一种可通过无线网络播放的led音乐照明系统的制作方法
【专利摘要】本发明的可通过无线网络播放的LED音乐照明系统包括主控制单元、LED主灯组、LED背光灯组、LED点阵调光控制单元、LED阵元驱动单元、交互控制单元、音乐播放单元以及供电单元，将照明单元与音乐播放单元高度集成，通过设置无线交互控制单元，可以接收远程控制装置的播放指令，在音乐播放的同时，可以同时单独控制上百个LED灯的照明效果，大大丰富了听音乐时的视觉体验。
【专利说明】
-种可通过无线网络播放的LED音乐照明系统
技术领域
[0001] 本发明设及照明领域，尤其设及一种可通过无线网络播放的L邸音乐照明系统。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，人们对家居家电智能化水平的要求也逐渐提高。L邸灯 具是目前家庭中普遍使用的照明器具，其具有高效、节能、长寿、小巧等技术特点，正在成为 新一代照明市场的主力产品，但是其只具备单一的照明功能，无法满足人们智能化娱乐体 验需求，而音乐灯具的出现将成为灯具智能化的一个趋势。但是目前的音乐灯具，一方面灯 具和音响设备单独安装，既不方便，又占用空间，另一方面，运种音乐灯具只能播放灯具内 自带的音乐，用户无法自主选择音乐，而且音乐播放与灯光不能相互配合，无法人性化的达 到情景擅染效果。
【发明内容】
[0003] 为了弥补现有技术中的不足，本发明的目的是通过W下技术方案实现的。
[0004] 根据本发明的实施方式，提出一种可通过无线网络播放的Lm)音乐照明系统，所述 系统包括主控制单元、L邸主灯组、LED背光灯组、L抓点阵调光控制单元、L邸阵元驱动单元、 交互控制单元、音乐播放单元W及供电单元，所述主控制单元分别连接Lm)点阵调光控制单 元、交互控制单元、音乐播放单元W及供电单元，所述L邸点阵调光控制单元连接LED阵元驱 动单元，所述L邸阵元驱动单元连接Lm)主灯组、Lm)背光灯组的单个L邸灯，所述交互控制单 元通过无线网络连接远程控制装置。
[0005] 根据本发明的实施方式，所述主控制单元根据远程控制装置发送的指令控制LED 主灯组、L邸背光灯组和音乐播放单元工作；
[0006] 所述L邸主灯组根据L邸点阵调光控制单元的指令进行多种效果的照明；
[0007] 所述L邸背光灯组根据L邸点阵调光控制单元的指令进行辅助照明；
[000引所述Lm)点阵调光控制单元从主控制单元接收的照明指令，并根据照明指令控制 各个L邸阵元驱动单元驱动L邸主灯组、L邸背光灯组的各个L邸灯；
[0009] 所述交互控制单元从远程控制装置接收照明和音乐播放指令，并发送至主控制单 元；
[0010] 所述音乐播放单元根据主控制单元的音乐播放指令执行音乐播放;W及
[0011] 所述供电单元为L邸主灯组、L邸背光灯组W及音乐播放单元供电。
[0012] 根据本发明的实施方式，所述交互控制单元包括蓝牙通信模块和WIFI通信模块。
[0013] 根据本发明的实施方式，所述远程控制装置为智能手机。
[0014] 根据本发明的实施方式，所述音乐播放单元为蓝牙音箱，当仅需要播放音乐时，所 述远程控制装置的蓝牙通信功能可W直接与蓝牙音箱建立连接，并播放远程控制装置发送 的音乐。
[0015] 根据本发明的实施方式，所述L抓主灯组、L邸背光灯组根据L抓点阵调光控制单元 的指令单独变色或变换效果，包括灯光静态效果、灯光动态效果、音乐随动效果、w及混浊 及分形控制效果。
[0016]根据本发明的实施方式，所述系统还可W包括音乐灯光匹配单元，用于执行音乐 随动效果时的音乐与灯光的匹配和定位;所述音乐灯光匹配单元分别连接主控制单元和 LED点阵调光控制单元，
[0017]根据本发明的实施方式，所述供电单元包括AC-DC转换单元和DC-DC单元，所述AC- DC转换单元用于为L抓主灯组、L抓背光灯组供电，所述DC-DC单元用于为音乐播放单元供 电。
[0018] 根据本发明的实施方式，所述系统还包括动态感测单元，所述动态感测单元连接 主控制单元。
[0019] 根据本发明的实施方式，所述系统还包括故障检测单元，W实现对Lm)主灯组、LED 背光灯组的点阵工作状态的检测，所述故障检测单元分别连接L抓主灯组、L抓背光灯组W 及主控制单元。
[0020] 本发明的可通过无线网络播放的Lm)音乐照明系统，将照明单元与音乐播放单元 高度集成，通过设置无线交互控制单元，可W接收远程控制装置的播放指令，在音乐播放的 同时，可W同时单独控制上百个L邸灯的照明效果，大大丰富了听音乐时的视觉体验。
【附图说明】
[0021] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0022] 附图1示出了根据本发明实施方式的可通过无线网络播放的Lm)音乐照明系统的 结构框图；
[0023] 附图2示出了根据本发明另一实施方式的可通过无线网络播放的Lm)音乐照明系 统的结构框图；
[0024] 附图3示出了根据本发明实施方式的音乐灯光匹配单元的结构框图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公 开的示例性实施方式，然而应当理解，可各种形式实现本公开而不应被运里阐述的实 施方式所限制。相反，提供运些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公 开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0026] 根据本发明的实施方式，提出一种可通过无线网络播放的Lm)音乐照明系统，如附 图1所示，所述系统包括主控制单元、L抓主灯组、L抓背光灯组、L抓点阵调光控制单元、L抓 阵元驱动单元、交互控制单元、音乐播放单元W及供电单元，所述主控制单元分别连接LED 点阵调光控制单元、交互控制单元、音乐播放单元W及供电单元，所述LED点阵调光控制单 元连接LED阵元驱动单元，所述LED阵元驱动单元连接LED主灯组、L抓背光灯组的单个LED 灯，所述交互控制单元通过无线网络连接远程控制装置;其中，
[0027] 所述主控制单元根据远程控制装置发送的指令控制Lm)主灯组和/或L邸背光灯组 和音乐播放单元工作；
[00%]所述L邸主灯组根据L邸点阵调光控制单元的指令进行多种效果的照明；
[0029] 所述L邸背光灯组根据L邸点阵调光控制单元的指令进行辅助照明；
[0030] 所述Lm)点阵调光控制单元从主控制单元接收的照明指令，并根据照明指令控制 各个L邸阵元驱动单元驱动L邸主灯组和/或L邸背光灯组的各个L邸灯；
[0031] 所述交互控制单元从远程控制装置接收照明和音乐播放指令，并发送至主控制单 元；
[0032] 所述音乐播放单元根据主控制单元的音乐播放指令执行音乐播放;W及
[0033] 所述供电单元为L邸主灯组、L邸背光灯组W及音乐播放单元供电。
[0034] 根据本发明的实施方式，所述交互控制单元包括蓝牙通信模块和WIFI通信模块； 所述交互控制单元可W分别通过蓝牙通信方式或WIFI通信方式与远程控制装置建立通信 连接，具体通信方式的选择可W根据实际情况确定。
[0035] 根据本发明的实施方式，所述远程控制装置为智能手机或其他可W进行远程通信 的智能设备;所述远程控制装置具备蓝牙通信功能和WIFI通信功能。根据本发明的可替换 实施方式，所述音乐播放单元可W直接设置为蓝牙音箱，当仅需要播放音乐时，所述远程控 制装置的蓝牙通信功能可W直接与蓝牙音箱建立连接，并播放远程控制装置发送的音乐。
[0036] 根据本发明的实施方式，所述L抓主灯组、L抓背光灯组由大量的L抓点阵组成，每 个Lm)单元由Lm)阵元驱动单元驱动，且可W根据Lm)点阵调光控制单元的指令单独变色或 变换效果，包括:灯光静态效果、灯光动态效果、音乐随动效果、W及混浊及分形控制效果。
[0037] 当需要展示的效果为灯光静态效果、灯光动态效果、或者混浊及分形控制效果时， 运些效果对应的指令数据可W预先存储在远程控制装置中，也可W由远程控制装置从服务 器端下载，然后由远程控制装置发送至主控制单元，再由主控制单元将上述执行数据解析 后，发送L抓点阵调光控制单元，并通过各个L抓阵元驱动单元驱动L抓主灯组、L抓背光灯 组。
[0038] 尤其，当需要展示的效果为灯光动态效果时，所述远程控制装置，例如智能手机的 APP通过交互控制单元发送指令询问主控制单元是否存在空闲帖;此时，主控制单元预留多 段播放帖存储空间(此空间用来缓存播放数据，保证播放的流杨性），会返回给手机APP还有 几段空间，APP收到返回数据后，发现空闲段数不为0,则补发待播放数据帖给主控制单元。 直到此次播放内容完成后停止。主控制单元根据所接收的效果指令中的一帖效果控制LED 主灯组、L邸背光灯组的显示效果;播放完毕后取下一帖播放，并释放上一帖数据空间。
[0039] 所述混浊及分形控制效果沿用最近兴起的混浊与分形理论，提供多种预制好的混 浊及分形效果控制接口函数，用户可W自行改变部分初始化参数，运行之后查看不可预知 的效果。混浊是指确定性动力学系统因对初值敏感而表现出的不可预测的、类似随机性的 运动。分形理论是用分数维度的视角和数学方法描述和研究客观事物，也就是用分形分维 的数学工具来描述研究客观事物。它跳出了一维的线、二维的面、=维的立体乃至四维时空 的传统藩篱，更加趋近复杂系统的真实属性与状态的描述，更加符合客观事物的多样性与 复杂性。
[0040] 具体而言，智能手机APP从服务器端下载混浊控制效果脚本后，由远程控制装置发 送至主控制单元，主控制单元根据脚本内容解析并计算每一帖的Lm)灯数据，包括哪个灯 亮、亮度、色彩、时效等，发送至Lm)点阵调光控制单元，控制对应Lm)灯的颜色和亮度。所述 脚本支持各种数学函数，随机数，W及混浊效果控制函数，并定期对服务器端支持的混浊函 数进行升级。另外，为了达到每秒至少20帖的播放效果，优选使用I2S总线的L邸点阵调光控 制单元，使播放间隔达到50毫秒刷新一次。
[0041] W及，根据本发明的优选实施方式，如附图2所示，所述系统还可W包括音乐灯光 匹配单元，用于执行音乐随动效果时的音乐与灯光的匹配和定位;所述音乐灯光匹配单元 分别连接主控制单元和Lm)点阵调光控制单元，如附图3所示，所述音乐灯光匹配单元具体 包括：
[0042] 第一颜色变换单元，利用Ξ原色模型（包括R、G、BS种基色巧Ij六棱锥模型(包括色 调H、饱和度S、亮度V)的变换关系将从远程控制单元接收的照明效果中得到的多种颜色的 Ξ原色值变换为六棱锥值；
[0043] 音乐参数采集单元，对从远程控制单元接收的音乐数据进行实时的采样，获取音 乐实时的音量、频谱数据；
[0044] 复合变换单元，将多种颜色的六棱锥值的Η参数作为新六棱锥值的Η参数，将实时 采集到的歌曲音强、频率因子分别用分段线性的变换函数变换为新六棱锥值的S、V参数：
[0045]
[0046] 其中，X为音强、频率因子，a、b为函数分段的界限，y为变换后新六棱锥值的S、V参 数的值，此处采用归一化的参数，范围在[0，1];用户可W通过调整变换函数的参数a、b的值 来调整变换效果；
[0047] 第二颜色变换单元，利用六棱锥模型到Ξ原色模型的变换关系将新六棱锥值变换 为新Ξ原色值，并发送给L邸点阵调光控制单元，由L邸点阵调光控制单元控制多个LED阵元 驱动单元驱动L邸主灯组和/或L邸背光灯组的各个L邸灯。
[0048] 所述L邸点阵调光控制单元根据收到的多个Ξ原色的控制参数，调节输出的PWM信 号的占空比，不同占空比的nm信号经过Lm)阵元驱动单元后，对功率开关管的导通和关断 时间进行控制，恒流输出点亮Ξ基色红、绿、蓝LED,Ξ基色Lm)的不同亮度的混合即可实现 彩色细丽显示效果。
[0049] 根据本发明的优选实施方式，所述供电单元包括AC-DC转换单元和DC-DC单元，所 述AC-DC转换单元用于为L抓主灯组、L抓背光灯组供电，所述DC-DC单元用于为音乐播放单 元供电，其中，所述AC-DC转换单元包括输入整流滤波电路、开关控制IC1、功率开关管Q1、变 压器、恒流恒压IC2、光电禪合器W及次级调光电路，所述输入整流滤波电路连接所述开关 控制IC1，所述开关控制IC1控制功率开关管Q1，所述功率开关管Q1连接所述变压器的初级 线圈，变压器的辅助线圈连接所述开关控制IC1;所述变压器的次级线圈连接所述恒流恒压 IC2,所述变压器的次级线圈通过整流滤波后与所述恒流恒压IC2的输出端分别连接所述光 电禪合器的输入端;所述光电禪合器的输出端连接所述开关控制IC1;所述变压器的次级线 圈连接所述次级调光电路。
[0050] 采用本发明的AC-DC转换单元，可W在实现电压转换、恒定电压的前提下，实现电 流的精确恒定控制，可W直接为L邸主灯组、L邸背光灯组供电，可W免去在L邸灯组上的DC- DC单元，降低了成本，缩小了体积，效率高且散热效果好；同时音乐播放单元无需承受较高 的电压压力，提高了音乐播放单元的可靠性。
[0051] 根据本发明的优选实施方式，如附图2所示，所述系统还可W包括动态感测单元， 所述动态感测单元连接主控制单元，所述动态感测单元用于当人进入照明区域范围时，向 主控制单元发送照明指令;所述动态感测单元包括被动式红外光电传感器和Ξ极管，被动 式红外光电传感器的输入端正极接电压巧V，被动式红外光电传感器的输入端负极经第一 电阻接地，被动式红外光电传感器的输出端正极经第二电阻接电压巧V，被动式红外光电传 感器的输出端负极和Ξ极管的基极相连，Ξ极管的发射极接地，Ξ极管的集电极，一路经第 Ξ电阻接电压巧V，另一路经旁路电容接地。
[0052] 通过采用本发明的动态感测单元，可W及时感应区域内的用户留存状态，W便提 供必要的照明，所述感应方式无需用户主动参与，所采用的照明效果，例如可W选择灯光静 态效果。
[0053] 根据本发明的优选实施方式，如附图2所示，所述系统还可W包括故障检测单元， W实现对Lm)主灯组和/或Lm)背光灯组的点阵工作状态的检测，所述故障检测单元分别连 接L抓主灯组、L抓背光灯组W及主控制单元，所述故障检测单元包含采样电阻、多路选择 器、差动放大器、比较器和光禪隔离电路；
[0054] 在LED点阵的每个LED串支路上串接一个阻值很小的采样电阻，该电阻的两端分别 通过一个多路选择器连接到差动放大器的两输入端。由于采用了差值放大方式，因此电阻 可W串接在任何一条Lm)支路中，而不仅仅限于与电源地端相连的Lm)支路。差动放大器的 输出端连接到比较器的输入端，同时为了保护微控制器不受外部强电压的影响，比较器的 输出经光禪隔离电路后再输入到微控制器的I/O口。通过W上结构能实现对L邸点阵信号的 采集和工作状态的检测，所述故障检测可W包括该亮不亮、该灭不灭、逻辑时序错误等等。
[0055] 通过采用本发明的故障检测单元可W检测和发现Lm)点阵的故障信息，并及时提 醒工作人员对故障进行维护。
[0056] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述W权利要求的保护范 围为准。
【主权项】
1. 一种可通过无线网络播放的LED音乐照明系统，所述系统包括主控制单元、LED主灯 组、LED背光灯组、LED点阵调光控制单元、LED阵元驱动单元、交互控制单元、音乐播放单元 以及供电单元，所述主控制单元分别连接LED点阵调光控制单元、交互控制单元、音乐播放 单元以及供电单元，所述LED点阵调光控制单元连接LED阵元驱动单元，所述LED阵元驱动单 元连接LED主灯组、LED背光灯组的单个LED灯，所述交互控制单元通过无线网络连接远程控 制装置。2. -种如权利要求1所述的系统，所述主控制单元根据远程控制装置发送的指令控制 LED主灯组和/或LED背光灯组和音乐播放单元工作； 所述LED主灯组根据LED点阵调光控制单元的指令进行多种效果的照明； 所述LED背光灯组根据LED点阵调光控制单元的指令进行辅助照明； 所述LED点阵调光控制单元从主控制单元接收照明指令，并根据照明指令控制各个LED 阵元驱动单元驱动LED主灯组和/或LED背光灯组的各个LED灯； 所述交互控制单元从远程控制装置接收照明和音乐播放指令，并发送至主控制单元； 所述音乐播放单元根据主控制单元的音乐播放指令执行音乐播放；以及 所述供电单元为LED主灯组、LED背光灯组以及音乐播放单元供电。3. -种如权利要求2所述的系统，所述交互控制单元包括蓝牙通信模块和WIFI通信模 块。4. 一种如权利要求3所述的系统，所述远程控制装置为智能手机。5. -种如权利要求4所述的系统，所述音乐播放单元为蓝牙音箱，当仅需要播放音乐 时，所述远程控制装置的蓝牙通信功能直接与蓝牙音箱建立连接，并播放远程控制装置发 送的音乐。6. -种如权利要求5所述的系统，所述LED主灯组、LED背光灯组根据LED点阵调光控制 单元的指令单独变色或变换效果，所述变换效果包括灯光静态效果、灯光动态效果、音乐随 动效果、以及混沌及分形控制效果。7. -种如权利要求6所述的系统，所述系统还可以包括音乐灯光匹配单元，用于执行音 乐随动效果时的音乐与灯光的匹配和定位;所述音乐灯光匹配单元分别连接主控制单元和 LED点阵调光控制单元。8. -种如权利要求7所述的系统，所述供电单元包括AC-DC转换单元和DC-DC单元，所述 AC-DC转换单元用于为LED主灯组、LED背光灯组供电，所述DC-DC单元用于为音乐播放单元 供电。9. 一种如权利要求8所述的系统，所述系统还包括动态感测单元，所述动态感测单元连 接主控制单元。10. -种如权利要求9所述的系统，所述系统还包括故障检测单元，以实现对LED主灯组 和/或LED背光灯组的点阵工作状态的检测，所述故障检测单元分别连接LED主灯组、LED背 光灯组以及主控制单元。
【文档编号】H05B33/08GK106061006SQ201610375232
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】邓宇春, 李耿
【申请人】北京子清智创科技有限公司