一種智能照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能照明系統(tǒng),其包括智能手機(1)、智能網(wǎng)關(guān)(2)、帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述智能網(wǎng)關(guān)(2)包括電源模塊(21)、WI?FI模塊(22)、ZigBee模塊(23),所述WI?FI模塊(22)和ZigBee模塊(23)通過串口相連，所述電源模塊(21)用于向WI?FI模塊(22)、ZigBee模塊(23)供電,所述WI?FI模塊(22)接收智能手機(1)發(fā)送的信息且解析之后通過串口打包發(fā)送給ZigBee模塊(23)，所述ZigBee模塊(23)通過解析數(shù)據(jù)之后，打包數(shù)據(jù)發(fā)送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)執(zhí)行相應(yīng)的控制。本實用新型控制照明更加方便快捷，實現(xiàn)了智能手機對多個燈具的開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)的控制。
【專利說明】
一種智能照明系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化水平的不斷提高，在燈光控制領(lǐng)域，人們已經(jīng)不能滿足于單純的提供亮度這一功能，而是面向系統(tǒng)控制方式的靈活、高效和視覺上的美感發(fā)展。顯然，傳統(tǒng)的燈光控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的控制需求。在工作與日常生活中照明設(shè)備是不可或缺的，無論它是用于裝飾還是日常的照明等，都在社會上有舉足輕重的地位，照明設(shè)備的控制系統(tǒng)，一直是樓宇控制系統(tǒng)中非常重要的一部分。社會的進步，人們生活品質(zhì)的追求越來越高，對于控制燈光的方式不在滿足于傳統(tǒng)的簡單控制，一種是手動控制，即利用在照明設(shè)備的回路中配置開關(guān)元件或者調(diào)光元件，或是兩者結(jié)合，對照明設(shè)備的開關(guān)與亮度進行控制，這種控制方式簡單，有效，但是過于依賴人員的控制，控制很分散，不能進行有效的管理。一種是無線控制，但也是簡單的通過無線技術(shù)，實現(xiàn)簡單的遙控功能，也不能并入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠距離的手持終端的控制。
[0003]有鑒于此，特提出本實用新型，以改正上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種智能照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制照明更加方便快捷，實現(xiàn)了智能手機對多個燈具的開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)的控制。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種智能照明系統(tǒng)，其包括智能手機、智能網(wǎng)關(guān)、帶有ZigBee模塊的LED燈泡，所述智能網(wǎng)關(guān)包括電源模塊、W1-FI模塊、ZigBee模塊，所述W1-FI模塊和ZigBee模塊通過串口相連，所述電源模塊用于向W1-FI模塊、ZigBee模塊供電，所述W1-FI模塊接收智能手機發(fā)送的信息且解析之后通過串口打包發(fā)送給ZigBee模塊，所述ZigBee模塊通過解析數(shù)據(jù)之后，打包數(shù)據(jù)發(fā)送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡執(zhí)行相應(yīng)的控制。
[0006]本實用新型的進一步改進為，所述W1-FI模塊采用芯片MT7681，所述ZigBee模塊采用芯片JN5168，所述電源模塊采用USB直流電源供電，其包括穩(wěn)壓器UlO、保險絲FUSE、電容Cl至C5，所述穩(wěn)壓器UlO的引腳3同時與保險絲FUSE的一端、電容Cl、C2的一端電連接，所述保險絲FUSE的另一端與USB的引腳I電連接，所述USB的引腳5接地，所述穩(wěn)壓器UlO的引腳2同時與電容C3、C4、C5的一端、電源VCC端電連接，所述穩(wěn)壓器Ul O的引腳1、電容C1、C2、C3、C4、C5的另一端接地。
[0007]本實用新型的進一步改進為，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡的數(shù)量為2個以上。
[0008]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型采用W1-FI模塊接收智能手機發(fā)送的信息且解析之后通過串口打包發(fā)送給ZigBee模塊，ZigBee模塊通過解析數(shù)據(jù)之后，打包數(shù)據(jù)發(fā)送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡，帶有ZigBee模塊的LED燈泡執(zhí)行相應(yīng)的控制。本實用新型控制照明更加方便快捷，實現(xiàn)了智能手機對多個燈具的開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)的控制。
【附圖說明】

[0009]圖1是本實用新型的原理結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2是本實用新型的W1-FI模塊電路圖；
[0011]圖3是本實用新型的ZigBee模塊電路圖；
[0012]圖4是本實用新型的電源模塊電路圖。
[0013]圖中各部件名稱如下:
[0014]I—智能手機；
[0015]2—智能網(wǎng)關(guān)；
[0016]21—電源模塊；
[0017]22—W1-FI 模塊；
[0018]23—ZigBee 模塊；
[0019]3—帶有ZigBee模塊的LED燈泡。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型進一步說明，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。
[0021]如圖1所示，本實用新型的智能照明系統(tǒng)，其包括智能手機1、智能網(wǎng)關(guān)2、帶有ZigBee模塊的LED燈泡3，所述智能網(wǎng)關(guān)2包括電源模塊21、胃141模塊22、2188的模塊23，所述W1-FI模塊22和ZigBee模塊23通過串口相連，所述電源模塊21用于向W1-FI模塊22、ZigBee模塊23供電，所述W1-FI模塊22接收智能手機I發(fā)送的信息且解析之后通過串口打包發(fā)送給ZigBee模塊23，所述ZigBee模塊23通過解析數(shù)據(jù)之后，打包數(shù)據(jù)發(fā)送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡3，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡3執(zhí)行相應(yīng)的控制。
[0022]具體地，如圖2至圖4所示，所述W1-FI模塊22采用芯片MT7681，所述ZigBee模塊23采用芯片JN5168，所述電源模塊21采用USB直流電源供電，其包括穩(wěn)壓器U10、保險絲FUSE、電容Cl至C5，所述穩(wěn)壓器UlO的引腳3同時與保險絲FUSE的一端、電容Cl、C2的一端電連接，所述保險絲FUSE的另一端與USB的引腳I電連接，所述USB的引腳5接地，所述穩(wěn)壓器UlO的引腳2同時與電容C3、C4、C5的一端、電源VCC端電連接，所述穩(wěn)壓器U1的引腳1、電容C1、C2、C3、C4、C5的另一端接地。所述帶有Z i gBee模塊的LED燈泡3的數(shù)量為2個以上。
[0023]本實用新型的智能照明系統(tǒng)以智能網(wǎng)關(guān)2為中心，智能手機I為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，帶有ZigBee模塊的LED燈泡3為受控節(jié)點，組成了一個支持多個智能手機I和多個帶有ZigBee模塊的LED燈泡3被控節(jié)點同時在線的智能照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)通信質(zhì)量高，應(yīng)用范圍廣。系統(tǒng)中使用ZigBee無線通信協(xié)議和W1-Fi技術(shù)，將處于ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的LED燈泡節(jié)點擴展到了 W1-Fi局域網(wǎng)中，從而實現(xiàn)手持智能手機的控制。本系統(tǒng)包括智能手機I終?而、板載W1-Fil^塊和ZigBee模塊組成的智能網(wǎng)關(guān)2、載有ZigBee模塊的LED燈泡3組成。用戶能夠在有局域網(wǎng)W1-Fi 的地方，通過智能手機 I 運行的系統(tǒng)配套 ΑΡΡ， 就能夠輕松快捷 ，隨心所欲的控制室內(nèi)的LED燈泡的照明，也集成了多種控制方式于一體，也能實時檢測各個LED燈泡節(jié)點的狀態(tài)。本系統(tǒng)方便用戶進行控制，提高了用戶的生活質(zhì)量。
[0024]智能網(wǎng)關(guān)2硬件模塊包括電源模塊21、胃丨^模塊22、2丨88時模塊23等。將們^模塊22和ZigBee模塊23通過串口相連，使處于ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的LED燈泡節(jié)點能夠受控于處于W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中的智能手機I，方便用戶使用與控制。W1-Fi模塊22主要負責(zé)接收智能手機I發(fā)送的消息，解析之后通過串口打包發(fā)送給ZigBee模塊23，ZigBee模塊23通過解析數(shù)據(jù)之后，打包數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的帶有ZigBee模塊的LED燈泡3節(jié)點，執(zhí)行相應(yīng)的控制。
[0025]智能網(wǎng)關(guān)2的硬件設(shè)計中，W1-Fi模塊22使用的是MTK公司研發(fā)生產(chǎn)的芯片MT7681。該芯片是一款高度集成的W1-Fi的SOC(片上系統(tǒng))的單芯片，提供GP1和PffM智能控制，以及UART，SPI和設(shè)備通信的I2C接口，采用UIP TCP/IP協(xié)議棧，支持Smart Connect1n，只要針對如燈泡、門鎖等小型設(shè)備，最高工作頻率40MHz。
[0026]ZigBee模塊23使用的是NXP公司研發(fā)生產(chǎn)的JN5168。該模塊帶有32-bit RISCCPU，高達32MIPS的執(zhí)行速度?？芍С侄鄠€網(wǎng)絡(luò)堆棧，包括ZHA、ZLL、ZigBee Smart Energy、JenNet-1P和RF4CE，并且體積小巧，還能提供極低的發(fā)送和接收功耗。該模塊采用256KB的Flash、32KB RAM和4KB EEPR0M，SPI接口可連接其他外部閃存，提供20個GP10、ADC、PffM和UART 串口。
[0027]智能網(wǎng)關(guān)2由外部5v的直流電源供電，而智能網(wǎng)關(guān)2的兩個主要模塊的工作電壓都是3.3v的直流電源，此電源模塊從外部電源的輸出端取5v直流電源，然后通過AMS1117線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換成3.3v的直流電源，從而讓模塊正常工作。
[0028]工作流程:
[0029]1.開啟智能網(wǎng)關(guān)
[0030]為了使智能網(wǎng)關(guān)2能夠在不同的局域網(wǎng)W1-Fi下都能使用，所以要求智能網(wǎng)關(guān)2具備清除網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的功能，進入初始化網(wǎng)絡(luò)配置狀態(tài)。我們將智能網(wǎng)關(guān)2置于存在W1-Fi信號覆蓋的范圍內(nèi)，給智能網(wǎng)關(guān)2上電，如果電源指示燈只是閃亮一下，就表明智能網(wǎng)關(guān)2已連接上此W1-Fi，如果是慢閃則表明存在W1-Fi密碼和賬號，但是連接不上，此時需要長按清除按鍵，直到指示燈快閃，則表明智能網(wǎng)關(guān)2已進入網(wǎng)絡(luò)配置初始化狀態(tài)，等待智能手機I的網(wǎng)絡(luò)配置。當(dāng)智能網(wǎng)關(guān)2配置好以后，相當(dāng)于在ZigBee網(wǎng)絡(luò)和W1-Fi網(wǎng)絡(luò)之間建立了一座橋梁，讓兩種網(wǎng)絡(luò)能夠進行交互。
[0031]2.開啟LED燈泡節(jié)點
[0032]將帶有ZigBee模塊的LED燈泡3上電，如果燈泡閃亮一下，表明該ZigBee節(jié)點還沒有處于任何ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，需要加入由智能網(wǎng)關(guān)2的ZigBee模塊(協(xié)調(diào)器)創(chuàng)建的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，一旦加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，重啟該節(jié)點，則不會出現(xiàn)閃亮狀態(tài)。直接就是常亮狀態(tài)。
[0033]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果:
[0034]1.網(wǎng)絡(luò)容量大:ZigBee研發(fā)了很多種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，若干個子節(jié)點被一個主節(jié)點管理，一個主節(jié)點管理子節(jié)點的上限是254個，主節(jié)點還可以由上一層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來管理，整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可支持65000個節(jié)點；
[0035]2.免執(zhí)照頻段:在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段采用直接序列擴頻，915MHz (美國)和868MHz (歐洲)、2.4GHz (全球);
[0036]3.短覆蓋范圍，廣距離通信:一般10?10m之間的范圍是ZigBee的有效數(shù)據(jù)傳輸覆蓋范圍，但也可以將范圍擴大到I?3km，前提是增加RF發(fā)射功率，這只是相鄰節(jié)點之間的距離，如果再通過路由器和節(jié)點之間通信的接力，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸范圍可以達到更遠；
[0037]4.省電:支持節(jié)點長達6個月到2年的使用時間只需要兩節(jié)五號電池，省電；
[0038]5.低速率:ZigBee技術(shù)分別提供了頻段在915MHZ時的40kbps和868MHz時的20kbps，以及250kbps(此時頻段為2.4GHz)的通信速率，三種原始數(shù)據(jù)的吞吐率，完全可以滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求；
[0039]6.時延短:通信時延短，優(yōu)化了時延敏感的應(yīng)用，從休眠狀態(tài)激活的時延也非常短，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進人網(wǎng)絡(luò)只需30ms，時延短在一定程度上更進一步節(jié)省了電能；
[0040]7.高安全:加密算法采用通用的高級加密標準AES-128，ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能；
[0041 ] 8.可靠:碰撞避免機制在ZigBee技術(shù)中使用，同時預(yù)留了專用時隙在需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)中，避免發(fā)送數(shù)據(jù)時的沖突和競爭，自動動態(tài)組網(wǎng)的功能也存在于節(jié)點模塊之間，信息以自動路由的方式在整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0042]本實用新型的優(yōu)點在于，本實用新型采用W1-FI模塊接收智能手機發(fā)送的信息且解析之后通過串口打包發(fā)送給ZigBee模塊，ZigBee模塊通過解析數(shù)據(jù)之后，打包數(shù)據(jù)發(fā)送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡，帶有ZigBee模塊的LED燈泡執(zhí)行相應(yīng)的控制。本實用新型控制照明更加方便快捷，實現(xiàn)了智能手機對多個燈具的開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)的控制。
[0043]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種智能照明系統(tǒng)，其特征在于:包括智能手機(I)、智能網(wǎng)關(guān)(2)、帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述智能網(wǎng)關(guān)(2)包括電源模塊(21)、胃141模塊(22)、2188的模塊(23)，所述W1-FI模塊(22)和ZigBee模塊(23)通過串口相連，所述電源模塊(21)用于向W1-FI模塊(22)、ZigBee模塊(23)供電，所述W1-FI模塊(22)接收智能手機(I)發(fā)送的信息且解析之后通過串口打包發(fā)送給ZigBee模塊(23)，所述ZigBee模塊(23)通過解析數(shù)據(jù)之后，打包數(shù)據(jù)發(fā)送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)執(zhí)行相應(yīng)的控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述W1-FI模塊(22)采用芯片MT7681，所述ZigBee模塊(23)采用芯片JN5168，所述電源模塊(21)采用USB直流電源供電，其包括穩(wěn)壓器U10、保險絲FUSE、電容Cl至C5，所述穩(wěn)壓器UlO的引腳3同時與保險絲FUSE的一端、電容Cl、C2的一端電連接，所述保險絲FUSE的另一端與USB的引腳I電連接，所述USB的弓I腳5接地，所述穩(wěn)壓器Ul O的引腳2同時與電容C3、C4、C5的一端、電源VCC端電連接，所述穩(wěn)壓器1]10的引腳1、電容(:1工2、03工4、05的另一端接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)的數(shù)量為2個以上。
【文檔編號】H05B33/08GK205726577SQ201620659306
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】楊杰
【申請人】湖南科技學(xué)院