一种基于ant无线网络的智能照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及照明系统【技术领域】，具体公开了一种基于ANT无线网络的智能照明系统；包括：主控模块通过网络模块与节点模块双向连接，主控模块通过串口RS232与PLC双向连接；主控模块通过USB接口与上位机双向连接；主控模块的ANT接口连接网络模块的ANT接口，网络模块的ANT接口连接主控模块的ANT接口和节点模块的ANT接口，节点模块的ANT接口连接网络模块的ANT接口；主控模块包括主控MCU、电源、ANT接口、外部设备接口、LCD接口和按键；网络模块包括ANT网络芯片、增益放大器、ANT接口和ANT天线；节点模块包括节点MCU、电源、ANT接口、灯驱动器和单个节点开关。本实用新型智能照明系统各部件设计模块化、独立化、个性化，组态方便；构建网络简便、快捷、成本低、效率高。
【专利说明】—种基于ANT无线网络的智能照明系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明系统【技术领域】，尤其是涉及一种基于ANT无线网络的智能照明系统。
【背景技术】
[0002]目前，随着科学技术的快速发展，大量的室内照明灯控系统越来越趋向于节能、环保和方便快捷等方面。目前，室内照明普遍采用综合布线技术的有线方式来实现控制，并且大多使用白炽灯泡和高压灯管。如果对灯光网络进行集中的控制和管理，则成本开销将大大增加。因此一种成本低、管理方便以及环保节能的无线灯控系统越来越受到人们的重视。
[0003]现有技术整体上存在光效低、成本高、能源浪费大以及管理难度大等缺陷，同时灯泡和灯管安全性低，功耗大，寿命短，显示指数低，废弃后对环境污染大等缺点。
[0004]北京航空航天大学出版社出版了由谭晖编写的《nRF24AP2单片ANT超低功耗无线网络原理及高级应用》，对ANT技术进行了详细的介绍。ANT协议采用无线个人局域网(Personal Area Network, PAN)通讯技术,可以确保连接数据完整性,并是一个低成本、低功耗无线网络协议。该协议调制方式是采用在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度的GFSK(Gauss frequency Shift Keying)来调制,支持星型和端对端等多种组网形式，支持的节点是2到数千个以上，所以，它不但可以替代现在主流的无线网络(基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议的ZigBee、为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网的HomeRF、蓝牙、红外等)，并且在节能和成本上多方面触于优势。ANT协议是近距离无线通信协议的一种，是一种超低功耗短距离无线通信的方式之一。它的数据传输效率非常高，支持睡眠模式，有8个独立频道，每个频道最多支持218节点。ANT协议支持三种信息:broadcast, acknowledged, burst。
[0005]目前还没有有效的采用ANT无线网络来解决照明系统的控制问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型所解决的技术问题是提供一种基于ANT无线网络的智能照明系统，针对节能环保、智能照明的需求，本实用新型采用Nordic公司的nRF2401AG芯片设计了一套基于ANT2.4G无线网络控制的智能照明系统，该系统特点在于:使用ANT无线网络代替从以前智能照明系统的有线或无线控制部分，该系统安装简单，操控简便，性能稳定，而且更加f倉泛。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于ANT无线网络的智能照明系统:包括:
[0008]主控模块、网络模块和节点模块；所述主控模块通过所述网络模块与所述节点模块双向连接，所述主控模块与上位机双向连接，所述主控模块与PLC双向连接。
[0009]优选的，所述主控模块通过串口 RS232与PLC双向连接；所述主控模块通过USB接口与上位机双向连接。[0010]更加优选的，所述主控模块、所述网络模块和所述节点模块分别包含ANT接口 ；所述主控模块的ANT接口连接所述网络模块的ANT接口，所述网络模块的ANT接口连接所述主控模块的ANT接口和所述节点模块的ANT接口，所述节点模块的ANT接口连接所述网络模块的ANT接口。
[0011]更加优选的，所述的主控模块包括主控MCU、电源、ANT接口、外部设备接口、IXD接口和按键；所述电源与所述主控MCU、所述ANT接口、所述外部设备接口、所述LCD接口和所述按键相连接，所述外部设备接口与外部设备单向或双向连接，所述LCD接口与TFT液晶显示屏相连接，所述按键与所述主控MCU连接。
[0012]更加优选的，所述外部设备包括电脑、PLC、PDA和红外传感器。
[0013]更加优选的，所述的网络模块包括ANT网络芯片、增益放大器、ANT接口和ANT天线；所述增益放大器的一端与所述ANT天线双向连接，所述增益放大器的另一端与所述ANT网络芯片双向连接，所述ANT网络芯片包含两个所述ANT天线的连接端口，所述ANT天线与所述ANT网络芯片的所述连接端口双向连接；所述增益放大器包含RF5189芯片。
[0014]更加优选的，所述节点模块包括节点MCU、电源、ANT接口、灯驱动器和单个节点开关；所述电源与所述节点MCU、所述ANT接口和所述灯驱动器相连，所述灯驱动器与所述节点MCU相连，所述灯驱动器与所述单个节点开关相连；所述灯驱动器包含三极管2n5551。
[0015]更加优选的，所述主控MCU包括闪存微控制器，所述闪存微控制器采用STM32F103R。
[0016]更加优选的，所 述ANT网络芯片采用nRF2401AG芯片。
[0017]更加优选的，所述节点MCU采用PIC16F627A芯片；所述PIC16F627A含16个独立方向I/o引脚和两个模拟比较器的8位CMOS闪存单片机。
[0018]本实用新型的主控过程是:主控模块上电；初始化网络模块；通过网络模块连接ANT网络与各节点模块通讯；扫描ANT网络，如果发现新节点，为新节点分配地址；接连上位机系统；执行用户程序，发送控制指令到对应地址的节点模块；等待“控制成功”信号返回。
[0019]本实用新型的节点控制过程是:节点模块上电；初始化网络模块；通过网络模块连接ANT网络与主控模块通讯；当节点模块收到主控模块发送的数据指令后，节点模块控制器对指令进行分析，分析后做出相对应的开灯和关灯动作；动作完成后通过网络模块向主控模块返回“成功指令“。
[0020]其中，所述nRF240IAG是Nordic公司开发的无铅工艺的一种型号，所述nRF240IAG的特点是:无铅工艺，工作于2.4~2.5GHz ISM频段，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以_5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。DuoCeiverTM是一种使用一根天线就可以接收和发送ANT网络信息的技术，该技术是Nordic公司内制在芯片内部的，其DuoCeiverTM技术使nRF2401AG可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。它的性能参数是:(I)小体积，QFN24 5x5mm封装；(2)宽电压工作范围，1.9V~3.6V ;③工作温度范围，-40。。~+800C ； (4)工作频率范围，2.400GHz~2.524GHz ； (5)数据传输速率，250Kbps、IMbps ; (6)低功耗设计，接收时工作电流18mA，OdBm功率发射时13mA，掉电模式时仅为400uA ； (7)多通道工作模式，125个数据通道，通道切换时间≤200us，满足多点通讯和调频需要；(8)硬件的CRC校验和点对多点的地址控制；(9) SPI通讯端口(高速的、全双工、同步的通信)，适合与各种MCU(Micro Control Unit,微控制单元)连接,编程简单；(10)可通过软件设置工作频率、通讯地址、传输速率和数据包长度；(Il)MCU可通过接收完成引脚快判断是否完成数据接收。
[0021]其中，所述PIC16F627A为用Microchip公司开发的，作为灯单个节点的开关控制、调光控制模块。PIC16F627A 特点是:PIC16F627A 是 18 引脚的 8 位 CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)闪存单片机,体积小、内置高精度振荡器、应用电路简便，具有多用途、低成本、高性能和全静态特点，并且内置比较器模块可做调光电路设计，任意I/O引脚最大灌电流可达25mA，可以直接作为灯控开关引脚。它的性能参数是:(I)工作速度可以从DC到20MZH ； (2) 35条单字指令；(3)高精度内部4MHZ振荡器；⑷节能休眠模式；(5)独立振荡器看门狗；(6)宽工作电压(2.0V-5.5V) ； (7)工业级温度范围；(8)闪存 EEPROM 可写 10 万次有 1024 字节；(9) EEPROM(FlectricalIy ErasableProgrammable Read-Only Memory,电可擦可编程只读存储器)可写100万次128字节；(10)数据保持期为40年；(11) 16个独立方向1/0引脚；(12)两个模拟比较器。
[0022]其中，所述1/0引脚就是芯片的输入输出管脚。主要是与外部设备进行数据交换的端口。
[0023]其中，所述闪存微控制器采用ARM公司的STM32F103R作为灯的主控模块，STM32F103R有丰富的外部设备接口，可以将ANT网络管理集中化、多样化。STM32F103R的特点是:STM32系列32位闪存微控制器基于突破性的ARM Cortex-M3内核，这是一款专为嵌入式应用而开发的内核。Cortex-M3内核:英国ARM公司力推内核，致力于替代8位/16位单片机，使用THUMB-2指令集，32位性能，16位密度，与ARM7TDMI相比，Cortex_M3内核要快35%，代码减少45%。STM32系列产品得益于Cortex_M3在架构上进行的多项改进，包括提升性能的同时又提高了代码密度的Thumb-2指令集，大幅度提高的中断响应，而且所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。它的性能参数是:(I)核心，ARM32位的Cortex?-M3CPU, 72MHz，高达90DMips，1.25DMips/MHz，单周期硬件乘法和除法，加快计算；
(2)存储器，从32K字节至128K字节闪存程序存储器，从6K字节至20K字节SRAM，多重自举功能；(3)时钟、复位和供电管理，2.0至3.6伏供电和1/0管脚，上电/断电复位(P0R/TOR)，可编程电压监测器(PVD)，掉电监测器，内嵌4至16MHz高速晶体振荡器，内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器，内嵌40kHz的RC振荡器，内嵌PLL供应CPU时钟，内嵌使用外部32kHz晶体的RTC振荡器；(4)低功耗:3种省电模式，睡眠、停机和待机模式，VBAT为RTC和后备寄存器供电；(5)2个12位模数转换器，Ius转换时间(16通道)，转换范围是O至
3.6V，双采样和保持功能，温度传感器；(6)调试模式，串行线调试(SWD)和JTAG接口 ；(7)DMA，7通道DMA控制器，支持的外设:定时器、ADC、SP1、I2C和USART ; (8)多达80个快速I/O 口，26/36/51/80个多功能双向5V兼容的1/0 口，所有1/0 口可以映像到16个外部中断；
(9)多达7个定时器，多达3个同步的16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道，16位6通道高级控制定时器，多达6路PWM输出，死区控制、边缘/中间对齐波形和紧急制动，2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)，系统时间定时器:24位的、带自动加载功能的；(10)多达9个通信接口，多达2个I2C接口(SMBus/PMBus)，多达3个USART接口，支持IS07816，LIN，IrDA接口和调制解调控制，多达2个SPI同步串行接口(18兆位/秒)，CAN接口(2.0B主动)，USB2.0全速接口。[0024]其中，所述PLC是英文Programmable Logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。PLC的通信链路可分为有线和无线两种，有线的数据链路有RS-485等，无线的数据链路有MDS数传电台等。
[0025]其中，所述MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机,是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、R0M、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。MCU在现代流行的视频会议中起到核心领导设备，通过MCU设备给下面终端设备设置好权限属性就可以组建一个完整的视频会议网络。
[0026]其中，所述LCD (Liquid Crystal Display的简称)液晶显示器。LCD的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT (薄膜晶体管)，上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。现在IXD已经替代CRT成为主流，价格也已经下降了很多，并已充分的普及。
[0027]其中，所述RS232是个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(ElectronicIndustries Association, EIA)所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现，一般个人计算机上会有两组RS-232接口，分别称为COMl和COM2。
[0028]其中，所述ANT是一种基于Java的build工具。理论上来说,它有些类似于(Unix)C中的make,但没有make的缺陷。与基于shell命令的扩展模式不同,Ant用Java的类来扩展。(用户)不必编写shell命令,配置文件是基于XML的,通过调用target树,就可执行各种task。每个task由实现了一个特定Task接口的对象来运行。ANT本身是一个流程脚本引擎，用于自动化调用程序完成项目的编译，打包，测试等。除了基于JAVA是平台无关的外，脚本的格式是基于XML的，比make脚本来说还要好维护一些。
[0029]其中，所述USB是英文Universal Serial Bus (通用串行总线)的缩写,而其中文简称为“通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。
[0030]其中，所述TFT是英文Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管)的缩写,是指液晶显示器上的每一液晶像素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息，TFT-LCD (薄膜晶体管液晶显示器)是多数液晶显示器的一种
[0031]其中，所述PDA (Personal Digital Assistant),又称为掌上电脑，可以帮助我们完成在移动中工作，学习，娱乐等。按使用来分类，分为工业级PDA和消费品PDA。工业级PDA主要应用在工业领域，常见的有条码扫描器、rfid读写器、POS机等都可以称作PDA ;消费品PDA包括的比较多，智能手机、平板电脑、手持的游戏机等。
[0032]本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果:[0033]本实用新型提供了一种基于ANT无线网络的智能照明系统，本实用新型基于ANT技术，ANT技术是一种具有巨大潜力的无线传输技术,在传输速率、传输距离、功耗、成本等方面有具有突出的优势。ANT无线网络的最大优势就是功耗极低，ANT无线网络环境下工作时平均功耗最低可达约10uA，休眠时的功耗甚至可低至0.5uA ;而且，ANT无线网络已经将相关的无线网络协议、抗干扰协议和超低功耗电源管理等完全封装在芯片内部，在不用耗费大量的时间和精力的情况下就可以组建一个安全、稳定的无线网络，且专注于应用和功能的实现，大大缩短了现场安装的周期。
[0034]本实用新型智能照明系统各部件设计模块化、独立化、个性化，组态方便，管理方便；构建网络简便，操作快捷，成本低廉，效率高；电路全部采用低功耗、高性能的芯片设计，在节省能源和降低成本的同时也保证了系统的稳定性和扩展优势；采用纽扣电池供电可使工作寿命达数年之久；程序设计自动扫描网络、自动分配信道和地址，网络管理和组建非常简便；多种方式接入网络使得网络控制多样化，实用性更强。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1示例性地示出了本实用新型的原理示意图；
[0036]图2示例性地示出了本实用新型的主控程序流程图；
[0037]图3示例性地示出了本实用新型的节点程序流程图；
[0038]图4示例性地示出了本实用新型结构示意图；
[0039]图5示例性地示出了本实用新型主控模块的结构示意图；
[0040]图6示例性地示出了本实用新型网络模块的结构示意图；
[0041]图7示例性地示出了本实用新型节点模块的结构示意图。
[0042]图4?7中所示的附图标记如下:1、主控模块，2、网络模块，3、节点模块，4、PLC，5、上位机；101、主控MCU, 102、电源，103、ANT接口，104、外部设备接口，105、LCD接口，106、按键；201、ANT网络芯片，202、增益放大器，203、ANT天线;301、节点MCU，302、电源，303、灯驱动器。
【具体实施方式】
[0043]为了更好地理解本实用新型所解决的技术问题、所提供的技术方案，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型的实施，但并不用于限定本实用新型。
[0044]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于ANT无线网络的智能照明系统，
[0045]在优选的实施例中，图4示例性地示出了本实用新型的结构示意图；包括:主控模块1、网络模块2、节点模块3，主控模块I通过网络模块2与节点模3块双向连接，主控模块I通过USB接口与上位机5双向连接，主控模块I通过串口 RS232与PLC双向连接。本实用新型组网简单，管理方便，操作快捷，节省能源且成本低廉。
[0046]在更加优选的实施例中，所述主控模块1、所述网络模块2和所述节点模块3分别包含ANT接口 103 ;所述主控模块I的ANT接口 103连接所述网络模块2的ANT接口 103，所述网络模块2的ANT接口 103连接所述主控模块I的ANT接口 103和所述节点模块3的ANT接口 103，所述节点模块3的ANT接口 103连接所述网络模块2的ANT接口 103。
[0047]在更加优选的实施例中，图5示例性地示出了本实用新型主控模块的结构示意图；所述主控模块I包括:主控MCUlOl、电源102、ANT接口 103、外部设备接口 104、IXD接口 105和按键106，电源102为主控模块内其余各部件提供工作电源，外部设备接口 104与外部设备电脑、PLC、PDA和红外传感器等单向或双向连接，IXD接口 105与7寸TFT液晶显示屏连接，用于显示系统的状态和信息，按键106与主控MCUlOl连接，用于控制用户程序。
[0048]在更加优选的实施例中，图6示例性地示出了本实用新型网络模块的结构示意图；所述网络模块2包括:ANT网络芯片201、增益放大器202、ANT接口 103和ANT天线203，增益放大器202的一端202-1与ANT天线203双向连接，增益放大器202的另一端202-2与ANT网络芯片201双向连接，增益放大器202用于对ANT网络的接收和发送信号增益放大；ANT网络芯片201包含两个ANT天线203的连接端口，ANT天线203与ANT网络芯片201的所述连接端口双向连接，ANT天线203用于接收和发送ANT无线网络信号，实现整个系统的ANT无线网络双向连接。
[0049]在更加优选的实施例中，所述增益放大器主要以RF5189芯片为主，共12个引脚:
[0050]引脚I接50R电阻R3的I脚，R3的2脚接nRF2401的14脚；
[0051]引脚2接电源模块的负极；
[0052]引脚3接电源模块的负极；
[0053]引脚4接IOOOpF电容Cll的I脚，Cll的2脚接电源负极；
[0054]引脚5接IOOOpF电容C12的I脚，C12的2脚接电源负极；
[0055]引脚6接IOnH电感L3的I脚，L3的2脚接电源负极；
[0056]引脚7接IOOOpF电容C13的I脚，C13的2脚接电源负极；
[0057]弓丨脚8、9接50R电阻R4的I脚，R4的2脚接天线接口；
[0058]引脚10、11接12nH电感L4的I脚，L4的2脚接电源正极；
[0059]引脚12接电源模块的正极。
[0060]在更加优选的实施例中，图7示例性地示出了本实用新型节点模块的结构示意图；所述节点模块3包括:节点MCU301、电源302、ANT接口 103、灯驱动器303和单个节点开关，电源模块302为各模块提供工作电源，灯驱动器304受控于节点MCU301并通过网络模块2与主控模块I相连，节点MCU301接收信号后对灯驱动器303输出对应的响应，灯驱动器303与所述单个节点开关相连，灯驱动器303控制灯开或关。
[0061]在更加优选的实施例中，所述灯驱动器主要以三极管2n5551为主，共3个引脚:
[0062]引脚I为三极管集电极接电源模块的负极；
[0063]引脚2为三极管基极接2K电阻R9的I脚，R9的2脚接光耦PC817的4脚、接IOK电阻RlO的I脚，RlO的2脚接电源模块的负极；
[0064]引脚3为三极管的发射极接继电器LSl的I脚，LSl的2脚接电源模块的正极电源。
[0065]在更加优选的实施例中，所述主控MCU包括闪存微控制器，所述闪存微控制器采用 STM32F103R。
[0066]在更加优选的实施例中，所述ANT网络芯片采用nRF2401AG芯片。
[0067]在更加优选的实施例中，所述节点MCU采用PIC16F627A芯片；所述PIC16F627A含16个独立方向I/O引脚和两个模拟比较器的8位CMOS闪存单片机。
[0068]本实用新型的主控过程是:主控模块上电；初始化网络模块；通过网络模块连接ANT网络与各节点模块通讯；扫描ANT网络，如果发现新节点，为新节点分配地址；接连上位机系统；执行用户程序，发送控制指令到对应地址的节点模块；等待“控制成功”信号返回。
[0069]本实用新型的节点控制过程是:节点模块上电；初始化网络模块；通过网络模块连接ANT网络与主控模块通讯；当节点模块收到主控模块发送的数据指令后，节点模块控制器对指令进行分析，分析后做出相对应的开灯和关灯动作；动作完成后通过网络模块向主控模块返回“成功指令“。
[0070]具体的实施例:
[0071]网络模块:主要是以nRF2401AG芯片为主，共24个引脚:
[0072]引脚I接——CE端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0073]引脚2接——DR2端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0074]引脚3接——CLK2端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0075]引脚4接一D0UT2端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0076]引脚5接——CS端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0077]引脚6接——DRl端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0078]引脚7接——CLKl端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0079]引脚8接一DATA端口，用途是于节点模块和主控模块通讯，实现无线控制；
[0080]引脚11、12接——16M晶振，用途是提供nRF2401AG芯片的工作频率；
[0081]引脚13接——22nF无极性电容C3的I端、22pF无极性电容C4的I端和22nH电感L2的I端，用途是增强天线的谐振能力；
[0082]引脚14接——22nH电感L2的2端、3.6nH电感LI的2端和IpF无极性电容ClO的I端，ClO的2端接天线接口，用途是通过天线接收和收送无线信号；
[0083]引脚15接——3.6nH电感LI的I端和IpF无极性电容C9的I端，C9的2端接信号地，用途是增强天线的谐振能力；
[0084]引脚19接一22K/0.1ff电阻R2的I端，R2的2端接信号地，用途是提供无线信号接收的参考值；
[0085]引脚23接——PffR-UP端口，用途是提供节点模块和主控模块对nRF2401AG芯片的上电控制端。
[0086]节点控制模块:主要以PIC16F627A芯片为主，共18个引脚:
[0087]弓丨脚2接——100R/1W电阻R8的2脚，R8的I脚接PC817光电耦合器U6的I脚，U6的2脚接电源地，用途是控制外部设备，例如:灯、报警器、门等；
[0088]弓丨脚6接——PC817光电耦合器U5的3脚和1K/1W的上拉电阻R6，U5的4脚接电源地，用途是接收外部控制，例如，开关、红外传感器、多普勒传感器等；
[0089]引脚7接一PWR-UP端口，用途是对网络模块上电控制，在不需要网络模块工作的情况下，使网络模块处于休眠状态，现实节能减排；
[0090]引脚8接一CE端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0091]引脚9接一CS端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0092]引脚10接一DR2端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；[0093]引脚11接一CLK2端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0094]引脚12接一D0UT2端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0095]引脚13接一DATA端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0096]引脚15接一DRl端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0097]引脚16接一CLKl端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0098]引脚18接——100R/1W电阻R7的2脚，R7的I脚接模拟输入端口，用途是接收光敏感应器件的输入，实现光控，光控功能可以使系统更加智能化，无需工人管理，自能适应环境，控制灯的明暗；
[0099]主控模块:主要以STM32F103R芯片为主，共64个引脚；
[0100]弓丨脚3、4接——32.768MHZ晶振和15pF无极性电容，用途是提供STM32F103R的
高频率；
[0101]引脚5、6接——12MHZ晶振和27pF无极性电容，用途是提供STM32F103R的标准
频率；
[0102]引脚8接——8寸TFT液晶屏LDO脚，液晶屏数据接口；
[0103]引脚9接——8寸TFT液晶屏LDl脚，液晶屏数据接口 ；
[0104]引脚10接——8寸TFT液晶屏LD2脚，液晶屏数据接口 ；
[0105]引脚11接——8寸TFT液晶屏LD3脚，液晶屏数据接口 ；
[0106]引脚24接——8寸TFT液晶屏LD4脚，液晶屏数据接口；
[0107]引脚25接——8寸TFT液晶屏LD5脚，液晶屏数据接口 ；
[0108]引脚37接——8寸TFT液晶屏LD6脚，液晶屏数据接口；
[0109]引脚38接——8寸TFT液晶屏LD7脚，液晶屏数据接口；
[0110]引脚39接——8寸TFT液晶屏LCD_RD脚，液晶屏控制接口 ；
[0111]引脚40接——8寸TFT液晶屏LCD_RW脚，液晶屏控制接口 ；
[0112]引脚51接——8寸TFT液晶屏LCD_RS脚，液晶屏控制接口 ；
[0113]引脚52接——8寸TFT液晶屏LCD_RST脚，液晶屏控制接口 ；
[0114]引脚53接——8寸TFT液晶屏LCD_CS脚，液晶屏控制接口，用途直接驱动液晶屏实现可视化管理；
[0115]引脚42接——MAX232芯片U2的11脚；
[0116]引脚43接——MAX232芯片U2的9脚，用途实现于外部设备的串行通信；
[0117]引脚44接——27R/1W电阻R21的I脚，R21的2脚接USB接口的数据负端；
[0118]引脚45接——27R/1W电阻R22的I脚，R22的2脚接USB接口的数据正端，用途是实现USB接口的通信；
[0119]引脚61接——SN65HVD23D芯片的4脚；
[0120]引脚62接——SN65HVD23D芯片的9脚，用途是实现CAN总线的通信；
[0121]引脚17接一CE端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0122]引脚27接——PWR-UP端口，用途是对网络模块上电控制，在不需要网络模块工作的情况下，使网络模块处于休眠状态，现实节能减排；
[0123]引脚29接一DR2端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0124]引脚30接一CLK2端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；[0125]引脚33接一D0UT2端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0126]引脚34接一DRl端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0127]引脚35接一CLKl端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0128]引脚36接一DATA端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0129]引脚41接一CS端口，用途是于网络模块通讯，实现无线控制；
[0130]引脚20接——SD卡数据监测口 DAT3端口 ；
[0131]引脚21接——100R/1W电阻Rll的I脚，Rll的2脚接SD卡时钟位CLK端口 ；
[0132]引脚22接——100R/1W电阻RlO的I脚，RlO的2脚接SD卡数据O位DATO端口 ；
[0133]引脚23接——100R/1W电阻R12的I脚，R12的2脚接SD卡指令CMD端口 ；
[0134]20-23接口用途是通过SD端口读取SD卡理的用户程序，使系统可以独立运行，不用依赖上位机的控制，使系统的使用更加简便快捷。
[0135]按键:主要以确认按键、退出按键、上选按键、下选按键、左选按键、右选按键为主；
[0136]确认按键的引脚I接电源模块的负极；
[0137]确认按键的引脚2接IOK上拉电阻(上拉电阻就是将不确定的信号，通过一个在电路中处于高电位上的电阻，把引脚钳位在高电平)Rl5、接IOOnF的消抖电容(因为按键是机械运动，在接触时会产生毛刺电压产生多个高低电平的信号，会使单片机误认为按了很多次，加上电容后通过电容的两端电不能突变的原理消除机械运动产生的毛刺电压)C9、接STM32F103R 芯片的 36 脚；
[0138]退出按键的引脚I接电源模块的负极；
[0139]退出按键的引脚2接IOK上拉电阻R20、接IOOnF的消抖电容O C14、接STM32F103R芯片的29脚；
[0140]上选按键的引脚I接电源模块的负极；
[0141]上选按键的引脚2接IOK上拉电阻R16、接IOOnF的消抖电容C10、接STM32F103R芯片的35脚；
[0142]下选按键的引脚I接电源模块的负极；
[0143]下选按键的引脚2接IOK上拉电阻R17、接IOOnF的消抖电容C11、接STM32F103R芯片的34脚；
[0144]左选按键的引脚I接电源模块的负极；
[0145]左选按键的引脚2接IOK上拉电阻R18、接IOOnF的消抖电容C12、接STM32F103R芯片的33脚；
[0146]右选按键的引脚I接电源模块的负极；
[0147]右选按键的引脚2接IOK上拉电阻R19、接IOOnF的消抖电容C13、接STM32F103R芯片的30脚；
[0148](电源模块的前级是本公司在市面上采购的220V交流变5V直流IW的开关电源)；
[0149]电源模块102主要以LM1117-3.3芯片为主，共3个引脚；
[0150]引脚I接5V电源接口的负极；
[0151]引脚2接为LMl117-3.3输出3.3V电源供电脚接STM32F103R芯片的3.3V供电脚12脚、18脚、31脚、47脚、63脚、接ANT模块的3.3V供电脚、接IXD模块的3.3V供电脚、按键模块的3.3V供电脚；
[0152]引脚3接5V电源接口的正极。
[0153]以上通过优选的和具体的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的基本原理之内，所作的任何修改、组合及等同替换等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，包括:主控模块、网络模块和节点模块；所述主控模块通过所述网络模块与所述节点模块双向连接，所述主控模块与上位机双向连接，所述主控模块与PLC双向连接；所述主控模块包括主控MCU、电源、ANT接口、外部设备接口、LCD接口和按键，所述电源与所述主控MCU、所述ANT接口、所述外部设备接口、所述LCD接口和所述按键相连接，所述外部设备接口与外部设备单向或双向连接，所述LCD接口与TFT液晶显示屏相连接，所述按键与所述主控MCU连接；所述网络模块包括ANT网络芯片、增益放大器、ANT接口和ANT天线，所述增益放大器的一端与所述ANT天线双向连接，所述增益放大器的另一端与所述ANT网络芯片双向连接，所述ANT网络芯片包含两个所述ANT天线的连接端口，所述ANT天线与所述ANT网络芯片的所述连接端口双向连接；所述节点模块包括节点MCU、电源、ANT接口、灯驱动器和单个节点开关，所述电源与所述节点MCU、所述ANT接口和所述灯驱动器相连，所述灯驱动器与所述节点MCU相连，所述灯驱动器与所述单个节点开关相连。
2.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述主控模块通过串口 RS232与PLC双向连接；所述主控模块通过USB接口与上位机双向连接。
3.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述主控模块、所述网络模块和所述节点模块分别包含ANT接口 ；所述主控模块的ANT接口连接所述网络模块的ANT接口，所述网络模块的ANT接口连接所述主控模块的ANT接口和所述节点模块的ANT接口，所述节点模块的ANT接口连接所述网络模块的ANT接口。
4.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述外部设备包括电脑、PLC、PDA和红外传感器。
5.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述主控MCU包括闪存微控制器，所述闪存微控制器采用STM32F103R。
6.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述增益放大器包含RF5189芯片。
7.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述ANT网络芯片采用nRF2401AG芯片。
8.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述灯驱动器包含三极管2n5551。
9.根据权利要求1所述的基于ANT无线网络的智能照明系统，其特征在于，所述节点MCU采用PIC16F627A芯片；所述PIC16F627A含16个独立方向I/O引脚和两个模拟比较器的8位CMOS闪存单片机。
【文档编号】H04W84/12GK203722863SQ201320808122
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】骆岭, 彭刚 申请人:骆岭, 彭刚