专利名称：使用gps接收器的照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用全球定位系统(GPS)接收器的照明系统，特别涉及一种使用GPS的照明系统，该照明系统用于根据日出时间和日落时间来开启/关闭安全灯，所述日出时间和日落时间在从GPS接收信息的基带处理器中直接计算得出。
背景技术：
安全灯被悬挂于位于建筑物或小径之间的电杆，用于照明和防止犯罪。在每个安全灯上都安装有闪光灯。
光电控制法和电子控制法被广泛用于控制安全灯的闪光灯。
光电控制法使用光电二极管(光电转换设备)。该光电控制法使用了整流金属和半导体之间的P-N结或触点中的反向电流由于灯光照明而增加光电效应的性质。
尽管如此，当产生了暗电流，或是阴天，或在光电二极管上堆积了过多灰尘时，会浪费电力使人们不满。
为此，光电二极管被电子闪光灯所代替。
该电子控制法被设计用于在单片控制器的存储器上存储安装区域一年的日出/日落时间，并在相应的月、日和时间从时钟芯片读取月、日和时间来开启/关闭灯。
但是，在时钟芯片中所使用的X-TAL振荡器并不精确，并对环境和温度的变化很敏感。因此，灯会被开启/关闭得过早或者过晚。
为了解决上述问题，从卫星广播接收时间信号，并只有当信号在两秒之内被从时间信号接收时，确定时间才被认可。当把噪声误认为是时间信号，并且设定时间在时钟芯片中偏移了三秒或更多时，来自卫星广播的时间信号则不能被接收。因此，时间由于噪声而被错误地设置。
为了解决上述问题，在由本申请人所申请的韩国专利No.0467047中公开了一种照明系统。
该使用GPS的照明系统包括GPS接收器10，用于接收GPS卫星信号；控制器20，用于从GPS接收器10接收位置信息和时间信息，并通过将位置信息和时间信息代入计算等式中来计算太阳位置、日出时间和日落时间；输入单元40，用于通过操作者的按键操作来接收在日出时间和日落时间中的时间差；以及输出单元50，用于在日出时间和日落时间输出由控制器20计算出的开启/关闭指示信号和卫星探测指示信号。
现在将描述上述照明系统的总的操作。首先，通过GPS接收器10接收GPS卫星信号，并且位置信息和时间信息通过RS-232C通信接口被发送至控制器20。
所述控制器20根据从GPS接收器10所接收到的信息，通过将太阳位置、日出时间和日落时间代入计算等式中来计算日出时间和日落时间。同样，所述控制器20根据所计算出的日出时间和日落时间来控制灯开启/关闭。所述控制器20通过输入单元40来接收信息，如当农作物根据区域生长时轮流按时区开启，并在夜间关闭的信息，并执行开启/关闭的操作。
也就是说，接收GPS卫星信号，将位置信息和时间信息代入计算等式中以自动计算日出时间和日落时间。因此，灯可以在日出和日落时自动开启/关闭。
参考图2，所述GPS接收器10包括低噪声放大器(LNA)11，用于放大通过天线(ANT)从GPS卫星接收到的射频(RF)信号；RF滤波器12，用于过滤被放大的RF信号；RF前端集成电路(IC)13，用于将RF滤波器12的输出信号转换为中频(IF)信号；基带处理器14，用于将IF信号下变频为基带频率；以及闪存15，用于存储系统所必需的信息。
在这种照明系统中，所述GPS接收器、控制器、输入单元和输出单元被单独提供。因此，大量部件的使用造成了制造成本的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用GPS的照明系统，能够减少制造成本。在该照明系统中，GPS接收器本身接收GPS卫星信号，日出时间和日落时间通过使用基带处理器从接收到的位置信息和接收信息中自动计算得出，并且安全灯在计算得出的日出时间和日落时间被开启/关闭。因此，部件的数量被极大地减少了。
本发明的另一目的是提供使用GPS接收器的照明系统，在该系统中，人工智能照明系统以低成本安装，并且安全灯在日出时间和日落时间精确地自动开启/关闭，而不用考虑安装区域。
本发明进一步的目的是提供一种使用GPS接收器的照明系统，在该系统中，不会由于热学元件，例如光电闪光灯、电介质缺陷和环境，所引起的故障而产生能量损失。同时，在电子闪光灯中不会发生时间偏移，从而避免了误操作，也就是说，在不想要的时间关灯和在需要的时间开灯。
根据本发明的一个方面，使用GPS的照明系统包括GPS接收器，用于从输入的GPS信号计算日出时间和日落时间，并根据计算出的日出时间和日落时间来输出开/关信号和卫星探测指示信号；安全灯，被配置为响应于开/关信号而开启/关闭；和发光二极管(LED)，被配置为响应于卫星探测指示信号而开启/关闭。
所述GPS接收器包括LNA，用于放大通过天线从GPS卫星所接收到的RF信号；RF滤波器，用于过滤从LNA输出的被放大的RF信号；RF前端IC，用于将RF滤波器的输出信号转换为IF信号；以及基带处理器，用于将IF信号下变频为基带信号以提取GPS信号，并通过使用所提取的GPS信号计算日出时间和日落时间，并在计算出的日出时间和日落时间输出开/关信号和卫星探测指示信号。
所述基带处理器包括闪存，用于存储系统所必需的信息；GPS信号处理单元，用于混合IF频率与振荡信号以产生基带信号，并提取GPS信号；时间计算单元，用于通过使用从GPS信号处理单元所输出的GPS信号来计算日出时间和日落时间；以及输出控制单元，用于在所计算出的日出时间和日落时间通过输入/输出(I/O)端口输出开/关信号和卫星探测指示信号。
根据权利要求3所述的照明系统，其中所述时间计算单元是存储在闪存中的程序。
根据本发明的照明系统可以降低制造成本。在照明系统中，GPS接收器自身接收GPS卫星信号，日出时间和日落时间通过使用基带处理器从所接收到的位置信息和接收信息中自动计算得出，并且安全灯在所计算出的日出时间和日落时间开启/关闭。因此，部件数量被极大地减少了。
同样，人工智能照明系统以低成本安装，并且安全灯在日出时间和日落时间精确地自动开启/关闭，而不用考虑安装区域。
另外，不会由于热学元件，例如光电闪光灯、电介质缺陷和环境，所引起的故障而造成能量损失。此外，在电子闪光灯中不会发生时间偏移，从而避免了误操作，也就是说，在不想要的时间关灯和在需要的时间开灯。
图1是使用GPS的传统照明系统的结构图； 图2是图1所示的GPS接收器的结构图； 图3是根据本发明的一个实施例的使用GPS接收器的照明系统的结构图；以及 图4是根据本发明的一个实施例的使用GPS接收器的照明系统的操作流程图。
具体实施例方式 下文将结合附图对根据本发明的使用GPS接收器的照明系统进行详细描述。
图3是根据本发明的一个实施例的使用GPS接收器的照明系统的结构图。
参考图3，照明系统100包括GPS接收器110、安全灯120和LED130。
同样，所述GPS接收器110包括LNA111、RF滤波器112、RF前端IC113和基带处理器114。
所述LNA111放大通过天线ANT从GPS卫星接收到的RF信号。
所述RF滤波器112过滤从LNA111输出的RF信号。高通滤波器、带通滤波器和低通滤波器可以作为RF滤波器112使用。
所述RF前端IC113将RF滤波器112的输出信号转换为IF信号。
所述基带处理器114包括闪存114-1、GPS信号处理单元114-2、时间计算单元114-3、输出控制单元114-4和I/O端口114-5。
所述闪存114-1存储系统所必需的各种信息。特别是，所述闪存114-1被集成在基带处理器114中。
GPS信号处理单元114-2混合IF频率与振荡信号，以将其转换为基带信号，并提取GPS信号。
时间计算单元114-3通过使用从GPS信号处理单元114-2输出的GPS信号来计算日出时间和日落时间。在此，所述时间计算单元114-3是程序，其通过使用SOFTWARE DEVELOPMENT KIT而将GPS信号嵌入计算日出时间和日落时间的等式中，并通过代入包含在GPS信号中的位置信息、高度和时间信息而计算日出时间和日落时间，并接着将其存储在闪存114-1中。
输出控制单元114-4在计算出的日出时间和日落时间通过I/O端口114-5输出GPS信号处理单元114-2的开/关信号和卫星探测指示信号。在此，所述输出控制单元114-4根据卫星探测指示信号来操作LED130。如果探测到卫星，灯以每隔1秒的时间间隔开启。相反的，如果没有探测到卫星，灯在被开启或被关闭的状态。
所述I/O端口114-5是信号I/O端口。
安全灯120响应于从输出控制单元114-4所输出的开/关信号而开启/关闭。
LED130响应于从输出控制单元114-4所输出的卫星探测指示信号而开启/关闭。在卫星探测指示信号中，只有当探测到四个或更多和卫星时，才能接收到精确的信息。因此，该卫星探测指示信号被用于检查卫星接收是否良好。
现在结合附图3和附图4对根据本发明的照明系统的操作进行描述。
图4是根据本发明的一个实施例的照明系统的操作流程图。
基带处理器114的GPS信号处理单元114-2调节从GPS卫星接收到的RF信号并发送该GPS信号(步骤S100)，至时间计算单元114-3，该GPS信号包括位置信息、时间信息和所探测到的卫星数量。由于所述GPS信号是通过具有25米位置精度的独立的GPS所接收的，因此，四个或更多GPS卫星信号只通过一个GPS接收器110来接收，并在任何地点具有用户位置和高度以及精确时间的功能。
GPS信号处理单元114-2以1秒的时间单位内向将位置信息和高度、时间信息和所探测到的卫星数量发送至时间计算单元114-3。
之后，输出控制单元114-4检测GPS信号是否被输出，也就是说，是否在每个1秒都正确检测到了GPS卫星(步骤S120)。该位置和高度信息被存储在闪存114-1中(步骤S122)，并且LED以1秒的时间间隔来开启/关闭(步骤S130)。如果没有在每个1秒正确检测到GPS卫星，输出控制单元114-4开启或关闭LED(步骤S121)。
同时，如果从GPS信号处理单元114-2输出了GPS信号，时间计算单元114-3将GPS信号代入以下等式中来计算日出时间和日落时间(步骤S140)。
即使当没有从GPS信号处理单元114-2输出GPS信号时，位置和高度已经被存储，并且程序内部自身的时间继续，从而在计算日出时间和日落时间时不会有问题。
以下为计算日出时间和日落时间的等式。
日出＝720+4(经度-ha)-eqtime (等式1) 其中“日出”是日出/日落时间，“经度”是经度，“ha”是由以下等式2计算出的值，“eqitime”是由以下等式3计算出的值。
(等式2) 其中“+arccos”用于计算日出时间，“-arccos”用于计算日落时间。
“tl”是由以下等式6或7计算出的值。
“lat”是纬度，“decl”是由以下等式4计算出的值。
eqtime＝ 229.18(0.000075+0.001868cosγ-0.032077sinγ-0.014615cos2γ-0.040849sin2γ) (等式3) 其中“γ”由以下的等式5计算得出。
Decl＝0.006918-0.39912cosγ-0.070257sinγ-0.006758cos2γ-0.000907sin2γ-0.002697cos3γ-0.00148sin3γ (等式4)
(等式5) (等式6) 其中“al”是超出海平面。日出时间使用上述等式来计算。
(等式7) 其中“ht”在计算城市日出中为96，在计算海上日出中为102，在记算天体日出中为108。
输出控制单元114-4检查是否是日出时间(步骤S170)。如果是日出时间，则输出控制单元114-4输出关闭信号以关闭安全灯(步骤S180)。该输出控制单元114-4检查是否是日落时间(步骤S190)。如果是日落时间，则输出控制单元114-4输出开启信号以开启安全灯(步骤S200)。
如上所述，GPS卫星信号被接收，并且所接收的信息被代入计算等式以自动计算日出时间和日落时间。尽管如此，本发明并不仅限于此。
虽然已结合优选实施方式对本发明进行了特别的图示和描述，但本领域技术人员应当理解的是，在不偏离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节的不同变化。
权利要求
1.一种使用全球定位系统的照明系统，包括
全球定位系统接收器，用于从输入的全球定位系统信号计算日出时间和日落时间，并根据计算出的日出时间和日落时间来输出开/关信号和卫星探测指示信号；
安全灯，被配置为响应于所述开/关信号而开启/关闭；以及
发光二极管，被配置为响应于所述卫星探测指示信号而开启/关闭。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其中所述全球定位系统接收器包括
低噪声放大器，用于放大通过天线从全球定位系统卫星接收到的射频信号；
射频滤波器，用于过滤从所述低噪声放大器输出的被放大的所述射频信号；
射频前端集成电路，用于将所述射频滤波器的输出信号转换为中频信号；以及
基带处理器，用于将所述中频信号下变频为基带信号以提取所述全球定位系统信号，通过使用所提取的全球定位系统信号来计算所述日出时间和日落时间，并在计算出的所述日出时间和日落时间输出所述开/关信号和所述卫星探测指示信号。
3.根据权利要求2所述的照明系统，其中所述基带处理器包括
闪存，用于存储系统所必需的信息；
全球定位系统信号处理单元，用于混合中频与振荡信号以产生所述基带信号，以及提取所述全球定位系统信号；
时间计算单元，用于通过使用从所述全球定位系统信号处理单元输出的所述全球定位系统信号来计算所述日出时间和日落时间；以及
输出控制单元，用于在计算出的所述日出时间和日落时间通过输入/输出端口来输出所述开/关信号和所述卫星探测指示信号。
4.根据权利要求3所述的照明系统，其中所述时间计算单元是存储在所述闪存中的程序。
全文摘要
提供一种使用GPS接收器的照明系统。该照明系统包括GPS接收器，用于从输入的GPS信号计算日出时间和日落时间，并根据计算出的日出时间和日落时间来输出开/关信号和卫星探测指示信号；安全灯，被配置为响应于开/关信号而开启/关闭；以及LED，被配置为响应于卫星探测指示信号而开启/关闭。因此，所述GPS接收器自身接收GPS卫星信号，所述日出时间和日落时间通过使用基带处理器从所接收的位置信息和接收信息中自动计算得出，并且所述安全灯在所计算出的日出时间和日落时间开启/关闭，从而极大地减少了部件数量。
文档编号H05B37/02GK101112125SQ200580047230
公开日2008年1月23日 申请日期2005年3月15日 优先权日2005年1月26日
发明者黄俊东 申请人:斯特沃株式会社