一种无线通讯控制智能网关的制作方法

专利名称:一种无线通讯控制智能网关的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种无线通讯控制智能网关，该网关包括本体，其本体内部设有电路板；电路板上设置主控模块、无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块，无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块均连接至主控模块；该电路板上还设有智能照明装置，该智能照明装置包括光线传感器和PWM信号调光模块；光线传感器的输出端接于主控模块的输入端，主控模块的输出端接于PWM信号调光模块的输入端。本实用新型在现有的网关的基础上增设了智能照明装置，可将网关与LED灯具的智能控制结合起来，方便用户通过网关的无线模块随时根据不同场合对LED进行遥控控制，实现情景照明或者通过起到调节亮度而节约能源的作用。
【专利说明】一种无线通讯控制智能网关

【技术领域】
[0001]本实用新型属于网关的制造领域，具体涉及一种无线通讯控制智能网关，该无线通讯控制智能网关可同时对设于网关周围的LED灯具进行智能控制。

【背景技术】
[0002]LED (Light Emitting D1de)即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，电光功率转换接近100%。普通白炽灯的光效为121m/W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为601m/W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为961m/W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效可以超过1501m/W，寿命可大于100000小时。因此，LED光源采用低压直流供电，以其高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点而被广泛使用。
[0003]另外，目前的网关一般包括互相建立通信连接的通信子板、I/O子板、CAN总线、电源板及通信主机；其只能实现网关的网间互联和协议转换作用。目前尚没有将智能照明装置与网关结合的先例。
实用新型内容
[0004]因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种无线通讯控制智能网关，利用网关的通讯特性，将其与LED灯具的智能控制相结合，不仅节约成本，而且可以节省放置空间，方便用户根据不同场合实时进行遥控控制，实现情景照明或者通过起到调节亮度而节约能源的作用。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种无线通讯控制智能网关，该网关包括本体，其本体内部设有电路板，电路板上设置主控模块、无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块，无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块均连接至主控模块；该电路板上还设有智能照明装置，该智能照明装置包括光线传感器和PWM信号调光模块；光线传感器的输出端接于主控模块的输入端，主控模块的输出端接于PWM信号调光模块的输入端；主控模块通过光线传感器接收外界的外界光环境的参数，通过PWM信号调光模块输出多路的PWM控制信号，对LED灯具进行亮度调节；同时，还通过无线通讯模块与LED灯具建立通讯连接，实现对LED灯具的远程控制。
[0006]其中，所述PWM信号调光模块包括顺次电性连接的PWM信号产生单元、电流产生单元、多路输出单元、LED驱动单元和LED阵列，PWM信号产生单元产生PWM信号，PWM信号传输至电流产生单元时，电流产生单元产生一预定大小的电流，并发送至多路输出单元，多路输出单元接收到预定大小的电流后将该电流进行多路输出，并通过控制LED驱动单元来驱动LED阵列进行调光。其中，LED阵列可以是多个LED灯具也可以是一个LED灯具，如果LED阵列是多个LED灯具，则LED驱动单元和多路输出单元的数量跟该LED灯具的数量相同。
[0007]为了实现对LED阵列的同步调光，所述PWM信号调光模块还包括同步单元，同步单元的输出端接于多路输出单元的输入端，同步单元用于产生一个时钟信号，并将多路输出单元输出的多路信号同步到该时钟信号，这样多路输出单元输出的多路信号为同步的，则可实现对LED阵列的同步调光。
[0008]作为一个可行的方案，所述主控模块采用型号为MB9BF21XS的芯片实现，该MB9BF21XS芯片是以Cortex M3为内核、32位MCU的Soc。所述无线模块是433MHz通讯模块。主控模块连接外设以太网模块、WIFI模块、无线模块、EEPROM模块(数据存储模块)、RTC(Real-Time Clock，实时时钟)模块、看门狗模块。通过以太网模块连接路由器，实现与互联网上服务器的通讯。通过WIFI模块与WIFI通讯的智能硬件进行通讯。通过无线模块(433MHz通讯模块)与433MHz通讯频段的智能设备进行通讯。并通过EEPROM模块保存用户数据和控制策略。使用RTC模块作为定时策略的时钟源。用看门狗电路保证智能网关运行的稳定性。
[0009]本实用新型采用上述模块，在网关的基础上增设了智能照明装置，可将现有的网关与LED灯具的智能控制结合起来，方便用户通过网关的无线模块随时根据不同场合对LED进行遥控控制，实现情景照明或者通过起到调节亮度而节约能源的作用。同时，本实用新型的上述方案合并了两种设备(网关和智能照明装置)，节约了放置空间。另外，本实用新型结构简单，在现有的网关电路上增设智能照明装置的电路模块即可，易于集成和实现，具有很好的实用性。

【附图说明】

[0010]图1为本实用新型的网关的电路板的模块框图；
[0011]图2为本实用新型的网关的PWM信号调光模块的模块框图；
[0012]图3为本实用新型的网关的PWM信号调光模块的模块框图(多个LED灯具)；
[0013]图4为本实用新型的网关的主控模块的电路原理图；
[0014]图5为本实用新型的网关的以太网模块的电路原理图；
[0015]图6为本实用新型的网关的WIFI模块的电路原理图；
[0016]图7为本实用新型的网关的无线模块的电路原理图；
[0017]图8为本实用新型的网关的数据存储模块的电路原理图；
[0018]图9为本实用新型的网关的看门狗模块的电路原理图；
[0019]图10为本实用新型的网关的RTC模块的电路原理图。

【具体实施方式】
[0020]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0021]作为一个具体的实施例，本实用新型的一种无线通讯控制智能网关，该网关包括本体，其本体内部设有电路板，参见图1，电路板上设置主控模块、无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块，无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块均连接至主控模块；该电路板上还设有智能照明装置，该智能照明装置包括光线传感器和PWM信号调光模块；光线传感器的输出端接于主控模块的输入端，主控模块的输出端接于PWM信号调光模块的输入端；主控模块通过光线传感器接收外界的外界光环境的参数，通过PWM信号调光模块输出多路的PWM控制信号，对LED灯具进行亮度调节；同时，还通过无线通讯模块与LED灯具建立通讯连接，实现对LED灯具的远程控制。
[0022]参见图2，本实施例中，该PWM信号调光模块包括顺次电性连接的PWM信号产生单元、电流产生单元、多路输出单元、LED驱动单元和LED阵列。为了实现对LED阵列的同步调光，PWM信号调光模块还包括同步单元，同步单元的输出端接于多路输出单元的输入端。PWM信号产生单元产生PWM信号，PWM信号传输至电流产生单元时，电流产生单元产生一预定大小的电流，并发送至多路输出单元，多路输出单元接收到预定大小的电流后将该电流进行多路输出，并通过控制LED驱动单元来驱动LED阵列进行调光。同步单元用于产生一个时钟信号，并将多路输出单元输出的多路信号同步到该时钟信号，这样多路输出单元输出的多路信号为同步的，则可实现对LED阵列的同步调光。具体的，同步单元可以由振荡器、计数器、寄存器以及比较器来实现，本领域的技术人员可查阅相关资料获得，这里不再详述。
[0023]其中，LED阵列可以是多个LED灯具也可以是一个LED灯具。参见图3，该LED阵列包括N个LED灯具，则LED驱动单元和多路输出单元的数量均具有N个，以实现对该LED灯具的对应控制。
[0024]作为一个具体的实施方案，图4为主控模块的电路原理图，该智能网关采用Cortex M3内核的Soc作为主控模块，本实施例中，主控模块采用型号为MB9BF21XS的芯片实现。
[0025]图5为以太网模块的电路原理图，本实施例中，以太网模块采用TI的单端口10/100MB/S以太网收发器，通过MII/RMII接口与主控模块进行连接，作为智能网关与互联网连接的通讯通道。
[0026]图6为WIFI模块的电路原理图，本实施例中，该WIFI模块采用串口透传WIFI模块，主控模块通过串口与WIFI模块进行通讯，并通过WIFI模块管理和控制智能设备。
[0027]图7为无线模块的电路原理图，本实施例中，无线模块采用433MHz通讯模块，采用SPI串行通讯总线进行通讯，主控模块通过433MHz模块同智能家居产品进行通讯，实现智能控制。
[0028]图8为数据存储模块的电路原理图，本实施例中，EEPROM模块(数据存储模块)采用IIC总线通讯的EEPROM AT24C512存储器，主控模块用来保存用户数据和设备信息。
[0029]图9为看门狗模块的电路原理图，本实施例中，在智能网关中设置看门狗模块，主控模块在开启看门狗功能后，需要定期给看门狗一个清除信号，若看门狗没有接收到或主控模块的程序已经紊乱，看门狗会将主控模块进行复位，保证主控模块在收到干扰或程序运行错误时能进行复位，保证系统正常运行。
[0030]图10为RTC模块的电路原理图，RTC模块采用IIC通讯总线与主控模块进行通讯，为主控模块的控制策略提供准确的时钟源，在智能网关的电源切断后保证时钟的正常运行。
[0031]上述模块中，主控模块连接外设以太网模块、WIFI模块、无线模块、数据存储模块、RTC模块、看门狗模块。通过以太网模块连接路由器，实现与互联网上服务器的通讯。通过WIFI模块与WIFI通讯的智能硬件进行通讯。通过无线模块(433MHz通讯模块)与433MHz通讯频段的智能设备进行通讯。并通过EEPROM模块保存用户数据和控制策略。使用RTC模块作为定时策略的时钟源。用看门狗电路保证智能网关运行的稳定性。利用智能照明装置实现用户通过网关对LED灯具的智能控制。
[0032]在具体使用中，无线通讯控制智能网关除了实现其基本的网关功能，还可对LED灯具进行控制。在对LED灯具进行控制时，首先将该LED灯具与无线通讯控制智能网关建立通讯连接，当然，该LED灯具也必须内置有与该无线通讯控制智能网关对应的无线通讯模块。然后用户通过无线通讯方式与无线通讯控制智能网关建立通讯连接，用户通过网关内的主控模块控制RTC模块对LED灯具进行时间同步，然后发送调节灯具亮度命令。另外，主控模块可通过数据存储模块存储多组控制命令(或者智能灯控程序)，配合RTC模块，实现根据设定的周期查询策略的时间点，并根据策略对灯具进行相应的控制动作。
[0033]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种无线通讯控制智能网关，其特征在于: 该网关包括本体，其本体内部设有电路板； 电路板上设置主控模块、无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块，无线模块、WIFI模块、以太网模块、RTC模块、数据存储模块和看门狗模块均连接至主控模块； 该电路板上还设有智能照明装置，该智能照明装置包括光线传感器和PWM信号调光模块；光线传感器的输出端接于主控模块的输入端，主控模块的输出端接于PWM信号调光模块的输入端； 所述PWM信号调光模块包括顺次电性连接的PWM信号产生单元、电流产生单元、多路输出单元、LED驱动单元和LED阵列，PWM信号产生单元产生PWM信号，PWM信号传输至电流产生单元时，电流产生单元产生一预定大小的电流，并发送至多路输出单元，多路输出单元接收到预定大小的电流后将该电流进行多路输出，并通过控制LED驱动单元来驱动LED阵列进行调光。2.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制智能网关，其特征在于:所述PWM信号调光模块还包括同步单元，同步单元的输出端接于多路输出单元的输入端，同步单元用于产生一个时钟信号，并将多路输出单元输出的多路信号同步到该时钟信号。3.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制智能网关，其特征在于:所述主控模块采用型号为MB9BF21XS芯片实现。4.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制智能网关，其特征在于:所述无线模块是433MHz通讯模块。
【文档编号】H04L12-66GK204291026SQ201420563380
【发明者】吴昕, 张国平, 潘云相, 许彦冰, 庄伟彬, 李毅强, 洪极慧 [申请人]厦门市致创能源技术有限公司