专利名称：一种智能灯光控制系统及方法
技术领域：
本发明属于无线通讯技术领域，涉及ー种控制系统，尤其涉及ー种智能灯光控制系统；同时，本发明还涉及ー种智能灯光控制方法。
背景技术：
路灯作为生活的一部分已经和人们的生活息息相关，时刻与人们的生活同在。同样也成为ー个耗能大户，据初步估算，全国毎年在路灯上的电费达数百亿，消耗足以惊人。据测算中小城市在深夜10点以后、一般城市在深夜12点以后、大中型城市在深夜2点以后路上已经很少有行人车辆，一般小区在九点以后也已经不再有人出入，再开着路灯或全亮度亮着是对能源的大量浪费，因此智能灯光被提上日程，成为节能减排的又一良策。采用广布的传感器探测车辆人员的流动进而计算出应该打开的灯或增亮的灯，进行亮灯范围的控制，进而达到节能的目的。
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目前市场上存在的智能灯光控制方式一般有集中控制方式、以及并行控制方式。集中控制方式的缺陷在干，集中控制的算法复杂，安装麻烦，系统不稳定，且浪费资源。并行控制方式的缺陷在于，两个相距较远的发射器同时发射时会发生干扰，影响系统的安全性。比如，两个相距800米的发射器A、B，发射ー个数据的时间是10ms。假设某一时刻发射器A探測到物体并发射开灯信号，而在发射器A发射5ms后，发射器B探測到物体并发射，但是800米外的发射器B无法知道发射器A正在发射，所以他也会发射信号，那么在他们中间的叠加部分就不能准确接收信号，就会相互干扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种智能灯光控制系统，可避免不同通讯信号同时传输带来的干扰，同时又具备并行系统的各种优点。此外，本发明还提供ー种智能灯光控制方法，可避免不同通讯信号同时传输带来的干扰，同时又具备并行系统的各种优点。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案ー种智能灯光控制系统，所述控制系统包括若干微单元，各微单元均包括控制器、无线装置；所述无线装置是指微単元包含有无线接收器或/和无线发射器；全部微单元均设有传感器；或者，部分微单元设有传感器；设有传感器的微单元同时还设有时钟同步器和无线发射器；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的微单元设置无线接收器，接收设有时钟同步器的微単元通过其无线发射器发送的时钟同步信号实现时钟同步；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的微单元通过设置无线接收器接收某ー无线发射装置发射的时钟同步信号实现时钟同步；所述传感器用以探测是否有移动的人或/和物体的存在，若存在则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体进入传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体位于传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；所述无线发射器还用以在传感器有信号后在控制器的控制下发射开灯或增亮信号;所述控制器用以控制微单元各部分的运行；所述时钟同步器用以接收统ー时钟信号，为系统提供统ー时钟信息；设有传感器的微单元，在传感器探測到移动的人或/和物体后，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的微单元开启或增亮各自的灯；或者，设有传感器的微单元，在传感器探測到在探测范围内有人或/和物体的存在，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的微单元开启或增亮各自的灯。
作为本发明的一种优选方案，系统时钟同步后，在设定时钟周期T内分成若干份，每份的起始时刻为设定信号的开始发射时刻。作为本发明的一种优选方案，系统时钟同步后，系统统ー设定不同信号的发送时刻；以设定时钟周期T为单位，将时钟间隔T分成N等分，每份时钟为T/N，以每份的开始时刻为信号开始发射时刻；并设定第一个T/N的开始时刻为发射开灯信号时刻，第二个T/N的开始时刻为发射关灯信号时刻，第三个T/N的开始时刻为发射增亮信号时刻，第四个T/N的开始时刻为发射减亮信号时刻。作为本发明的一种优选方案，设有传感器的微单元均设置时钟同步器，接收外部的统ー时钟信号，使得整个智能灯光系统中设有传感器的微单元的时钟同歩。作为本发明的一种优选方案，所述时钟同步器使用GPS授时系统，接收卫星信号，使整个灯光系统的时钟统ー；或者，所述时钟同步器接收手机信号发射塔的信号，实现时钟的同步；或者，所述时钟同步器接收电台的信号实现时钟的同步；或者，所述时钟同步器利用微单元本身的无线接收器接收外界某统ー无线发射器的同步信号，实现时钟的同歩。作为本发明的一种优选方案，若干微单兀中，部分微单兀包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器、时钟同步器；部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、时钟同步器、无线接收器；部分微单元包括控制器、无线接收器、功率器；部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器。部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器。部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、时钟同步器。作为本发明的一种优选方案，部分或全部微单元包括功率器，用以控制灯的开关或/和增売减売。作为本发明的一种优选方案，使用ー个中央发射台可以对灯光进行应急控制。作为本发明的一种优选方案，对无线发射器的发射码可以再将连续的电平打断成若干不连续的短电平，提高系统的抗干扰性和稳定性。ー种上述智能灯光控制系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤设有传感器的微单元均设置时钟同步器，接收外部的统ー时钟信号，使得整个智能灯光系统中设有传感器的微单元的时钟同步；设有传感器的微单元探测是否有移动物体或人员；当探測结果发生变化时，发送相应信号至控制器；同时，在设定时钟周期T的设定时刻，控制器将探测结果通过无线发射器发送至其他微单元。作为本发明的一种优选方案，系统时钟同步后，系统统ー规定不同信号的发送时刻；以设定时钟周期T为单位，将时钟间隔T分成N等分，每份时钟为T/N，以每份的开 始时刻为信号开始发射时刻；并设定第一个T/N的开始时刻为发射开灯信号时刻，第二个T/N的开始时刻为发射关灯信号时刻，第三个T/N的开始时刻为发射增亮信号时刻，第四个T/N的开始时刻为发射减亮信号时刻。本发明的有益效果在于本发明提出的智能灯光控制系统及方法，可避免不同通讯信号同时传输带来的干扰。本发明的第一个关键点是有时钟同步系统，使各个微单元的时钟的运行时钟统一。并规定统ー的时刻点为统一功能码的发射时刻。如规定I秒为间隔，IOOms为单位，Oms时刻为开灯代码的发射时刻，IOOms时刻为关灯信号的发射点，200ms时刻为永久关闭的发射时刻，等等。第二个关键点是同步信号可以来自于卫星授时，可以来自电台的授时，还可以是某一的功率无线发射器的，根据场合确定。在用无线发射器时，对应的接收器可以是接收开灯信号的接收器，也可以是另外重新设置ー个接收器。
图I为本发明智能灯光控制系统的组成示意图。图2为高电平切割示意图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。实施例一请參阅图1，本发明掲示了ー种智能灯光控制系统，所述控制系统包括若干微单元10，各微单元10均包括控制器11、无线装置，所述无线装置是指微単元包含有无线接收器15或/和无线发射器14。控制器11用以根据接收的信号控制灯的状态或/和其他器件。部分或全部微单元10包括功率器，用以控制灯的开关或/和增亮减亮。全部微单元10均设有传感器12 ;或者，部分微单元10设有传感器12，没有设置传感器12的微单元10通过设置的无线接收器15接收设有传感器12的微单元10 (该微单元还设有无线发射器14)发送的移动传感信号。所述传感器12用以探测是否有移动或/和不移动的人或移动物体的存在，若存在则发送相应信号至控制器11。即，传感器12可以是对物体运动感应，也可以是对进入某ー设定范围的物体或人感应。设有传感器的微单元10，在传感器12探測到移动的人或/和物体后，则通过无线发射器14发射开灯或增亮信号，其他接到信号的微单元10开启或增亮各自的灯；或者，设有传感器12的微单元10，在传感器12探測到在探测范围内有人或/和物体的存在，则通过无线发射器14发射开灯或增亮信号，其他接到信号的微单元10开启或增亮各自的灯。至少一部分设有传感器12的微单元10设有时钟同步器13，用以接收外部的统ー时钟信号。优选地，设有传感器12的微单元均设置时钟同步器13，接收外部的统ー时钟信号，使得整个智能灯光系统中设有传感器12的微单元10的时钟同歩。所述时钟同步器的时钟同步方法有多种，如使用GPS授时系统，接收卫星信号，使整个灯光系统的时钟统ー；或者，所述时钟同步器接收手机信号发射塔的信号，实现时钟的同歩；或者，所述时钟同步器接收电台的信号实现时钟的同步；或者，所述时钟同步器利用微单元本身的无线接收器 接收外界某统ー无线发射器的同步信号，实现时钟的同歩。系统时钟同步后，在设定时钟周期T内分成若干份，每份的起始时刻为设定信号的开始发射时刻。优选地，系统时钟同步后，系统统ー设定不同信号的发送时刻；以设定时钟周期T为单位，将时钟间隔T分成N等分，每份时钟为T/N，以每份的开始时刻为信号开始发射时刻；并设定第一个T/N的开始时刻为发射开灯信号时刻，第二个T/N的开始时刻为发射关灯信号时刻，第三个T/N的开始时刻为发射增亮信号时刻，第四个T/N的开始时刻为发射减亮信号时刻。本发明微単元的组合可以有多种，如部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器、时钟同步器；部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、时钟同步器、无线接收器；部分微单元包括控制器、无线接收器、功率器；部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器；部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器；部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、时钟同步器。以上介绍了本发明智能灯光控制系统的组成，本发明在掲示上述智能灯光控制系统的同时，还掲示上述智能灯光控制系统的控制方法；所述控制方法包括如下步骤设有时钟同步器的微单元接收外部的统ー时钟信号后，将外部的统ー时钟信号发送至没有时钟同步器或没有接收到外部的统ー时钟信号的微单元，使得整个智能灯光系统中各微单元的时钟同步；设有传感器的微单元探测是否有移动物体或人员；当探測结果发生变化时，发送相应信号至控制器；同时，在设定时钟周期T的设定时刻，控制器将通过无线发射器发送开灯信号至其他微单元，收到信号的微单元打开灯，并在延时后关闭。实施例ニ某灯光系统装备有若干微单元包括三种A :控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器、GPS授时时钟；B :控制器、无线接收器、功率器；C :控制器、传感器、无线发射器、GPS授时时钟。
有A、B、C三种单元构成，B单元只接收信号，A、C发射信号。同时整个灯光系统还装备有控制中心。设置Is为间隔，IOOms为单位，第一个IOOms开始时刻(第Oms)为开灯发射时钟段，开灯码为0x01，第二个IOOms开始时刻(第100ms)为关灯发射时刻，关灯码为0x02，第三个IOOms开始时刻(第200ms)为进入节能模式，代码为0x03，第四个IOOms开始时刻(第300ms)为退出节能模式，代码为0x04。GPS授时器保证各个微单元的时钟同步，即整秒
时刻一祥。A或C探測到人员车辆后，将在每秒的第一个时刻，Oms时刻发射0x01，在无线信号的有效覆盖范围内，接到信号的灯光开启灯光，在延长若干秒后，各灯光又关闭各自的灯光。
在遇到紧急情况，若要关闭所有灯光，只要控制中心在第IOOms时刻发射0x02，并各个微单元在规定时刻转发0x02。在需要进入节能模式时，控制中心只要在200ms时刻发射0x03，并各个微单元在规定时刻转发0x03。同时将信号按无线编码规则编码后，将根据需要进行高电平切割打断，编码后的高电平将被切割成由若干短促的高电平连接而成的电平信息，减低电波叠加效应对通讯稳定性的影响。(见图2)实施例三某一地下停车场，有若干日光灯。姆个灯安装有微单兀，同样由三种不同微单兀构成，同时还有一中央控制器使用无线发射器发射同步信号，微单元的无线接收器接收到信号后，自动调整各个的时钟，使时钟同步；该无线接收器可以是接收开灯信号的接收器，也可以是另外重新设置的接收器。A :控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器B :控制器、无线接收器、功率器C :控制器、传感器、无线发射器灯光控制系统可以是全部由A构成，可以是A、B混合构成，也可以是由A、B、C构成。传感器探測到人员车辆，在规定的时刻发射信号，接收到信号的微单元将打开各个的灯。无线接收器的作用不但用于保证时钟同步，还用于接收其他微单元发射的开关或/和增亮减亮灯的无线信号。实施例四某一地下停车场装有1000只日光灯。整个系统包括时钟同步器(GPS授时装置，用以发射时钟同步信号)、同步信号中继器(中继同步信号，扩大覆盖范围)、一半灯是装有带移动探測器，一半灯是没有装探測器。装有探測器的灯包括控制器、无线发射器(用以探测到物体或人后发射开灯信号)、无线接收器(接收其他发射机发射的开灯信号以及同步器发射的时钟同步信号)、功率器。没有移动探测器的微单元包括控制器、无线接收器(该接收器可以对时钟同步信号不予处理)、功率器。当某一微单元探測到有移动的物体或人后，将在规定的时刻发射开灯信号，接到开灯信号的微单元将开启各自的灯，并在延时一段时钟后关闭灯光。时钟同步器发射同步信号，接到时钟同步信号的微单元自行调整各自的时钟，使系统内的所有微单元时钟同歩。用以接收时钟同步信号的无线接收器和用以接收开灯信号的无线接收器可以是两套独立的接收器，即用两个不同步频道处理这两个事件。实施例五某路段，装有200只灯光，道路两边各100只。ー边的灯光完全安装，包括GPS授时装置、微控制器、功率器、移动探测器、无线发射器、无线接收器。一边安装不完全装置，包括微控制器、无线接收器、功率器。当某一装有移动探测器的微单元探测到车或人后，将通过无线发射器在规定的时刻发射开灯信号，接收到信号的灯将开启各自的灯。综上所述，本发明提出的智能灯光控制系统，可避免不同通讯信号同时传输带来的干扰。
本发明的第一个关键点是有时钟同步系统，使各个微单元的时钟的运行时钟统一。并规定统ー的时刻点为统一功能码的发射时刻。如规定I秒为间隔，IOOms为单位，Oms时刻为开灯代码的发射时刻，IOOms时刻为关灯信号的发射点，200ms时刻为永久关闭的发射时刻，等等。第二个关键点是同步信号可以来自于卫星授时，可以来自电台的授时，还可以是某一的功率无线发射器的，根据场合确定。在用无线发射器时，对应的接收器可以是接收开灯信号的接收器，也可以是另外重新设置ー个接收器。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
权利要求
1.ー种智能灯光控制系统，其特征在于，所述控制系统包括若干微单元，各微单元均包括控制器、无线装置； 所述无线装置是指微単元包含有无线接收器或/和无线发射器； 全部微单元均设有传感器；或者，部分微单元设有传感器； 设有传感器的微单元同时还设有时钟同步器和无线发射器；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的微单元设置无线接收器，接收设有时钟同步器的微单元通过其无线发射器发送的时钟同步信号实现时钟同步；或者，部分设有传感器和无线发射器但未设置时钟同步器的微单元通过设置无线接收器接收某ー无线发射装置发射的时钟同步信号实现时钟同步； 所述传感器用以探测是否有移动的人或/和物体的存在，若存在则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体进入传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器；或者，传感器用以探测是否有人或/和物体位于传感器探测范围，若有则发送相应信号至控制器； 所述无线发射器还用以在传感器有信号后在控制器的控制下发射开灯或增亮信号； 所述控制器用以控制微单元各部分的运行； 所述时钟同步器用以接收统ー时钟信号，为系统提供统ー时钟信息，实现系统时钟同I K少; 设有传感器的微单元，在传感器探測到移动的人或/和物体后，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的微单元开启或增亮各自的灯；或者，设有传感器的微单元，在传感器探測到在探测范围内有人或/和物体的存在，则通过无线发射器发射开灯或增亮信号，其他接到信号的微单元开启或增亮各自的灯。
2.根据权利要求I所述的智能灯光控制系统，其特征在于 系统时钟同步后，在设定时钟周期T内分成若干份，每份的起始时刻为设定信号的开始发射时刻。
3.根据权利要求2所述的智能灯光控制系统，其特征在于 系统时钟同步后，系统统ー设定不同信号的发送时刻； 以设定时钟周期T为单位，将时钟间隔T分成N等分，每份时钟为T/N，以每份的开始时刻为信号开始发射时刻； 并设定第一个T/N的开始时刻为发射开灯信号时刻，第二个T/N的开始时刻为发射关灯信号时刻，第三个T/N的开始时刻为发射增亮信号时刻，第四个T/N的开始时刻为发射减亮信号时刻。
4.根据权利要求I所述的智能灯光控制系统，其特征在于 设有传感器的微单元均设置时钟同步器，接收外部的统ー时钟信号，使得整个智能灯光控制系统中设有传感器的微单元的时钟同歩。
5.根据权利要求I所述的智能灯光控制系统，其特征在于 所述时钟同步器使用卫星授时系统，接收卫星信号，使整个智能灯光控制系统的时钟同步； 或者，所述时钟同步器接收手机信号发射塔的信号，实现时钟的同歩； 或者，所述时钟同步器接收电台的信号实现时钟的同步；或者，所述时钟同步器利用微单元本身的无线接收器接收外界某统ー无线发射器的同步信号，实现时钟的同歩。
6.根据权利要求I所述的智能灯光控制系统，其特征在于 若干微单元中，部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器、时钟同步器； 部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、时钟同步器、无线接收器； 部分微单元包括控制器、无线接收器、功率器； 部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器； 部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、无线接收器、功率器。
部分微单元包括控制器、传感器、无线发射器、时钟同步器。
7.根据权利要求I所述的智能灯光控制系统，其特征在于 部分或全部微单元包括功率器，用以控制灯的开关或/和增亮减亮。
8.—种权利要求I所述智能灯光控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤 设有传感器的微单元均设置时钟同步器，接收外部的统ー时钟信号，使得整个智能灯光控制系统中设有传感器的微单元的时钟同步； 设有传感器的微单元探测是否有移动物体或人员；当探測结果发生变化时，发送相应信号至控制器；同时，在设定时钟周期T的设定时刻，控制器将探测结果通过无线发射器发送至其他微单元。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于 系统时钟同步后，系统统ー规定不同信号的发送时刻； 以设定时钟周期T为单位，将时钟间隔T分成N等分，每份时钟为T/N，以每份的开始时刻为信号开始发射时刻； 并设定第一个T/N的开始时刻为发射开灯信号时刻，第二个T/N的开始时刻为发射关灯信号时刻，第三个T/N的开始时刻为发射增亮信号时刻，第四个T/N的开始时刻为发射减亮信号时刻。
全文摘要
本发明揭示了一种智能灯光控制系统及方法，所述控制系统包括若干微单元，各微单元均包括控制器、无线装置；全部微单元均设有传感器；或者，部分微单元设有传感器，没有设置传感器的微单元通过设置的无线接收器，接收设有传感器的微单元发送的移动传感信号；至少部分设有传感器的微单元设有时钟同步器，没有时钟同步器的使用无线接收器接收设有时钟同步器的微单元发送的时钟同步信号；所述传感器用以探测是否有移动的人或物体的存在，若存在则发送相应信号至控制器；所述时钟同步器用以接收外部的统一时钟信号。本发明提出的智能灯光控制系统及方法，可避免不同通讯信号同时传输带来的干扰。
文档编号G08C17/02GK102811522SQ20111014235
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者徐大江 申请人:徐大江