本发明属于照明系统技术领域，涉及一种利用无线网络控制的照明系统。
背景技术：
随着社会的发展，照明设备的发展应用日趋广泛，对照明设备的要求也越来越高，当照明设备组成大面积的照明系统时，需要统一且高效的控制，照明系统控制方式的解决方案分为有线方式和无线方式，有线方式包括电力线载波的x-10和cebus、电话线方式的homepna、以太网方式ieee802.3以及专用总线方式的lonworks和ieee1394等。采用有线方式进行照明设备大规模组网时，网络建设复杂，施工成本高;现有技术中采用无线方式包括红外线方式的irda、无线局域网方式的ieee802.11系列、家庭射频技术的homerf、蓝牙的ieee802.15.1、zigbee的ieee802.15.4等，如专利号200710140695.3描述了基于zigbee的照明组网方式，其特征在于主控单元为zigbee网关，包括信息接收和发送子模块，由于协议的物理层和链路层都是基于双向点对点通信，通信协议复杂、器件成本高。
在道路照明改造、生物工厂照明、移动照明等很多照明应用中，既需要施工成本低的无线组网，又对成本特别敏感，目前已有组网方式不能满足要求。
广播是指通过无线电波或导线传送声音的新闻传播工具。通过无线电波传送节目的称无线广播，具有覆盖范围大，安装使用方便，成本低等优点。
技术实现要素：
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种利用无线网络控制的照明系统，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种价格便宜，使用可靠的利用无线网络控制的照明系统。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种利用无线网络控制的照明系统，其特征在于，所述照明系统包括控制中心、发射中心、中继器和若干的智能照明设备；所述控制中心与所述发射中心通过有线连接，所述发射中心能够发射无线单向广播通信帧，所述通信帧的内容包括广播频道、同步时间、序列号、对时约定以及命令；所述中继器能够接受并转发通信帧；所述智能照明设备包括控制器、发光装置和能够接受通信帧的接收器，所述发光装置包括若干个小功率可调电流式的直流电源和电流流向选择器，所述控制器根据电源状态和电流输出要求动态控制直流电源的电流大小和方向。
其工作原理如下：本技术方案是基于广播原理，将其运用到照明系统的无线控制方式上，利用广播的无线传输原理进行照明设备无线组网，由于照明系统控制信息少、时延不敏感、容错能力强、成组控制、物理拓扑结构复杂多变等特点设计专用的通信系统，通过网络实体拓扑结构和逻辑拓扑结构分离，设备铺设和配置分离，根据通信环境动态网络优化，频道占用时间方便调整，时分和码分结合，大大降低了成本，能够满足照明设备大规模组网应用。发射中心通过无线单向广播方式发送信号，发送指令给所有的设备；照明设备的接收装置只有接收器，而不用给发送方答复和确认，广播是通过空中无线信号传输，利用通信时间的对时约定实现时分通信，利用工作频道实现码分系统。本发明中空中无线信号的频率、编码方式、信号帧结构、发射天线、接收天线等物理层和链路层技术可借鉴其它成熟规范。
控制中心作为总的控制台实现人为调控，发射中心根据控制中心的指令发射通信帧，经过中继器向周围辐射通信帧信号，从而传递命令。
一个控制中心可以控制多组不同的智能照明设备，发射中心存储与智能照明设备的工作频道相对应的列表，智能照明设备的接收器和控制器将接收到的通信帧转变为控制照明部分的物理信号，从而控制发光装置的发光。每个智能照明设备永久存储唯一标识照明设备的id号和一个可根据指令修改的工作频道号，智能照明设备可能会接收到多个广播局的通信帧，但它只处理自己工作频道的指令。智能照明设备接收到广播的通信帧后根据广播频道号判断这是否是自己的数据，不是则继续监听；若是则执行命令。
在上述的利用无线网络控制的照明系统中，所述通讯帧能够实现时分通信，即通信帧中约定了下次通信的时间，约定包括“时时监听”、“隔时监听”和“约定监听”三种模式，智能照明设备利用序列号计算重复广播的最大时间，根据约定关闭接收器，并最终在下次第一帧到来之前打开接收器。智能照明设备能够根据约定模式调整监听状态，在隔时监听和约定监听模式中，由于智能照明设备收到自己的通信帧后关闭通信接收，所以设备只会收到到达的第一个通信帧。在很多照明应用中，照明设备几个小时才调一次光，为了延长通信器件寿命和节省能耗，通信帧中包含下次通信的时间的约定，智能照明设备成功接收本次广播帧后，可以根据约定关闭接收无线广播的装置，从而达到节能的目的。时时监听模式是指智能照明设备接收完本命令后，不关闭接收无线广播的装置，时时等待下次广播。
在上述的利用无线网络控制的照明系统中，所述智能照明设备按照实际照明应用的地理位置分布组成网络实体拓扑结构；发射中心和中继器是按照明应用的设备容量、空间布局、时延要求、成本和控制特征综合需要设置；智能照明设备与发射中心没有直接隶属关系，一个发射中心可以控制一个或多个不同的照明设。
在上述的利用无线网络控制的照明系统中，所述控制器能够根据需要输出的电流值计算需要工作的小功率可调电流式直流电源或电源电路数量，轮流或随机选择某几个电源或电源电路按新计算的电源调电流值工作。无论照明系统需要怎样的调光值，本发明的电源通过调配工作电源数量实现小功率可调电流式直流电源仍按自身较高的效率工作，因此，电源的效率比传统电源大幅提高；在调光应用中，各个小功率可调电流式直流电源轮流休息，因此，电源的寿命比传统电源长。小功率电源的散热效果和器件可靠性均比大功率高。
在上述的利用无线网络控制的照明系统中，所述发光装置还包括电源检测器，所述电源检测器能够检测电源是否损坏，当损坏时，所述控制器能够通过重新调整电源网络的拓扑结构和电流流向由其它电源来补充输出。本发明中若某个电源损坏，可有由其它电源补充，所以在同样成本下电源的可靠性比传统电源高。
与现有技术相比，本技术方案具有如下优点：
1、本照明系统基于广播原理，将其运用到照明系统的无线控制方式上，利用广播的无线传输原理进行照明设备无线组网，通过网络实体拓扑结构和逻辑拓扑结构分离，设备铺设和配置分离，根据通信环境动态网络优化，频道占用时间方便调整，时分和码分结合，大大降低了成本，能够满足照明设备大规模组网应用。具有覆盖范围大，安装使用方便，成本低等优点。
2、本照明系统的智能照明设备包括若干个小功率可调电流式的直流电源和电流流向选择器，控制器根据电源状态和电流输出要求动态控制直流电源的电流大小和方向，电源的效率比传统电源大幅提高；在调光应用中，各个小功率可调电流式直流电源轮流休息，因此，电源的寿命比传统电源长，小功率电源的散热效果和器件可靠性均比大功率高。
附图说明
图1是本照明系统的结构框图。
图2是本照明系统中的智能照明设备框图。
图中，1、控制中心；2、发射中心；3、中继器；4、智能照明设备；41、接收器；42、控制器；43、发光装置；44、电流流向选择器；45、直流电源；46、电源检测器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所示，本照明系统包括控制中心1、发射中心2、中继器3和若干的智能照明设备4；控制中心1与发射中心2通过有线连接，发射中心2能够发射无线单向广播通信帧，通信帧的内容包括广播频道、同步时间、序列号、对时约定以及命令；中继器3能够接受并转发通信帧；智能照明设备4包括控制器42、发光装置43和能够接受通信帧的接收器41，发光装置43包括若干个小功率可调电流式的直流电源45和电流流向选择器44，控制器42根据电源状态和电流输出要求动态控制直流电源45的电流大小和方向。
本技术方案是基于广播原理，将其运用到照明系统的无线控制方式上，利用广播的无线传输原理进行照明设备无线组网，由于照明系统控制信息少、时延不敏感、容错能力强、成组控制、物理拓扑结构复杂多变等特点设计专用的通信系统，通过网络实体拓扑结构和逻辑拓扑结构分离，设备铺设和配置分离，根据通信环境动态网络优化，频道占用时间方便调整，时分和码分结合，大大降低了成本，能够满足照明设备大规模组网应用。发射中心2通过无线单向广播方式发送信号，发送指令给所有的设备；照明设备的接收装置只有接收器41，而不用给发送方答复和确认，广播是通过空中无线信号传输，利用通信时间的对时约定实现时分通信，利用工作频道实现码分系统。本发明中空中无线信号的频率、编码方式、信号帧结构、发射天线、接收天线等物理层和链路层技术可借鉴其它成熟规范。
控制中心1作为总的控制台实现人为调控，发射中心2根据控制中心1的指令发射通信帧，经过中继器3向周围辐射通信帧信号，从而传递命令；一个控制中心1可以控制多组不同的智能照明设备4，发射中心2存储与智能照明设备4的工作频道相对应的列表，智能照明设备4的接收器41和控制器42将接收到的通信帧转变为控制照明部分的物理信号，从而控制发光装置43的发光。每个智能照明设备4永久存储唯一标识照明设备的id号和一个可根据指令修改的工作频道号，智能照明设备4可能会接收到多个广播局的通信帧，但它只处理自己工作频道的指令。智能照明设备4接收到广播的通信帧后根据广播频道号判断这是否是自己的数据，不是则继续监听；若是则执行命令。
通讯帧能够实现时分通信，即通信帧中约定了下次通信的时间，约定包括“时时监听”、“隔时监听”和“约定监听”三种模式，智能照明设备4利用序列号计算重复广播的最大时间，根据约定关闭接收器41，并最终在下次第一帧到来之前打开接收器41。智能照明设备4能够根据约定模式调整监听状态，在隔时监听和约定监听模式中，由于智能照明设备4收到自己的通信帧后关闭通信接收，所以设备只会收到到达的第一个通信帧。在很多照明应用中，照明设备几个小时才调一次光，为了延长通信器件寿命和节省能耗，通信帧中包含下次通信的时间的约定，智能照明设备4成功接收本次广播帧后，可以根据约定关闭接收无线广播的装置，从而达到节能的目的。时时监听模式是指智能照明设备4接收完本命令后，不关闭接收无线广播的装置，时时等待下次广播。
智能照明设备4按照实际照明应用的地理位置分布组成网络实体拓扑结构；发射中心2和中继器3是按照明应用的设备容量、空间布局、时延要求、成本和控制特征综合需要设置；智能照明设备4与发射中心2没有直接隶属关系，一个发射中心2可以控制一个或多个不同的照明设。
控制器42能够根据需要输出的电流值计算需要工作的小功率可调电流式直流电源45或电源电路数量，轮流或随机选择某几个电源或电源电路按新计算的电源调电流值工作。无论照明系统需要怎样的调光值，本发明的电源通过调配工作电源数量实现小功率可调电流式直流电源45仍按自身较高的效率工作，因此，电源的效率比传统电源大幅提高；在调光应用中，各个小功率可调电流式直流电源45轮流休息，因此，电源的寿命比传统电源长。小功率电源的散热效果和器件可靠性均比大功率高；发光装置43还包括电源检测器46，电源检测器46能够检测电源是否损坏，当损坏时，控制器42能够通过重新调整电源网络的拓扑结构和电流流向由其它电源来补充输出。本发明中若某个电源损坏，可有由其它电源补充，所以在同样成本下电源的可靠性比传统电源高。例如两路led灯组平时都按50%亮度待机，当有人经过时，它按100%亮度工作直到连续3分钟没有人。产品使用1w@350maled。照明总功率40w，每20个led串联成一路，由于pt4207电源方案的25w电源已经是量产产品。所以本实施例中的电源设计采用两个25w小电源组成的2路输出.选择器和检测器如图2电路实现。控制器42的中央处理单元采用mc80f7708，存储器采用24lc16外置flash。待机状态时，两个小电源以15分钟为单位轮流工作，工作电源调电流值为80%；工作状态时，两个电源同时工作，每个电源调电流值为80%；当有一个电源损坏后，另一个电源在待机状态时调电流值为80%，在工作状态时调电流值为100%。若使用传统电源，电源一旦损坏，走廊就无照明，所以灯必须尽快更换。而采用本发明后，单个电源损坏时并不影响待机状态，工作状态仍然比待机状态亮20%。只有两个电源都损坏的情况下，走廊才会无照明，经统计，采用本发明后，led走廊灯整机的故障申报率降低了70%。无论是传统50w电源还是40w电源，以20w功率输出时效率不足50%，而采用本发明后，以效率高于80%，走廊灯大多数时间处在50%亮度输出的待机状态，传统电源在此时，器件仍都处于工作状态。而采用本发明后，小功率电源轮流切换工作，每个电源工作时间减少一半，因此寿命也相应提高。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。