专利名称：城市led照明智能控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于照明控制领域，涉及ー种城市LED照明智能控制系统，适用于城市大型建筑和广场的景观照明控制和管理，特别适用于灯具数量多，控制要求高的场所，具有节能，功能灵活和易于控制的特点。
背景技术：
LED照明是ー种新型的、高效的现代照明技术，具有寿命长，体积小，结构紧凑，启动速度快，绿色环保等优点，近些年来，LED作为绿色高效的新一代照明光源应用越来越广，LED已在指示灯、交通信号灯、景观装饰灯、显示屏、汽车尾灯、手机背光源等领域得到了成熟广泛的应用，随着材料科学与半导体技术的进歩，LED各方面性能(光输出量、功率和散热性能等)迅速提高，并且成本价格也在逐年降低。与传统的照明产品相比，例如白炽灯、 荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等，LED灯极大地节约了电能，而且LED灯具有便于智能控制、色彩丰富的特点，这些都使得它在照明领域有广阔的市场前景。LED灯光控制系统是城市照明系统的关键部分，控制系统的主要作用是智能的实现灯光的亮度调节。首先，控制系统应该具有智能性，能够将灯光效果图通过对灯光的控制表现出来；其次，能控制灯光的亮度实现不同的视觉效果，即调光。目前，照明面临的挑战
I.照明区域扩大，灯具数量相应增加，将照明灯具有效的控制，组成自动化的集中控制系统显得尤为重要；2.效果图变复杂，人们对景观的设计，融合了更多的艺术性，这需要复杂的灯光效果来表达，这样要求控制系统更加智能，能够灵活的实现各种效果。灯光控制系统通信方式主要有专线、电话拨号、电缆、GSM短消息、GPRS等，每种通信方式都各有优点和局限性，其中RS485总线性能优异、结构简单、组网容易，在数据通信、计算机网络和控制系统中得到越来越多的应用，RS485总线允许多个发送器连接到同一条总线上，増加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线的共模范围；Ethernet是当前应用最广泛的局域网，通信稳定、速度快，通过与PC计算机连接可实现联网控制。本发明结合RS485和Ethernet两种通信方式的优点及实际需求，设计了ー种LED照明智能控制系统。将RS485和Ethernet结合使用，系统组网和远程控制更加方便灵活。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种城市LED照明智能控制系统，结合通信技术使照明自动化、智能化。解决了控制功能単一、控制方案和參数不可更改的局限性，在满足对多灯具集中控制、复杂灯光效果和灵活控制的同时，还具有节能的效果。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案城市LED照明智能控制系统包括服务器端经通信网络系统连接网桥、网桥(通信转换器)经智能控制终端连接LED灯具。其特征在干所述服务器端接入通信网络系统，为用户提供简单易操作的界面，使用户方便灵活的对灯光进行控制；所述网桥即通信转换器用来接收和传输用户控制指令，具有连接和协议转换的功能，扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离；所述智能控制终端与网桥和LED灯具相连接，接收用户灯光控制指令，并作出相应动作。所述的服务器端为用户提供简单易操作的界面，用户通过此界面向智能控制终端发出灯光设置指令(參数设置最大最小亮度、渐变时间、采集频率等)和控制指令(可以是实时控制命令，也可以是定时执行的命令组合)，可以集中设置和控制所有智能終端，也可通过编号分别设置和控制每个智能終端，达到需要的多灯具组合效果，井能监测灯具工作状态，如以具体数值或曲线形式显示灯具工作电流电压值等。所述的通信网络系统包括GPRS/GSM无线网络，Internet广域网和局域网。所述的网桥(通信转换器)负责服务器和智能控制终端之间的数据透传，支持GPRS/GSM、TCP/IP和串ロ通信协议，每个网桥都分配ー个IP地址，通过此地址与服务器建立连接和通信关系，包括GPRS/GSM模块、Ethernet模块和485通讯模块，GPRS/GSM模块通过无线收发接ロ发送和接收数据！Ethernet模块通过RJ-45接口和网线连接网络路由器接入互联网，接收灯光设置和控制指令，发送监测到的灯具工作状态信息；485通讯模块通过 RS485接口和特性阻抗为120 Q的双绞屏蔽电缆连接智能控制终端，发送灯光设置和控制指令，接收监测到的灯具工作状态信息。所述的智能控制终端与灯具连接，包括EEPROM存储单元，该存储単元用于存储各种灯光效果数据，这些灯光效果可以更新、删除、任意组合和定时切換。每个智能控制终端都有唯一的ID编号，随时接收网桥发出的灯光设置和控制指令，若是集中控制指令或是与编号相符的指令，就去响应并作出相应动作，否则就过滤掉。智能控制终端按时响应预先设定好的命令组合，当有实时控制命令到来时，及时响应。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进歩调光智能化、节能、环保；控制灵活方便，能够在线实现照明方案的调整，即跑马灯、跳亮和渐亮渐暗等艺术效果的任意组合和參数设置，不需要重新布线和更改控制程序，只需要通过服务器端控制界面进行更改；可监测灯具的工作状态，即采集LED灯具的工作电流和电压，实用性強。
图I是本发明的城市LED照明智能控制系统结构示意 图2是本发明城市LED照明智能控制系统中网桥结构示意 图3是本发明城市LED照明智能控制系统中智能終端与电源和灯具连接示意图。
具体实施例方式下面结合附图及优选实施例对本发明作进ー步详细说明。实施例一
參见图I :本城市LED景观灯智能控制系统包括服务器端(I)经通信网络系统(2)连接网桥(3)，网桥(通信转换器)(3)经智能控制终端(4)连接LED灯具(5)。所述服务器端
(I)接入通信网络系统(2)，为用户提供简单易操作的界面，使用户方便灵活的对灯光进行控制；所述网桥(3)即通信转换器用来接收和传输用户控制指令，具有连接和协议转换的功能，扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离；所述智能控制终端(4)与网桥和LED灯具相连接，接收用户灯光控制指令，并作出相应动作。
实施例ニ 本实施例与实施例一基本相同，特别之处是
所述的服务器端(I)为用户提供简单易操作的界面，用户通过此界面向智能控制终端发出灯光设置指令一參数设置最大最小亮度、渐变时间、采集频率以及控制指令一实时控制命令或者定时执行的命令组合，集中设置和控制所有智能終端，或者通过编号分别设置和控制每个智能終端，达到需要的多灯具组合效果，井能监测灯具工作状态，以具体数值或曲线形式显示灯具工作电流电压值。所述的通信网络系统(2)为GPRS/GSM无线网络、Internet广域网或局域网。实施例三本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下
參见图2，所述的网桥(3)为通信转换器，其结构是ー个微处理器(6)经电源接ロ(8)、AC-DC (7 )连接电源，经Ethernet接ロ( 9 )连接网线，经GPRS/GSM接ロ( 10 )连接无线收发天线(11 )，经RS485接ロ( 13)连接485总线，还连接ー个RS232接ロ( 12);该通信转换器负 责服务器和智能控制终端之间的数据透传，支持GPRS/GSM、TCP/IP和串ロ通信协议，每个网桥都分配ー个IP地址，通过此地址与服务器建立连接和通信关系，无线收发接ロ发送和接收数据；通过RJ-45接口和网线连接网络路由器接入互联网，接收灯光设置和控制指令，发送监测到的灯具工作状态信息；通过RS485接口和特性阻抗为120 Q的双绞屏蔽电缆连接智能控制终端，发送灯光设置和控制指令，接收监测到的灯具工作状态信息。实施例四本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下
參见图3，所述的智能控制终端(4)的结构是一个微控制器(14)经电源接ロ(15)和AC-DC (16)连接电源，经485通讯接ロ( 17)连接485总线，经灯具接ロ( 18)连接LED灯具(5)，还连接ー个EEPROM存储器(19) ； EEPROM存储单元用于存储各种灯光效果数据，这些灯光效果可以更新、删除、任意组合和定时切換；每个智能控制终端(4)都有唯一的ID编号，随时接收网桥(3)发出的灯光设置和控制指令，若是集中控制指令或是与编号相符的指令，就去响应并作出相应动作，否则就过滤掉；智能控制终端(4)按时响应预先设定好的命令组合，当有实时控制命令到来时，及时响应。实施例五本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下
所述服务器端提供用户操作界面，负责通信网络管理、实时控制、控制切換、数据采集、历史数据存储和查询。通信网络可以是GPRS/GSM无线网络，Internet广域网或局域网。通信转换器接收PC传来的照明方案和控制參数，通过总线输出至智能终端节点，ー个通信转换器最多控制256个终端节点，本实施例中通信转换器采用STM32F107VCT6为主控制芯片，扩展GPRS/GSM、Ethernet和RS485通信接ロ，通过GPRS/GSM接ロ接入无线通信网络，实现远程无线控制；通过Ethernet接ロ连接网络路由器,通过相关设置,接入Internet广域网或局域网，实现远程有线控制；通过RS485接ロ连接智能终端节点，实现与终端节点的数据传输。智能控制终端包括电源接ロ、485通讯接ロ、灯具接ロ、微控制器和EEPROM存储器，其与电源和LED灯具的连接示意图如图2所示，485通讯接ロ负责接收数据，采用MAX485芯片，微控制器采用新唐M0516LAN芯片用于分析处理接收的数据，EEPROM存储器采用AT24C02芯片，按照I2C协议将掉电时需要保存的控制命令和參数保存到AT24C02芯片中。PC服务器通过通信网络、通信转换器和智能控制终端与LED景观灯组成网络，按照双方约定的通信协议进行双向通讯。每个智能控制终端设置ー个I字节唯一 ID编码，PC服务器可以通过此编码对每个終端进行控制，通信数据帧统一格式为帧起始1字节；帧长度I字节；控制模式2字节；调光码或參数设置值2字节；地址码2字节(回路号和ID编码各I字节)；校验码1字节；帧尾1字节。·
权利要求
1.一种城市LED照明智能控制系统包括服务器端(I)经通信网络系统(2)连接网桥(通信转换器)(3)，网桥(3)经智能控制终端(4)连接LED灯具(5);其特征在于所述服务器端(I)接入通信网络系统(2)，为用户提供简单易操作的界面，使用户方便灵活的对灯光进行控制；所述网桥(3)即通信转换器用来接收和传输用户控制指令，具有连接和协议转换的功能，扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离；所述智能控制终端(4)与网桥和LED灯具相连接，接收用户灯光控制指令，并作出相应动作。
2.根据权利要求I所述的城市LED照明智能控制系统，其特征在于所述的服务器端(I)为用户提供简单易操作的界面，用户通过此界面向智能控制终端发出灯光设置指令一参数设置最大最小亮度、渐变时间、采集频率以及控制指令一实时控制命令或者定时执行的命令组合，集中设置和控制所有智能终端，或者通过编号分别设置和控制每个智能终端，达到需要的多灯具组合效果，并能监测灯具工作状态，以具体数值或曲线形式显示灯具工作电流电压值。
3.根据权利要求I所述的城市LED照明智能控制系统，其特征在于所述的通信网络系统(2)为GPRS/GSM无线网络、Internet广域网或局域网。
4.根据权利要求I所述的城市LED照明智能控制系统，其特征在于所述的网桥(3)为通信转换器，其结构是一个微处理器(6 )经电源接口( 8 )、AC-DC (7 )连接电源，经Ethernet接口( 9 )连接网线，经GPRS/GSM接口( 10 )连接无线收发天线(11)，经RS485接口( 13 )连接485总线，还连接一个RS232接口(12);该通信转换器负责服务器和智能控制终端之间的数据透传，支持GPRS/GSM、TCP/IP和串口通信协议，每个网桥都分配一个IP地址，通过此地址与服务器建立连接和通信关系，无线收发接口发送和接收数据；通过RJ-45接口和网线连接网络路由器接入互联网，接收灯光设置和控制指令，发送监测到的灯具工作状态信息；通过RS485接口和特性阻抗为120Ω的双绞屏蔽电缆连接智能控制终端，发送灯光设置和控制指令，接收监测到的灯具工作状态信息。
5.根据权利要求I所述的城市LED照明智能控制系统，其特征在于所述的智能控制终端(4)的结构是一个微控制器(14)经电源接口( 15)和AC-DC (16)连接电源，经485通讯接口( 17)连接485总线，经灯具接口( 18)连接LED灯具(5)，还连接一个EEPROM存储器(19)； EEPROM存储单元用于存储各种灯光效果数据，这些灯光效果可以更新、删除、任意组合和定时切换；每个智能控制终端(4)都有唯一的ID编号，随时接收网桥(3)发出的灯光设置和控制指令，若是集中控制指令或是与编号相符的指令，就去响应并作出相应动作，否则就过滤掉；智能控制终端(4)按时响应预先设定好的命令组合，当有实时控制命令到来时，及时响应。
全文摘要
本发明公开了一种城市LED照明智能控制系统，服务器端接入通信网络系统，为用户提供简单易操作的界面，使用户方便灵活的对灯光进行控制。网桥即通信转换器用来接收和传输用户控制指令，具有连接和协议转换的功能，扩充灯光智能控制终端的数量和信号传输距离。智能控制终端与网桥和LED灯具相连接，接收用户灯光控制指令，并作出相应动作。此系统响应及时，控制灵活方便，能够在线实现照明方案的调整，即跑马灯、跳亮和渐亮渐暗等艺术效果的任意组合和参数设置，且可监测LED灯具的工作电流和电压。本发明适用于城市大型建筑和广场的景观照明控制和管理，特别适用于灯具数量多，控制要求高的场所，具有节能，功能灵活和易于控制的特点。
文档编号H05B37/02GK102869166SQ20121036604
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者余建波, 尹纪庭, 袁佳, 焦志曼 申请人:上海大学