据；家居设备控制器11，还用于接收电力线网络传输的环境状态传感数据，根据环境 状态传感数据以及设定的自动控制模式生成相应的家居设备控制指令并通过电力线网络 传输。为实现手动开关的传统控制需求，家居设备控制系统还包括每一个家居设备的 手动物理开关，分别连接在接地端和相应家居设备控制终端13之间，家居设备控制终端13 检测通过手动物理开关输入的电平值，当电平值为高电平时，控制家居设备关闭，反之控制 家居设备打开。或者，家居设备控制终端13检测通过手动物理开关输入的电平值，并当所述电平 值发生变化时，生成电平值状态变化信息并通过电力线网络传输；家居设备控制器11，还 用于接收电力线网络传输的电平值状态变化信息，根据电平值状态变化信息生成相应的家 居设备控制指令并通过所述电力线网络传输。这种情况下，家居设备控制终端13并不根据手动物理开关输入的电平值直接控 制开关状态，而是将电平状态变化信息上报给家居设备控制终端13，家居设备控制终端13 再进行集中控制，更加体现了家居设备控制终端13的核心控制地位。为在家居设备控制系统中实现设备的统一管理，每一个传感中继器12和家居设 备控制终端13需要注册到系统中后才能正常工作，注册过程由遥控器利用控制界面控制 完成，最终在注册过程中收集的设备分布信息需要汇总到各个家居设备控制器11和主控 制器14上，因此传感中继器12还用于在初始化时使用近距离无线通信技术发送注册请求；遥控器10接收每一个传感中继器12发送的注册请求，根据预先配置的房间分布 图以及传感中继器12所在房间，为请求注册的传感中继器12分配房间号和设备号，生成携 带所分配房间号和设备号的注册响应并使用近距离无线通信技术发送；以及将分配结果记 录在设备分布信息中并在设备分布信息有变化时使用近距离无线通信技术发送更新后的 设备分布信息；传感中继器12接收遥控器10发送的注册响应，并将其中的房间号和设备号记录 在本地的设备分布信息中，传感中继器12还接收遥控器10设备分布信息并通过电力线网络传输；家居设备控制器11接收电力线网络传输的设备分布信息并保存。进一步，每一个家居设备的控制终端13还用于在初始化时分别生成注册请求并通过电力线网络传输；传感中继器12接收电力线网络传输的注册请求并使用近距离无线通信技术发送 给遥控器10 ；遥控器10接收到每一个家居设备的控制终端13注册请求时，根据预先配置的房 间分布图、家居设备类型以及所在房间，为请求注册的控制终端13分配房间号和设备号， 生成携带所分配房间号和设备号的相应注册响应并使用近距离无线通信技术发送；以及 将分配结果更新到设备分布信息中并使用近距离无线通信技术发送更新后的设备分布信 息；传感中继器12接收遥控器10发送的每一个注册响应并通过电力线网络传输；各控制终端13通过电力线网络接收自己的注册响应，并将其中的房间号和设备 号记录在本地的设备分布信息中。在另外一个实施方式中，遥控器可以直接生成控制指令并发送给传感中继器13， 遥控功能不需要家居设备控制器11参与，具体的遥控器10，遥控器10使用近距离无线通信技术和传感中继器12通信，用于接收用 户遥控家居设备状态的操作信息，根据操作信息生成相应的家居设备控制指令并使用近距 离无线通信技术将家居设备控制指令发送给传感中继器12 ；传感中继器12，还用于将家居设备控制指令通过电力线网络传输。每一个传感中继器12和家居设备控制终端13的删除相当于一个去注册的过程， 具体流程和注册类似，在删除后需要更新设备分布信息，详细技术细节为本领域技术人员 所熟知这里不详细赘述。家居设备控制器11接收到所有设备分布信息，设备状态信息都可以同步发送给 主控制器14，主控器14同步刷新到网页上供用户查看。本发明实施例中，还可以通过遥控器10的控制切换控制模式，并将控制模式切换 指令通过传感中继器发送给家居设备控制器11，家居设备控制器11根据切换指令确定工 作模式，并进行相应控制，具体的遥控器10，还用于根据用户的自动控制模式和手动控制模式之间的切换指令，使 用近距离无线通信技术发送控制模式切换指令；传感中继器12，还用于接收遥控器的控制模式切换指令并通过电力线网络传输；家居设备控制器11，接收通过电力线网络传输的控制模式切换指令，并根据所述 控制模式切换指令确定工作在自动控制模式或手动控制模式，并当在工作自动控制模式 时，根据所述环境状态传感数据和设定的自动控制模式生成家居设备控制指令并通过所述 电力线网络传输，当工作在手动就控制模式时，根据遥控操作信息、远程操作信息或电平值 状态变化信息生成家居设备控制指令并通过所述电力线网络传输。当然，家居设备控制器11还可以当工作在自动控制模式时，根据接收到的任何一 个遥控操作信息、远程操作信息或电平值状态变化信息，立即切换到手动控制模式并根据 接收到的信息生成家居设备控制指令并通过所述电力线网络传输。
根据本发明实施例提供的上述系统，每一种类型的家居设备相应有一个家居设备 控制器，对相应类型的家居设备起核心控制作用，传感中继器起到信令和数据的转发功能， 不需要根据家居设备的类型分别设置，因此系统中需要增加新类型家居设备的控制时，只 需要增加相应的家居设备控制器和控制终端，因此具有很好的扩展性，并且系统中的大部 分信号通过电力网络传输，给组网带来极大方便。根据上述智能家居控制系统，本发明实施例提供的一种智能家居控制系统中的家 居设备控制器11的具体结构如图Ib所示，包括电力线信号耦合模块111，通过电力线连接电力线网络，用于从电力线网络接收调 制有家居设备操作信息的电力线载波信号并转发，以及将接收的电力线载波信号耦合给电 力线网络进行传输；电力线信号处理模块112，用于从电力线信号耦合模块111转发的电力线载波信 号中解调出家居设备操作信息并转发，以及将接收的家居设备控制信号调制为电力线载波 信号后转发给电力线信号耦合模块111 ；如果家居设备控制器11通过主控制器14连接电力线网络，则不包括电力线信号 耦合模块111。如图Ic所述，其中的嵌入式微处理器113的一种具体结构包括第一接收单元1131，通过串行接口连接电力线信号处理模块112，用于接收电力 线信号处理模块112转发的遥控家居设备状态的操作信息；第一先入先出FIFO缓存单元1132，连接第一接收单元1131，用于存储第一接收单 元1131接收的操作信息；处理单元1133和第二 FIFO缓存单元1134，处理单元连接在第一 FIFO缓存单元 1132和第二 FIFO缓存单元1134之间，用于从第一 FIFO缓存单元中根据存储顺序依次读取 操作信息，根据生成操作信息生成相应的家居设备控制指令并保存到第二 FIFO缓存单元 1134 中；第一发送单元1135，用于根据家居设备控制指令的存储顺序，依次从第二 FIFO缓 存单元1134中读取家居设备控制指令并通过串行接口发送给电力线信号处理模块112。进一步家居设备控制器，还包括第二接收单元1136，通过串行接口连接智能家居控制系统中的主控制器，用于接 收主控制器作为远程登录服务器接收并转发的远程控制家居设备状态的操作信息；第一 FIFO缓存单元1132，还连接第二接收单元1136并用于存储第二接收单元 1136接收的操作信息。进一步家居设备控制器113还包括控制模式存储单元1138，连接处理单元1133， 用于存储家居设备的自动控制模式参数配置信息；第一发送单元1135，还用于接收电力线信号处理模块112转发的环境状态传感数 据并转发给处理单元1133;处理单元1133进一步根据接收的环境状态传感数据以及控制模式存储单元1138 中存储的自动控制模式参数配置信息，生成相应的家居设备控制指令并存储到第二 FIFO 缓存单元1134中。进一步，第一接收单元1131还用于接收电力线信号处理模块112转发的设备分布信号和设备状态信息，并保存到数据存储单元1139中。更进一步，设备控制器11还包括第二发送单元1137，连接数据存储单元1139，用于读取数据存储单元1139中存储 的数据并通过串行接口转发给主控制器。家居设备控制终端13主要是控制命令的相应执行终端，对家居设备进行开关、调 节、应用模式配置等动作的最终执行机构，如图Id所示，家居设备控制终端13的一种具体 结构包括电力线信号耦合模块131、电力线信号处理模块132、嵌入式微处理器133和至少 一个开关模块134，其中电力线信号耦合模块131连接电力线网络，电力线信号处理模块132和电力线信 号耦合模块131相连，并通过串行接口连接嵌入式微处理器133的信号输入端，嵌入式微处 理器133的信号输出端连接每一个开关模块134的控制端，每一个开关模块134用于控制 一个或一组家居设备的供电电路；电力线信号耦合用于从电力线网络接收调制有家居设备控制命令的电力线载波 信号并转发给电力线信号处理模块132 ；电力线信号处理模块132用于从电力线信号耦合电路转发的电力线载波信号中 解调出家居设备控制命令并通过串行接口发送给嵌入式微处理器133的信号输入端；嵌入式微处理器133根据信号输入端接收的家居设备控制命令生成开关模块134 的控制信号，并通过信号输出端输出给开关模块134，用于控制开关模块134打开或闭合所 控制的供电电路。为实现传统的手动控制功能，家居设备控制终端还包括对应每一个开关模块 134所控制的供电电路设置的手动开关135，其中每一个手动开关135的一端连接接地端， 另一端分别连接嵌入式微处理器133的一个数据输入端；嵌入式微处理器133，还用于检测 每一个连接有手动开关135的数据输入端的电平值，当电平值为高电平时，控制相应的开 关模块134断开，反之控制相应的开关模块134闭合。进一步，嵌入式微处理器133还用于记录家居设备状态信息，并在家居设备状态 发生变化时，通过串行接口向电力线处理模块132发送家居设备状态和家居设备系统控制 模式更新信息；电力线处理模块132将家居设备状态更新信息调制为电力线载波信号后，通过电 力线信号耦合模块131耦合到电力线网络传输。万能遥控器对于智能家居控制系统来说，具有学习功能的万能遥控器非常重要，本发明实施 例提供一种具有学习功能的遥控器，可以学习各种遥控器的红外编码信号，并根据学习结 果还原红外编码信号对相应家居设备进行控制，下面先详细介绍一下本发明实施例提供的 万能遥控器的实现原理。如图2a所示，为遥控器发射的红外编码信号的结构示意图，红外编码信号包括由 一系列高低电平组成的方波信号，并以特定的载波频率发射。其中红外编码信号可以包括 红外编码控制信号和导引信号，也可以只包括红外编码控制信号，根据红外编码控制信号 所包含的方波个数以及高低电平的宽度，区别不同的控制功能，导引信号用于通知受控电器设备准备接受红外编码控制信号，导弓I信号包括至少两个高电平和低电平。红外编码控制信号以高电平开始，可以以高电平结束，也可以以低电平结束。学习红外编码信号的基本方法是，记录要学习的红外编码信号的载波周期、所包 含的所有高低电平的宽度以及发射顺序，然后在对相应电器设备进行控制时，根据学习结 果发射与原来一样的红外编码信号，从而达到控制功能。分析图2a所示的红外编码信号可以发现，其中电平6和电平8的宽度一样，电平 7和电平8的宽度一样，这种情况出现的几率非常高，利用四种宽度的高电平和低电平组合 形成的红外编码控制信号，甚至可以满足任何一种电器设备的功能需求。由此，本发明实施例在学习红外编码信号的过程中，为了压缩学习到的红外编码 以减少存储空间，以一个四种宽度电平值形成的总电平数为η的红外编码信号为例，红外 编码信号的学习原理包括i)接收要学习的红外编码信号，检测其载波周期，并根据上升下降沿测出所有高 电平和低电平的电平宽度值，并按照类似下表1的格式记录，其中，根据最大载波周期以及 电平宽度的最大值，载波周期和每一个电平宽度值的编码数据占用16bit，由于前两个电平 可能为红外导引信号，电平宽度有可能很大，因此分别占用32bit 表 1.
权利要求
一种灯具控制系统，其特征在于，包括遥控器，用于接收用户控制灯具状态的操作信息，根据所述操作信息生成相应的灯具遥控指令并使用近距离无线通信技术发送，以及接收使用所述近距离无线通信技术转发的灯具状态更新信息，并根据所述灯具状态更新信息更新灯具的状态信息；至少一个传感中继器，使用所述近距离无线通信技术和遥控器通信，并连接所述电力线网络，用于接收所述遥控器发送的遥控指令，并通过所述电力线网络传输所述灯具遥控指令，以及接收所述电力线网络传输的灯具状态更新信息，保存灯具状态更新信息并使用所述近距离无线通信技术转发给遥控器；至少一个灯具控制终端，连接所述电力线网络，用于接收所述电力线网络传输的灯具遥控指令，解析所述灯具遥控指令并根据解析结果控制灯具状态，以及在灯具状态发生变化时通过所述电力线网络传输灯具状态更新信息。
2.如权利要求1所述的灯具控制系统，其特征在于，还包括主控制器，以及连接在所述电力线网络和主控制器之间的灯具控制器，其中 所述主控制器作为远程登录服务器，用于接收通过远程控制网页提交的远程灯具控制 指令并转发给灯具控制器；所述灯具控制器，还用于通过所述电力线网络传输远程灯具控制指令； 所述灯具控制终端，还用于接收所述电力线网络传输远程灯具控制指令，解析所述远 程灯具控制指令并根据解析结果控制灯具状态；所述灯具控制器，还用于接收所述电力线网络传输的灯具状态更新信息，并转发给主 控制器；所述主控制器，还用于接收灯具控制器转发的灯具状态更新信息，并根据所述灯具状 态更新信息更新灯具的状态信息。
3.如权利要求1或2所述的灯具控制系统，其特征在于，还包括传感器，连接所述传 感中继器，用于采集环境状态传感数据并发送给所述传感中继器；所述传感中继器，还用于通过电力线网络将环境状态传感数据传输给灯具控制器； 所述灯具控制器，还用于根据环境状态传感数据以及设定的自动控制模式生成自动控 制指令，并通过所述电力线网络传输给灯具控制终端；所述灯具控制终端，还用于接收所述电力线网络传输的自动控制指令，解析所述自动 控制指令并根据解析结果控制灯具状态。
4.如权利要求3所述的灯具控制系统，其特征在于，还包括每一个灯具的灯具开关， 分别连接在接地端和相应灯具控制终端之间，灯具控制终端检测通过灯具开关输入的电平 信号，当电平信号为高电平时，控制灯具关闭，反之控制灯具打开。
5.一种灯具控制系统中的主控制器，其特征在于，包括嵌入式微处理器和链路层网 络芯片，其中所述链路层网络芯片用于实现网络通信；所述嵌入式微处理器具体包括网页控制单元、第一先入先出FIFO存储单元、第二 FIFO存储单元和后台监控单元，其中所述网页控制单元，连接所述链路层网络芯片，用于接收通过远程控制网页提交的远 程操作指令并存储到所述第一 FIFO存储单元中，以及从所述第二 FIFO存储单元中读取灯具状态更新信息并刷新到远程控制网页上；所述后台监控单元，通过串行总线接口连接所述灯具控制器，依次读取所述第一 FIFO 存储单元中的远程操作指令并发送给灯具控制器，以及接收所述灯具控制器返回和灯具状 态更新信息并存储到第二 FIFO存储单元中。
6.如权利要求5所述的主控制器，其特征在于，所述后台监控单元还用于通过灯具控 制器接收设备分布信息并存储到第二 FIFO存储单元中，所述网页控制单元还从第二 FIFO 存储单元中读取设备分布信息并刷新到远程控制网页上。
7.一种用于灯具控制系统的灯具控制方法，所述灯具控制系统包括遥控器，至少一个 传感中继器，使用所述近距离无线通信技术和遥控器通信，至少一个灯具控制器，接受传感 中继器发送的环境指令进行自动控制模式实现，至少一个灯具控制终端，通过电力线网络 连接所述电力线网络，所述控制方法包括所述遥控器接收用户控制灯具状态的操作信息，根据所述操作信息生成相应的灯具遥 控指令并通过传感中继器将灯具遥控指令传输给灯具控制终端；所述灯具控制终端解析所述灯具遥控指令并根据解析结果控制灯具状态，以及在灯具 状态发生变化时向传感中继器发生灯具状态更新信息；传感中继器根据所述灯具状态更新信息更新本地保存的灯具状态信息，并将灯具状态 更新信息转发给遥控器；遥控器根据所述灯具状态更新信息更新本地保存的灯具状态信息。
8.如权利要求7所述的灯具控制方法，其特征在于，所述灯具控制系统还包括主控 制器，以及连接在所述电力线网络和主控制器之间的灯具控制器，所述控制方法进一步包 括所述主控制器作为远程登录服务器接收通过远程控制网页提交的远程灯具控制指令 并转发给灯具控制器；所述灯具控制器通过将远程灯具控制指令转发给灯具控制终端；所述灯具控制终端解析所述远程灯具控制指令并根据解析结果控制灯具状态；以及所述灯具控制器还接收灯具状态更新信息并转发给主控制器；所述主控制器根据所述灯具状态更新信息更新本地保存的灯具状态信息。
9.如权利要求8所述的灯具控制方法，其特征在于，所述至少一个传感中继器分布在 应用所述灯具控制系统的建筑物中的不同房间，则所述控制方法还包括未注册的传感中继器上电后，向遥控器发送注册请求包； 遥控器接收到注册请求包后，通过界面提示用户有传感中继器请求注册； 遥控器当用户通过界面操作将传感中继器拖放至预先设定好的房型分布图中的对应 房间后，为传感中继器分配设备码并将分配结果记录在本地保存的设备分布信息中，每一 个房间配置有相应的房间码；遥控器在用户确认注册后向传感中继器发送设备注册响应包，其中包含房间码和分配 的设备码；传感中继器接收设备注册响应包，从中获得为自己的房间码和分配的设备码，并记录 在本地保存的设备分布信息中。
10.如权利要求9所述的灯具控制方法，其特征在于，所述至少一个灯具控制终端分布在应用所述灯具控制系统的建筑物中的不同房间，分别用于控制不同房间中的灯具，所述 控制方法还包括灯具控制终端在连接的灯具开关工作后，通过传感中继器向遥控器发出注册请求包； 遥控器接收到灯具控制终端的注册请求包后，通过界面提示用户有灯具请求注册； 遥控器当用户通过界面操作将灯具控制终端拖放至对应房间的相应位置后，为灯具控 制终端分配器设备码，并将分配结果记录在本地保存的设备分布信息中；遥控器在用户确认注册后，将注册响应包通过传感中继器发送到灯具控制终端，其中 包含灯具控制终端所在房间的房间号和分配的设备码；灯具控制终端接收设备注册响应包，从中获得自己的房间码和分配的设备码，并记录 在设备分布信息中；灯具控制终端将自己记录的设备分布信息广播给传感中继器进行设备分布信息同步。
11.如权利要求10所述的灯具控制方法，其特征在于，当所述灯具控制终端同时连接 多个灯具开关时，所述灯具控制终端根据连接的开关数量，分别向遥控器发起多次注册请 求，遥控器还为每一个灯具开关分配子灯具号，并携带在注册响应中返回给灯具控制终端。
12.如权利要求9、10或11所述的灯具控制方法，其特征在于，所述方法还包括 遥控器将自己保存的设备同步信息发送给主控器进行同步；或者传感中继器将自己保存的设备同步信息发送给主控器进行同步。
13.如权利要求12所述的灯具控制方法，其特征在于，还包括遥控器或主控制器向传感中继器发送一键关闭/开启命令包，其中若关闭所有房间 灯，则所述一键关闭/开启命令包中携带的房间码为特定标识码，若只关闭一个房间所有 灯，则所述一键关闭/开启命令包中携带的房间码为相应房间的房间码；传感中继器收到一键关闭命令/开启包后，向各灯具控制终端广播该一键关闭/开启 命令包；各灯具控制终端收到一键关闭/开启命令后，若所述一键关闭/开启命令包中携带的 房间码为特定标识码或为自己的房间码，则关闭/开启各自的灯具。
14.如权利要求13所述的灯具控制方法，其特征在于，还包括所述遥控器接收用户通 过界面操作输入的一键关闭/开启命令针对的灯具所在房间码，并转发给主控制器。
15.一种灯具控制系统中的灯具控制器，其特征在于，包括电力线信号耦合模块，通过电力线连接电力线网络，用于从所述电力线网络接收调制 有灯具状态更新信息的电力线载波信号并转发，以及将接收的电力线载波信号耦合给所述 电力线网络进行传输；电力线信号处理模块，用于从所述电力线信号耦合模块转发的电力线载波信号中解调 出灯具状态更新信息并转发，以及将接收的灯具远程控制信号调制为电力线载波信号后转 发给所述电力线信号耦合模块；嵌入式微处理器，通过串行接口连接所述电力线信号处理模块，用于从灯具控制系统 的主控制器接收灯具远程控制信号并转发给所述电力线信号处理模块，以及将所述电力线 信号处理模块转发的灯具状态更新信息发送给所述主控制器。
16.如权利要求15所述的灯具控制器，其特征在于所述电力线信号耦合模块，还用于接收调制有环境状态传感数据的电力线载波信号并转发给电力线信号处理模块；电力线信号处理模块，用于从所述电力线信号耦合模块转发的电力线载波信号中解调 出环境状态传感数据并转发给嵌入式微处理器；所述嵌入式微处理器，还用于根据环境状态传感数据和自动控制模式生成自动控制指 令，所述电力线信号处理模块还将自动控制指令调制到电力线载波信号中并通过电力线耦 合电路耦合到电力线网络上发送。
17.如权利要求16所述的灯具控制器，其特征在于，所述嵌入式微处理器还将环境状 态传感数据转发给所述主控制器。
18.如权利要求16或17所述的灯具控制器，其特征在于所述电力线信号耦合模块，还用于接收调制有设备分布信息的电力线载波信号并转发 给电力线信号处理模块；电力线信号处理模块，用于从所述电力线信号耦合模块转发的电力线载波信号中解调 出设备分布信息并转发给嵌入式微处理器；所述嵌入式微处理器，还用于将所述设备分布信息转发给所述主控制器。
19.如权利要求18所述的灯具控制器，其特征在于，所述嵌入式微处理器具体包括 第一接收单元、第一先入先出FIFO缓存器和第一处理单元，所述第一接收单元通过串行接口连接所述主控制器，所述第一处理单元通过串行接口连接所述电力线信号处理模 块，所述第一接收单元用于从主控制器接收远程控制指令并根据接收顺序存储到第一 FIFO 缓存器中，所述第一处理单元根据所述远程控制指令的存储顺序依次从第一 FIFO缓存器 中读取远程控制指令并通过串行接口发送给电力线信号处理模块；第二接收单元、第二 FIFO缓存器和第二处理单元，所述第二接收单元通过串行接口连 接所述电力线信号处理模块，所述处理单元通过串行接口连接所述主控制器，所述第二接 收单元用于从电力线信号处理模块接收数据并根据接收顺序存储到第二 FIFO缓存器中， 所述第二处理单元根据数据的存储顺序依次从第二 FIFO缓存器中读取数据，当读取的数 据为灯具状态更新信息和设备分布信息时，将读取的数据通过串行接口转发给所述主控制 器，当读取的数据为环境状态传感数据时，根据环境状态传感数据和自动控制模式生成自 动控制指令，并通过串行接口将自动控制指令发送给所述电力线信号处理模块。
20.如权利要求19所述的灯具控制器，其特征在于，所述第二处理单元具体包括数据 读取子单元、数据确认子单元、数据转发子单元、自动控制子单元和命令发送子单元，其中所述数据读取子单元，连接所述第二 FIFO缓存器，用于根据数据的存储顺序依次从第 二 FIFO缓存器中读取数据并发送给数据确认子单元；所述数据确认子单元，用于确认数据读取子单元读取的数据为灯具状态更新信息和设 备分布信息时，通过数据转发子单元转发给所述主控制器，确认数据为环境状态传感数据 时，转发给所述自动控制子单元；所述自动控制子单元根据所述环境状态传感数据和自动控制模式生成自动控制指令 并发送给命令发送子单元；所述命令发送子单元通过串行接口将自动控制指令发送给所述电力线信号处理模块。
21.如权利要求20所述的灯具控制器，其特征在于，所述数据确认子单元，还用于将确 认的环境状态传感数据通过数据转发子单元转发给所述主控制器。
全文摘要
本发明涉及电气控制技术，特别涉及一种智能灯具控制系统、方法、灯具控制终端和主控制器，用于提高灯具控制系统的组网灵活性。一种灯具控制系统，包括遥控器，至少一个传感中继器，使用所述近距离无线通信技术和遥控器通信，并连接所述电力线网络，至少一个灯具控制终端，连接所述电力线网络，用于接收所述电力线网络传输的灯具遥控指令，解析所述灯具遥控指令并根据解析结果控制灯具状态。根据本发明实施例提供的上述灯具控制系统，利用电力网络传输控制信号，给组网带来极大方便。
文档编号G08C17/02GK101990334SQ200910159218
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者鲍向前 申请人:宁波家天下智能系统有限公司