專利名稱：Led智能燈飾通用控制系統裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于裝飾照明技術領域，具體地說，涉及一種LED燈飾的控制系統裝置。
背景技術：
城市景觀照明是城市文明進步與現代化發(fā)展到一定歷史階段的產物。隨著城市現代化水平的不斷提高，對表現城市夜晚形象的景觀照明的要求也越來越高。在過去的城市照明中大多都采用了諸如細管徑熒光燈、冷陰極熒光燈、陶瓷金鹵燈、鈉燈等光源；并采用了激光、光纖、音樂燈光噴泉、無線移動通信控制等技術。
近年來，新型綠色節(jié)能LED光源開始在城市景觀照明中開始大量使用，LED燈飾能呈現各種建筑群千姿百態(tài)的燈光效果，主要在于它的控制方式?，F有LED燈飾的控制芯片通常固化于LED燈具內部，LED燈飾一旦安裝完成后就無法再進行改變和升級，變化方式千篇一律，如果要改變LED燈飾的表現方式，就必須整體更換相應的LED燈具，如果其中一個LED燈具壞了，也必須更換同種(同一廠家的)LED燈具，通用性差，維護不方便。而且不同廠家生產的LED燈具的控制方式和通信接口不相同，使得在城市景觀照明中各部分之間不協調、統一，銜接處燈光效果不流暢，太突兀。不同廠家LED燈具提供的電源接口也不同，其中AC220、DC24V、DC12V、DC5V居多，由此給燈光工程的維護、更換和升級帶來了很多的問題，制約了城市夜景燈光工程和LED產業(yè)的發(fā)展。
實用新型內容本實用新型要解決的問題是提供一種可通過標準化的LED燈具通信協議，將控制模塊、驅動模塊及通信接口等相關產品標準化，從而使LED燈飾的表現形式可進行外控，LED燈具的更換、維護也更方便的LED智能燈飾通用控制系統裝置。
為解決上述問題，本實用新型所述的LED智能燈飾通用控制系統裝置，由微機、總控制器、類控制器、燈具驅動模塊及LED燈具，微機串口與總控制器相連，用于圖形編輯和燈具控制數據處理，處理后的數據連同控制方式命令送給總控制器；總控制器的接收/發(fā)送端分別與一個以上類控制器相連，總控制器按照本系統裝置的數據協議接受微機傳來的燈具控制數據，并將其分解為不同類型的燈具控制數據發(fā)送到對應的類控制器中，同時接收各類控制器發(fā)來的接收確認信息和故障信息；同類型的一組LED燈具通過各自的燈具驅動模塊接收端與對應的類控制器發(fā)送端相連，類控制器接收從總控制器發(fā)送來的控制數據，向本類控制器所屬下位燈具驅動模塊發(fā)送控制命令，并根據上位請求，向總控制器傳回所屬下位LED燈具的故障信息；燈具驅動模塊固化于LED燈具內，接收其上位類控制器發(fā)來的控制命令，指揮所驅動的LED燈具按照特定方式工作。
所述總控制器由第一發(fā)送/接收單元、總控制器中央處理單元、第二發(fā)送/接收單元、內部控制邏輯單元、系統參數及數據存儲器、系統工作存儲及數據緩存器、工作方式及復位操作按鈕組成，第一發(fā)送/接收單元和第二發(fā)送/接收單元分別連接在總控制器中央處理單元的兩個串口端，內部控制邏輯單元輸入端與總控制器中央處理單元的地址數據總線端相連，系統參數及數據存儲器、系統工作存儲及數據緩存器與內部控制邏輯單元均為雙向信號連接。
所述類控制器由第一發(fā)送/接收單元、類控制器中央處理單元、第二發(fā)送/接收單元、內部控制邏輯單元、系統參數及數據存儲器、系統工作存儲及數據緩存器組成，類控制器中央處理單元的一個串口通過第一發(fā)送/接收單元與上位總控制器的輸出端相連，第二發(fā)送/接收單元連接在類別控制器中央處理單元的另一個串口端，內部控制邏輯單元輸入端與類控制器中央處理單元的地址數據總線端相連，系統參數及數據存儲器、系統工作存儲及數據緩存器與內部控制邏輯單元均為雙向信號連接。
所述燈具驅動模塊由串行接收單元、燈具驅動處理單元及信號放大電路組成，串行接收單元與類控制器輸出端相連，串行接收單元的輸出端與燈具驅動處理單元的串口相連，燈具驅動處理單元的I/O端連接LED燈具的光珠。
本實用新型中總控制器按本系統裝置的數據協議接受上位微機傳來的燈具控制數據存放在存儲器中，再根據具體燈具控制數據的類型按下位分配地址將其分解為每類燈具控制數據送給對應的各類控制器(如LED輪廓燈控制器、LED星光燈控制器、點光源燈飾控制器等)，并統一編址；總控制器還同時接收各類控制器發(fā)來的接收確認信息及故障信息等。類控制器與總控制器交換數據，當確認是本類控制器操作時，類控制器接收數據存入規(guī)定區(qū)域；當有上位請求命令時，類控制器從故障數據區(qū)取出數據，發(fā)送給總控制器；類控制器還負責由數據區(qū)取出數據并發(fā)送給數據規(guī)定的本類控制器所屬特定編碼的下位LED燈具驅動模塊，以驅動對應的LED燈具按照特定方式工作，類控制器使用存儲器由內部控制邏輯實現切換。
本實用新型中LED燈具內不需要固定控制芯片，可通過微機上的程序或總控制器上的操作按鈕隨時切換整個燈飾的表現形式，各功能模塊的通信接口可實現標準化，這樣不僅可以控制一個廠家不同質量等級、不同類型的LED燈具，也可以控制不同廠家的LED燈具，同時可以控制普通光源，進行亮度調節(jié)，因而具有廣泛的通用性。采用標準接口，降低燈具內部故障幾率，降低維護成本。采用標準通信線或無線傳輸，使控制更簡便?？稍谖CPC上開發(fā)出具有人性化、可視化的操作界面，用戶可以根據自己要求制作、預覽自己設計的LED燈飾效果，易于掌握和操作。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步描述

圖1是本實用新型實施例的總體結構示意圖；圖2是本實用新型實施例的原理框圖；圖3是本實用新型實施例中總控制器T的詳細電路圖；圖4是本實用新型實施例中燈具驅動模塊1的詳細電路圖。
具體實施方式
圖1示出了本實用新型的總體結構示意圖，從圖中可以看出所述LED智能燈飾通用控制系統裝置由微機PC、總控制器T、類控制器F、燈具驅動模塊1及LED燈具D組成，微機PC串口與總控制器T相連，用于圖形編輯和燈具控制數據處理，處理后的數據連同控制方式命令送給總控制器T；總控制器T的接收/發(fā)送端分別與一個以上類控制器F相連，類控制器的種類、數量都可以根據實際系統規(guī)模來設定；總控制器T按照本系統裝置的數據協議接受微機PC傳來的燈具控制數據，并將其分解為不同類型的燈具控制數據發(fā)送到對應的類控制器F中，同時接收各類控制器F發(fā)來的接收確認信息和故障信息；同類型的一組LED燈具D通過各自的燈具驅動模塊1接收端與對應的類控制器F發(fā)送端相并連；類控制器F接收從總控制器T發(fā)送來的控制數據，向本類控制器F所屬下位燈具驅動模塊1發(fā)送控制命令，并根據上位請求，向總控制器T傳回所屬下位LED燈具D的故障信息；燈具驅動模塊1固化于LED燈具D內，接收其上位類控制器F發(fā)來的控制命令，指揮所驅動的LED燈具D按照特定方式工作。
總控制器T最多可支持250個類控制器F，每個類控制器F最多可支持250只LED燈具，每個燈具驅動模塊1支持一只LED燈具。
圖2示出了的本實用新型的原理框圖，在圖中可以看到總控制器T由第一發(fā)送/接收單元2、總控制器中央處理單元3、第二發(fā)送/接收單元4、內部控制邏輯單元5、系統參數及數據存儲器6、系統工作存儲及數據緩存器7、工作方式及復位操作按鈕8組成，第一發(fā)送/接收單元2和第二發(fā)送/接收單元4分別連接在總控制器中央處理單元3的兩個串口端，內部控制邏輯單元5輸入端與總控制器中央處理單元3的地址數據總線端相連，系統參數及數據存儲器6、系統工作存儲及數據緩存器7與內部控制邏輯單元5均為雙向信號連接。第一發(fā)送/接收單元2和第二發(fā)送/接收單元4均用于接收上位數據和控制信息，向上位回送系統工作狀態(tài)信息，即是上、下位信號轉換接口電路，本實施例中選用RS485接口芯片?？偪刂破髦醒胩幚韱卧?用于接收上位數據和控制信息，根據不同的控制要求分配數據到指定的存儲區(qū)域；向下位網絡發(fā)布控制信息和數據，分析和執(zhí)行系統的工作方式設定值，向上位回送網絡的工作狀態(tài)信息。工作方式及復位操作按鈕8用于設定系統的工作模式，復位整個系統；當微機PC脫機時，可通過該按鈕對本系統裝置進行操作。內部控制邏輯單元5用于分配總控制器系統內的數據存儲空間。
類別控制器F由第一發(fā)送/接收單元9、類控制器中央處理單元10、第二發(fā)送/接收單元11、內部控制邏輯單元12、系統參數及數據存儲器13、系統工作存儲及數據緩存器14組成；類控制器中央處理單元10的一個串口通過第一發(fā)送/接收單元9與上位總控制器T的輸出端相連，第二發(fā)送/接收單元4連接在類控制器中央處理單元10的另一個串口端，內部控制邏輯單元12輸入端與類別控制器中央處理單元10的地址數據總線端相連，系統參數及數據存儲器13、系統工作存儲及數據緩存器14與內部控制邏輯單元12均為雙向信號連接。類控制器中央處理單元10用于接收本類的控制命令和數據，根據上位網絡發(fā)布的命令控制本類下位LED燈具的運行方式。
燈具驅動模塊1由串行接收單元15、燈具驅動處理單元16及信號放大電路組成，串行接收單元15與類別控制器F輸出端相連，串行接收單元15的輸出端與燈具驅動處理單元16的串口相連，燈具驅動處理單元16的I/O端連接LED燈具的光珠。串行接收單元15接收本類上位網絡發(fā)布的指令，并進行信號轉換，燈具驅動處理單元16根據本類上位網絡的控制命令，通過信號放大電路點燃或熄滅本LED燈具內相應的燈珠。
圖3示出了本實用新型總控制器T的詳細電路圖，在圖中第一發(fā)送/接收單元2和第二發(fā)送/接收單元4的組成及連接關系相同，均采用RS485接口，其中第一發(fā)送/接收單元2的組成及連接關系為SP485EEP接口芯片U9的A端通過上拉電阻R3接電源Vcc(5V)，并通過反向箝位二極管D2接地，B端并聯有下拉電阻R4和反向箝位二極管D3，A、B端跨有接匹配電阻R2和反向箝位二極管D1?？偪刂破髦醒胩幚韱卧?采用兩塊89C52單片機U1、U2，內部控制邏輯單元5由反向器U15、三態(tài)門U16、U17、U18、總線隔離器U6、U7、U8、U11、U12、U13、地址鎖存器U5、U10等組成，系統參數及數據存儲器6選用PEROM29C040芯片U3，系統工作存儲及數據緩存器7選用RAM62256芯片U4。它們的連接關系為U1的P0口接U5、U8的輸入端，U1的P2口接U6輸入端，U2的P2口接U11的輸入端，U2的P0口接U12、U13的輸入端，U6的輸出端接U3、U4的高8位輸入端，U7的輸出端接U3、U4的低8位輸入端，U8的輸出端接U3、U4的數據端，U11的輸出端接U6輸出端，U12的輸出端接U7輸出端，U13的輸出端接U8輸出端，U15的2腳輸出端接U16其中一組控制端和U18的控制端，U15的1腳輸出端接U16另一組控制端和U17的控制端，U16的一組輸出分別接U11、U12、U13的控制端，U16的另一組輸出分別接U6、U7、U8的控制端，U17、U18的輸出接U3和U4的片選端。其工作原理是微機發(fā)送來的數據和命令通過第一發(fā)送/接收單元2進入U1，U1發(fā)出命令，通過U15的1腳打開U16的一組三態(tài)門，三態(tài)門的輸出打開U6、U7、U8的控制端，U1再將接收到的數據和命令通過U5、U6、U7、U8轉送到U3存儲器中指定區(qū)域存儲起來，然后將U15的1腳狀態(tài)置為U2操作方式，U1釋放對U3的操作，U2檢測到U15的1腳是U1釋放狀態(tài)時，就通過U15的2腳打開U16的另一組三態(tài)門，三態(tài)門的輸出打開U11、U12、U13的隔離器控制端，U2通過U11、U12、U13對U3進行操作，讀取已經存儲在U3指定區(qū)域的命令和數據，然后通過U15的一個門選擇U4將U3指定區(qū)域的數據轉入到U4工作緩存的，U2對U4工作緩存中的數據進行處理，通過第二發(fā)送/接收單元4向下位網絡發(fā)出相應的數據和命令，控制下位燈具網絡的工作，實現上位指定的功能。當整個系統處于脫機(微機)狀態(tài)時，U1通過自身的I/O口檢測所有按鈕狀態(tài)，根據相應按鈕的狀態(tài)，對U3存儲器進行操作，將按鈕的狀態(tài)信息寫入U3存儲器指定區(qū)域，在U1釋放存儲器U3操作的情況下，U2通過控制邏輯讀取U3中的按鈕狀態(tài)信息，并進行分析，然后通過U4存儲器對下位網絡進行相應操作。
本實用新型中類控制器F的詳細電路圖除沒有工作方式及復位操作按鈕8外，其它組成及連接關系與總控制器T相同。
圖4示出了本實用新型燈具驅動模塊1的詳細電路圖，由串行接收接口U2、單片處理器U1及每一路的三極管(信號放大作用)和電阻構成，U1通過U2接收類控制器F發(fā)來的數據和命令，通過U1的I/O口輸出相應信號到三極管，點燃相應的LED燈珠。
權利要求1.一種LED智能燈飾通用控制系統裝置，其特征在于包括微機(PC)、總控制器(T)、類控制器(F)、燈具驅動模塊(1)及LED燈具(D)；微機(PC)串口與總控制器(T)相連，用于圖形編輯和燈具控制數據處理，處理后的數據連同控制方式命令送給總控制器(T)；總控制器(T)的一個接收/發(fā)送端分別與一個以上類控制器(F)相連；總控制器(T)按照本系統裝置的數據協議接受微機(PC)傳來的燈具控制數據，并將其分解為不同類型的燈具控制數據發(fā)送到對應的類控制器(F)中，同時接收各類控制器(F)發(fā)來的接收確認信息和故障信息；同類型的一組LED燈具(D)通過各自的燈具驅動模塊(1)接收端與對應的類控制器(F)發(fā)送端相并連；類控制器(F)接收從總控制器(T)發(fā)送來的控制數據，向本類控制器(F)所屬下位燈具驅動模塊(1)發(fā)送控制命令，并根據上位請求，向總控制器(T)傳回所屬下位LED燈具(D)的故障信息；燈具驅動模塊(1)固化于LED燈具(D)內，接收其上位類控制器(F)發(fā)來的控制命令，指揮所驅動的LED燈具(D)按照特定方式工作。
2.根據權利要求1所述的LED智能燈飾通用控制系統裝置，其特征是在于所述總控制器T由第一發(fā)送/接收單元(2)、總控制器中央處理單元(3)、第二發(fā)送/接收單元(4)、內部控制邏輯單元(5)、系統參數及數據存儲器(6)、系統工作存儲及數據緩存器(7)、工作方式及復位操作按鈕(8)組成；第一發(fā)送/接收單元(2)和第二發(fā)送/接收單元(4)分別連接在總控制器中央處理單元(3)的兩個串口端，內部控制邏輯單元(5)輸入端與總控制器中央處理單元(3)的地址數據總線端相連，系統參數及數據存儲器(6)、系統工作存儲及數據緩存器(7)與內部控制邏輯單元(5)均為雙向信號連接。
3.根據權利要求1所述的LED智能燈飾通用控制系統裝置，其特征是在于所述類別控制器F由第一發(fā)送/接收單元(9)、類控制器中央處理單元(10)、第二發(fā)送/接收單元(11)、內部控制邏輯單元(12)、系統參數及數據存儲器(13)、系統工作存儲及數據緩存器(14)組成，類控制器中央處理單元(10)的一個串口通過第一發(fā)送/接收單元(9)與上位總控制器T的輸出端相連，第二發(fā)送/接收單元(4)連接在類控制器中央處理單元(10)的另一個串口端，內部控制邏輯單元(12)輸入端與類別控制器中央處理單元(10)的地址數據總線端相連，系統參數及數據存儲器(13)、系統工作存儲及數據緩存器(14)與內部控制邏輯單元(12)均為雙向信號連接。
4.根據權利要求1所述的LED智能燈飾通用控制系統裝置，其特征在于所述燈具驅動模塊(1)由串行接收單元(15)、燈具驅動處理單元(16)及驅動電路組成，串行接收單元(15)與類別控制器F輸出端相連，串行接收單元(15)的輸出端與燈具驅動處理單元(16)的串口相連，燈具驅動處理單元(16)的I/O端連接LED燈具的光珠。
專利摘要一種LED智能燈飾通用控制系統裝置，由微機PC、總控制器T、類控制器F、燈具驅動模塊1及LED燈具D組成，微機PC串口與總控制器T相連；總控制器T的接收/發(fā)送端分別與一個以上類控制器F相連；同類型的一組LED燈具D通過各自的燈具驅動模塊1接收端與對應的類控制器F發(fā)送端相并連；燈具驅動模塊1固化于LED燈具D內。本實用新型中LED燈具內不需要固定控制芯片，可通過微機上的程序或總控制器上的操作按鈕切換整個燈飾的表現形式，各功能模塊的通信接口可實現標準化，采用標準通信線或無線傳輸，使控制更簡便?？稍谖CPC上開發(fā)出具有人性化、可視化的操作界面，用戶可以根據自己要求制作、預覽自己設計的LED燈飾效果，易于掌握和操作。
文檔編號G05B19/00GK2783696SQ200520009180
公開日2006年5月24日 申請日期2005年4月21日 優(yōu)先權日2005年4月21日
發(fā)明者周泉, 熊代榮, 陳年廣, 郭秋東, 范彥宏 申請人:重慶市光學機械研究所