專利名稱：智能化led照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及照明電子領域的一種控制系統(tǒng)，具體涉及一種LED照明領域的載波遠程控制驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，LED用于節(jié)能照明，已是一個不爭的事實，在節(jié)約電能量化這一應用的關(guān)鍵問題的上存有分歧。在傳統(tǒng)照明燈具改造時，往往是逐步的、漸進的形式，改造過程中存在LED照明與傳統(tǒng)照明混用的狀態(tài)，即使是全部改造，因存在其他電器，也無法定量分析LED照明的節(jié)能電量，尤其是在運作EMC (合同能源管理)模式時，不能區(qū)分LED照明的節(jié)能價值，難以實施EMC模式運作；如能實現(xiàn)LED節(jié)約能源的定量問題，就能解決LED照明EMC運作模式的瓶頸。采用智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，就可以將每盞LED燈的開燈關(guān)燈狀態(tài)發(fā)送到·主控機，由此核算燈具用電量，達到節(jié)能定量的目的。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，各種公共場合的照明越來越多的被進行集中式管理，很多公共場所照明被分時段、分情景的進行控制，這一控制手段多為傳統(tǒng)的TRICK (雙向可控硅)調(diào)光方式，然而這一調(diào)光方式，存在因斬波而引起的諧波含量高、對電網(wǎng)干擾嚴重、功率因數(shù)低、無功損耗高、電源利用率低的嚴重缺陷，應用到LED燈具進行調(diào)光依然存在調(diào)光范圍縮短、調(diào)光一致性差、各種調(diào)光器輸出性能差異大、對調(diào)光驅(qū)動電源調(diào)制困難、易產(chǎn)生低導通角閃爍現(xiàn)象。采用一種遠程智能LED驅(qū)動控制系統(tǒng)可以解決TRICK (雙向可控硅)調(diào)光存在所有問題，這個控制系統(tǒng)扼要地說就是控制信號通過電力線載波方式發(fā)送到燈具前端，利用LED驅(qū)動電源的PWM (某些應用方案采用電壓控制)控制端口，實現(xiàn)對燈具輸出功率的調(diào)整，從而達到調(diào)光目的。目前已有的遠程控制方式有紅外遙控方式、局域網(wǎng)布線方式、微波無線傳輸方式、wifi無線局域網(wǎng)等方式，對于紅外遙控方式，存在著遙控距離受限制，對于公共區(qū)域的面積不適用；對于局域網(wǎng)方式存在布線問題，在傳統(tǒng)燈具改造方面施工難度較大；對于微波無線傳輸組網(wǎng)方式，其存在成本較高，系統(tǒng)穩(wěn)信差，遙控準確度不高的缺點；對于WIFI無線局域網(wǎng)方式存在硬件投入大，組網(wǎng)鏈路復雜，LED燈前端驅(qū)動配置成本高的缺陷；值得一提的是近年來比較前端的Zigbee網(wǎng)絡技術(shù)，它提供了一個業(yè)界標準，但其在協(xié)議占帶寬的開銷量對信道帶寬要求較高，影響通訊距離和環(huán)境適應性，Zigbee是一種協(xié)議，支援此協(xié)議的系統(tǒng)硬體成本很高，不利于大量推廣；采用智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，相對于以上幾種方式，利用現(xiàn)有電網(wǎng)線路，節(jié)省了大量布線成本；采用載波數(shù)據(jù)傳輸方式，能夠?qū)崿F(xiàn)高效實時的數(shù)據(jù)采集記錄；選擇簡單的輪詢制流程，輕松實現(xiàn)一點(主機)對多點(LED燈，可多達數(shù)萬只)的監(jiān)測遙控；電網(wǎng)線路每次只跑一幀數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)干擾小，不存在數(shù)據(jù)串擾，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性高；在系統(tǒng)實施過程中采用定向選頻、定制頻點，適合的調(diào)制解調(diào)方法、軟件容差糾錯、點對點數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞?，完全可以做到?shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定準確。這些優(yōu)點都是前述幾種組網(wǎng)方式不能兼顧具備的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其通過獲取臺變下每個LED燈的工作時間，計算功率電費，提供節(jié)能量化數(shù)據(jù)；并能夠遙控單個或多個LED燈具狀態(tài)，實現(xiàn)遠程調(diào)光控制，進而實現(xiàn)相對優(yōu)良的組網(wǎng)形態(tài)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是
一種智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，它包括燈具端和信號控制端兩部分以及三相四線電網(wǎng)，燈具端包括LED燈、載波驅(qū)動電源以及用來控制電源通斷的開關(guān)，所述載波驅(qū)動電源包括LED燈驅(qū)動電源電路和載波信號處理電路，信號控制端包括數(shù)據(jù)集中控制器與主機，數(shù)據(jù)集中控制器通過三相四線電網(wǎng)與燈具端相連，數(shù)據(jù)集中控制器與主機相連并 受主機控制。對于上述技術(shù)方案，我們還有進一步的具體優(yōu)化方案。進一步，所述LED燈驅(qū)動電路包括電磁兼容電路、輸入電流檢測電路、電流驅(qū)動電路、電源管理單元、電網(wǎng)電壓過零檢測電路，三相四線電網(wǎng)上的交流電經(jīng)輸入電流檢測電路檢測后再接入電磁兼容電路進行EMI處理，電流驅(qū)動電路將經(jīng)EMI處理后的市電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動LED燈工作的電能。進一步,載波信號處理電路包括載波信號耦合電路、載波信號發(fā)射驅(qū)動電路、載波信號接收電路、載波接受信號放大解調(diào)電路、載波信號控制微處理器電路，電網(wǎng)載波信號依次通過載波信號耦合電路、載波信號接收電路、載波信號放大解調(diào)電路，然后被送到載波信號控制微處理器電路進行處理，載波信號控制微處理器電路所發(fā)出數(shù)據(jù)信號經(jīng)載波信號發(fā)射驅(qū)動電路進行調(diào)制，調(diào)制好的信號經(jīng)載波信號耦合電路傳送電網(wǎng)上。更進一步，電源管理單元輸出三個電壓信號分別給電流驅(qū)動電路中的DIRVER 1C、載波信號控制微處理器電路的MCU、載波信號稱合電路供電。進一步，所述數(shù)據(jù)集中控制器包括三相耦合電路、載波信號接收電路、載波放大解調(diào)電路、微處理器，由載波驅(qū)動電源發(fā)出的載波信號經(jīng)由電網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)集中控制器，載波信號經(jīng)由三相耦合電路傳送到載波信號接收電路，再經(jīng)過載波放大解調(diào)電路轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)信號再送只微處理器進行處理。更進一步，所述數(shù)據(jù)集中控制器中還設有載波信號發(fā)射驅(qū)動電路，與數(shù)據(jù)集中控制器相連的主機可發(fā)出操作信號，所述操作信號發(fā)給數(shù)據(jù)集中控制器的微處理器并由微處理器轉(zhuǎn)換成載波數(shù)據(jù)，所述載波數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)信號經(jīng)載波信號發(fā)射驅(qū)動電路進行調(diào)制，調(diào)制好的信號經(jīng)載波信號耦合電路傳送電網(wǎng)上。進一步，所述數(shù)據(jù)集中控制器上設有電網(wǎng)端口，用于數(shù)據(jù)集中控制器與三相四線電網(wǎng)間的連接。進一步，所述數(shù)據(jù)集中控制器上設有主機端口，所述主機上設有主機連接端口，兩端口用于數(shù)據(jù)集中控制器與主機的數(shù)據(jù)傳輸。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點是
I.本發(fā)明所描述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，它在LED照明系統(tǒng)中引入電力載波遠程智能控制技術(shù)，在控制終端與LED燈具之間建立實時數(shù)據(jù)聯(lián)系。系統(tǒng)的重要組成是LED模組載波驅(qū)動電源、數(shù)據(jù)集中控制器以及作為主機的計算機，電腦主機通過串口連接數(shù)據(jù)集中控制器，數(shù)據(jù)集中控制器再連接市電電網(wǎng)，載波數(shù)據(jù)信號通過電網(wǎng)線路被傳送到LED燈一端。LED燈具端包含有LED發(fā)光模組、載波驅(qū)動電源兩大部分，所設置的載波驅(qū)動電源，一方面輸出恒流信號驅(qū)動LED模組發(fā)光，另一方面接收電網(wǎng)指令，控制LED調(diào)光或開關(guān)，還可以發(fā)送開燈狀態(tài)信息；系統(tǒng)中在電網(wǎng)臺變附近一側(cè)接入數(shù)據(jù)集中控制器，作用是發(fā)出對LED燈的輪詢指令，接收LED燈回應信號、實時功率值數(shù)據(jù)，并實時上傳電腦主機，進行計時等處理；另外數(shù)據(jù)集中控制器可以接受電腦主機發(fā)來的調(diào)光、開關(guān)燈指令，并發(fā)送到電網(wǎng)上，由指定的LED燈對這類信號做響應；
2.系統(tǒng)同時具備一套用戶應用程序被安裝在電腦主機上，用于顯示燈具當前狀態(tài)、發(fā)送用戶指令給數(shù)據(jù)集中控制器，同時還可通過電腦主機進行以下操作查詢用電量、查看單個LED燈功率、對I個或多個LED燈實時調(diào)光、關(guān)閉/打開I個或多個指定的LED燈、系統(tǒng)設置、打印等。能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控燈具開光狀態(tài)、實時獲取燈具功率、計算用電量與電費、對燈具實時遠程調(diào)光開關(guān)控制、大容量的LED燈數(shù)量等特點。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述
圖I為本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實施例中載波驅(qū)動電源的電路結(jié)構(gòu) 圖3為本發(fā)明實施例中數(shù)據(jù)集中控制器的電路結(jié)構(gòu) 圖4為本發(fā)明實施例的主機進行系統(tǒng)控制的工作流程 圖5為本發(fā)明實施例中的數(shù)據(jù)集中控制器的工作流程 圖6為本發(fā)明實施例中的載波驅(qū)動電源的工作流程 其中1、LED燈；2、載波驅(qū)動電源；3、開關(guān)；4、三相四線電網(wǎng)；5、數(shù)據(jù)集中控制器；6、數(shù)據(jù)集中控制器電網(wǎng)端口 ；7、數(shù)據(jù)集中控制器王機端口 ；8、王機連接端口 ；9、王機；10、監(jiān)視器；11、載波信號耦合電路；12、載波信號發(fā)射驅(qū)動電路；13、載波信號接收電路；14、載波接受信號放大解調(diào)電路；15、載波信號控制微處理器電路；16、電磁兼容電路；17、電流驅(qū)動電路；18、電源管理單元；19、電網(wǎng)電壓過零檢測電路；20、LED燈組；21、電流驅(qū)動IC使能EN引腳；22、輸入電壓電流檢測電路；23、三相耦合電路；24、電源管理電源；25、載波信號接收電路；26、載波放大解調(diào)電路；27、載波信號發(fā)射驅(qū)動電路；28、微處理器。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例
本發(fā)明實施例描述了一種智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其整體結(jié)構(gòu)如圖I所示。在同一臺變壓器電網(wǎng)即三相四線電網(wǎng)4下，分別有A、B、C三相電，照明用電存在于ABC中的任一相線對零線N。由LED燈I、載波驅(qū)動電源2以及燈具線路上的開關(guān)3組成LED燈具前端部分。當開關(guān)3接通，載波驅(qū)動電源2上電工作，LED燈I被點亮。在電網(wǎng)臺變附近一側(cè)接入數(shù)據(jù)集中控制器5，在數(shù)據(jù)集中控制器5上有數(shù)據(jù)集中控制器電網(wǎng)端口 6，數(shù)據(jù)集中控制器電網(wǎng)端口 6用于數(shù)據(jù)集中控制器5與三相四線電網(wǎng)4間的數(shù)據(jù)連接；數(shù)據(jù)集中控制器5上還有數(shù)據(jù)集中控制器主機端口 7，其通過主機9上的主機連接端口 8連接主機9與數(shù)據(jù)集中控制器。正常工作狀態(tài)下，數(shù)據(jù)集中控制器5會向三相四線電網(wǎng)4發(fā)出輪詢信號，要求標號為η的那盞燈回復，如果第η盞燈相關(guān)的開關(guān)3是斷開的，那么第η盞燈的載波驅(qū)動電源2不工作，數(shù)據(jù)集中控制器5在等待合理的時間后沒有第η盞燈載波驅(qū)動電源3的答復，即確定第η盞燈處于關(guān)閉狀態(tài)；如燈具線路上的開關(guān)3接通，載波驅(qū)動電源2有電正常工作，那么第η盞燈上的載波驅(qū)動電源2在收到針對自己的輪詢信號后，就會回復發(fā)送狀態(tài)信息給數(shù)據(jù)集中控制器5，接收到這個狀態(tài)信息，就證明第η盞燈工作正常；數(shù)據(jù)集中控制器5通過數(shù)據(jù)集中控制器連接端口 7、主機連接端口 8將第η盞燈工作的狀態(tài)發(fā)送給主機9，主機 將記錄第η盞燈工作對應的時間，由此核算第η盞燈的用電量，并通過監(jiān)視器10顯示出來。在這個系統(tǒng)中，除了利用上述方法可以確定單個LED燈的用電量之外，還可以利用數(shù)據(jù)集中控制器5發(fā)送指令，要求LED燈I按照一定比例調(diào)整輸出功率或者實現(xiàn)關(guān)燈的目的。具體的實現(xiàn)方法如后節(jié)。載波驅(qū)動電源2由兩部分組成，一是由電磁兼容電路16、輸入電流檢測電路22、電流驅(qū)動電路17(包括驅(qū)動IC及其使能EN引腳21)、電源管理單元18、電網(wǎng)電壓過零檢測電路19組成的LED燈驅(qū)動電源電路，二是由載波信號耦合電路11、波信號發(fā)射驅(qū)動電路12、載波信號接收電路13、載波接受信號放大解調(diào)電路14、載波信號控制微處理器電路15組成的載波信號處理電路。載波驅(qū)動電源2的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，這兩部分連接在電網(wǎng)線路與LED模組之間。電網(wǎng)線路L、N有電后，首先經(jīng)電磁兼容電路16進行EMI處理，使整個電源的接入特性符合EMI的電磁兼容要求；電流驅(qū)動電路17的作用就是轉(zhuǎn)換電能，將市電轉(zhuǎn)換為LED模組20所需要的驅(qū)動電能，并實現(xiàn)過欠壓、短路、過溫度等各種保護措施；一般來講這是一個恒流輸出型的驅(qū)動電源，由驅(qū)動IC (圖中標識DIRVER IC)控制變壓器原邊能量，經(jīng)變壓器副邊整流濾波輸出給LED模組合適的電能。為了實現(xiàn)高功率因素，電流驅(qū)動電路17 —般還應有PFC校正電路，但也可采用如圖2中所示的DIRVER IC內(nèi)置PFC功能的應用方案。電源管理單元18是由變壓器偏置繞組供電，輸出三個電壓信號分別給電流驅(qū)動電路17中的DIRVER 1C、載波信號處理電路的MCU15、載波信號耦合電路11供電；這個偏置繞組同時也可以直接提供DIRVER IC所需要的電源電壓，在一些采用原邊恒流的電路中，偏置繞組也會被用來提供副邊的恒流反饋信號。電源管理單元18是由變壓器偏置繞組供電，輸出三個電壓信號分別給電流驅(qū)動電路17中的DIRVER 1C、載波信號處理電路的MCU15、載波信號耦合電路11供電；這個偏置繞組同時也可以直接提供DIRVER IC所需要的電源電壓，在一些采用原邊恒流的電路中，偏置繞組也會被用來提供副邊的恒流反饋信號。電流驅(qū)動電路11還有一個重要作用，將由使能引腳22接受從載波信號處理電路的MCU15發(fā)出的調(diào)光比例(或者是關(guān)燈)信號，控制對LED模組的輸出功率，達到調(diào)光直至關(guān)燈的功能。載波信號處理電路的工作原理是電網(wǎng)載波信號通過信號耦合電路11、信號接收電路13、信號放大解調(diào)電路14，被送到控制微處理器15中，在控制微處理器15中首先對這一數(shù)據(jù)進行判斷，是否是針對自己的指令，如不是，就將這條指令廢除，等待下一條指令，如果這條指令是發(fā)給這個微處理器的，那么這個微處理器就會根據(jù)指令來執(zhí)行下一步操作。從電網(wǎng)傳來的呼叫指令會分幾種情況，在呼叫指令末端，會設置指令完結(jié)標志位，呼叫指令完結(jié)表示本指令僅為呼叫指令，MCU做應答處理就好了 ；指令不完結(jié)，表示后面還有指令發(fā)過來，請MCU等候處理，后面的指令分為回應功率指令、調(diào)光指令、關(guān)燈指令三種。呼叫指令數(shù)據(jù)將包含特定的MCU的ID號碼，用于MCU計算是否與自身ID號碼相符，如果相符，并且標志指令結(jié)束，MCU進行呼叫應答；如果標志指令未結(jié)束，后面跟回應功率指令，由輸入電壓檢測電路22將交流電壓電流檢測型號傳送到MCU，經(jīng)過內(nèi)部處理計算得出功率數(shù)據(jù)，MCU將調(diào)用功率值，編制好發(fā)送數(shù)據(jù)，由指定的I/O 口發(fā)出一組脈沖族數(shù)據(jù)信號，送到載波信號發(fā)射驅(qū)動電路12中進行調(diào)制，調(diào)制好的信號經(jīng)載波信號耦合電路11傳送到市電電網(wǎng)上；如果后面跟的是調(diào)光指令、關(guān)燈指令，MCU將調(diào)光比例數(shù)據(jù)對應成PWM信號，對指定I/O 口進行輸出，輸出信號到電流驅(qū)動電路17的驅(qū)動IC使能EN引腳21，之后，MCU發(fā)出操作完畢的載波信號到市電電網(wǎng)上。以上是對載波驅(qū)動電源工作描述。數(shù)據(jù)集中控制器5的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，數(shù)據(jù)集中控制器接收來自電網(wǎng)4的載波信號，這一載波信號是由本系統(tǒng)的LED燈具載波驅(qū)動電源15發(fā)出的載波信號，可以是ABC三相電中的任何一相電中的載波信號，經(jīng)由三相耦合電路23，傳送到載波信號接收電路25，再經(jīng)過載波放大解調(diào)電路26，變?yōu)閿?shù)據(jù)信號送到微處理器28中，如前所述，這個數(shù)據(jù)有三種類型，一是應答信號，二是功率數(shù)值數(shù)據(jù)信號，三是調(diào)光(關(guān)燈)操作處理完畢信號，無論是哪種數(shù)據(jù)，都會被微處理器28編譯成485協(xié)議數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)集中控制器主機端口 7、主·機連接端口 8輸出到主機9進行相應處理，處理的方法這個在后面進行具體闡述。當數(shù)據(jù)集中控制器5上電工作后，微處理器28首先運行自檢程序，確定各端口初始狀態(tài)、與上位機主機9連接是否正常等，如果是系統(tǒng)首次上電應該由主機發(fā)出ID號碼段指令，數(shù)據(jù)集中控制器按照這個號碼段進行輪詢，簡單概括就是由數(shù)據(jù)集中控制器微處理器28發(fā)出呼叫指令，接收應答數(shù)據(jù)，傳送上位機主機9，進行燈具狀態(tài)操作，顯示用電量。上位機主機9還將提供用用戶實時操作功能，這個實時操作的功能主要有兩個一是提供調(diào)光操作功能，二是關(guān)燈開燈操作功能，主機9把這個操作信號發(fā)給數(shù)據(jù)集中控制器的微控制器MCU28，微控制器MCU28將調(diào)光比例數(shù)值、開燈信號、關(guān)燈信號轉(zhuǎn)換成載波數(shù)據(jù)，經(jīng)指定I/O端口輸出發(fā)出一組脈沖族數(shù)據(jù)信號，送到載波信號發(fā)射驅(qū)動電路27中進行調(diào)制，調(diào)制好的信號經(jīng)載波信號耦合電路23傳送到三相電力網(wǎng)上，這個信號數(shù)據(jù)被載波驅(qū)動電源接收，載波驅(qū)動電源的微控制器15按照圖2原理進行操作，如前所述。上述為整個系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及其工作原理，下面對系統(tǒng)的工作流程進行說明。圖4為本實施例主機的應用程序流程圖，主機應用程序提供直接應用的用戶界面，可實現(xiàn)的功能有查詢用電量、查看單個LED燈功率、對I個或多個LED燈實時調(diào)光、關(guān)閉/打開I個或多個指定的LED燈、系統(tǒng)設置、打印等，其中調(diào)光、開關(guān)燈的操作是實時的。系統(tǒng)首次上電工作，需要進行一些手動設置，LED燈ID段碼設置、分時電價設置、調(diào)光比例上下限設置、功率代碼設置，LED燈類型代碼設置等；應該注意的是有關(guān)時間、用電量、計費等數(shù)據(jù)的計算，如下
W=P*H
H=(Toff-Ton)/60
E=P*H*Up
P =LED燈功率，單位W(瓦特);Ton: LED燈開燈時刻，單位年月日時分秒；
Toff: LED燈關(guān)燈時刻；單位年月日時分秒 H:LED燈工作時間；單位分鐘；
Up:電費單價可分時設定，單位元/度* (時段)；
W用電量，單位KWh(度)；
E:電費，單位元；
圖5為載波集中控制器5的工作程序流程圖，主機9發(fā)出的指令以中斷方式接入程序，在沒有主機指令時，載波集中控制器將輪詢采集設定ID段的LED燈狀態(tài)，并將每盞LED燈 的反饋數(shù)據(jù)編譯成485協(xié)議數(shù)據(jù)，實時發(fā)送主機9進行計時處理；對于發(fā)送輪詢信號沒有回應的LED燈，重復三次詢問，仍無應答的，程序視為關(guān)燈狀態(tài)，送關(guān)燈狀態(tài)數(shù)據(jù)到主機9進行及時處理；當用戶指令到來時，將觸發(fā)程序中斷，程序譯碼后得到指令類型，共有四種指令類型，分別是查看單個LED燈功率指令、對I個或多個LED燈實時調(diào)光、關(guān)閉/打開指定的LED燈(I個或多個)、首次上電ID段號；接收到的ID段號，會被放在存儲器中，這個號段就是載波集中控制器實施輪詢操作的LED燈ID號地址段；但接收到要對LED燈進行調(diào)光、開關(guān)燈操作的指令時，程序首先轉(zhuǎn)譯對應指令的載波數(shù)據(jù)，并指定端口輸出載波數(shù)據(jù)；當接收到LED燈具載波驅(qū)動電源2發(fā)來的應答或處理信號數(shù)據(jù)，載波集中控制器5編譯對應數(shù)據(jù)上傳主機9。載波集中控制器程序按照指令不同實時對應操作，并上傳處理數(shù)據(jù)給主機9。圖6為本實施例載波驅(qū)動電源的工作程序流程圖，上電自檢后，程序處于等待狀態(tài)，當截獲載波數(shù)據(jù)后程序首先進行指令關(guān)系識別，判斷這條指令是否與自己有關(guān)系，無關(guān)就廢棄指令，繼續(xù)進入等待狀態(tài)；指令與己有關(guān)，立即進行指令譯碼，指令類型有呼叫指令、查看功率指令、關(guān)閉/打開指定的LED燈(I個或多個)指令、對I個或多個LED燈實時調(diào)光指令；收到呼叫指令或查看功率指令，程序調(diào)用指定狀態(tài)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)譯為載波數(shù)據(jù)，輸出到端口 ；收到開關(guān)燈指令，對相應輸出端口進行操作，并鎖存，在下一個開關(guān)燈指令未到來之前，不再進行該端口操作，始終保持一種狀態(tài)；當收到調(diào)光指令后，將接收到的調(diào)光比例數(shù)值存入暫存器中，調(diào)光比例數(shù)值，在這里被編譯為PWM脈寬調(diào)制信號的占空比值，這個數(shù)值將被寫入載波驅(qū)動電源微控制器MCU15的輸出暫態(tài)寄存器中，對應I/O端口將按此占空比輸出脈寬調(diào)制波形給恒流驅(qū)動電路的DIRVER IC使能EN引腳21 ;當執(zhí)行完開關(guān)燈指令或調(diào)光指令后，程序調(diào)用指定操作完畢數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)譯為載波數(shù)據(jù)，輸出到端口。綜上所述，系統(tǒng)完全可以實現(xiàn)遠程遙控單個燈具狀態(tài)、控制LED燈開關(guān)、對LED燈輸出功率的調(diào)整、提供節(jié)能量化數(shù)據(jù)、核算LED燈用電量合計電費的功能。按照發(fā)明內(nèi)容進行了樣機試制，載波驅(qū)動電源微控制器選用Microchip的PIC16F1947，恒流驅(qū)動芯片使用恒流驅(qū)動IC是SILERGY的SY5800，LED模組由3顆IW大功率白光顆粒組成，LED燈珠選擇EVERLIGHT的ELSW-J3ICl-OVPGS-C6500，燈具類型MR16-LED,載波驅(qū)動電源外置。在傳統(tǒng)燈具改造項目中，替換白熾燈MR16，將老式低壓MR16的電子變壓器拆除，在MR16-LED燈具內(nèi)置整流橋，安裝時無需進行正負極檢查校驗。MR16-LED載波驅(qū)動電源外置的優(yōu)點是，拆除原有電子變壓器采用市電高壓直接進載波驅(qū)動電源，省去老式電子變壓器損耗，更有利于節(jié)能；載波驅(qū)動電源與LED燈體分離，相互熱量影響小，對兩者的運行穩(wěn)定性、使用壽命都有提升。基本設計定義ASK載波調(diào)制解調(diào)模式，載波中心頻率450KHZ，帶寬±5KHz ；LED燈模組恒定電流O. 32A±5%、電壓9 10. 8VDC ;載波驅(qū)動電源效率81%，LED燈輸入功率
4.0±0· 3W ；
實測安裝點頻譜(連續(xù)監(jiān)測48小時)，臺變側(cè)數(shù)據(jù)集中控制器最佳選頻范圍440-460KHZ,遠端節(jié)點最遠距離500米，最佳選頻330_470Hz，確定載波中心頻點450KHz，帶寬±5KHz。中心頻點最遠端信號最大衰減_57dB，線路阻抗10. 7 745. 3 Ω，調(diào)制接入率禹合器輸出阻抗10 Ω。單燈最遠端測試I. IKm (線路距離)，接收靈敏度10mV。容量測試狀態(tài)LED燈節(jié)點共8430只，數(shù)據(jù)集中控制器一臺，電腦主機I臺，布控LED燈點為某酒店3層-8層樓面頂棚燈，與負一樓數(shù)據(jù)集中器最遠端距離約500米，實驗測的輪詢時間196秒。
上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，它包括燈具端和信號控制端兩部分以及三相四線電網(wǎng)，燈具端包括LED燈、載波驅(qū)動電源以及用來控制電源通斷的開關(guān)，所述載波驅(qū)動電源包括LED燈驅(qū)動電源電路和載波信號處理電路，信號控制端包括數(shù)據(jù)集中控制器與主機，數(shù)據(jù)集中控制器通過三相四線電網(wǎng)與燈具端相連，數(shù)據(jù)集中控制器與主機相連并受主機控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述LED燈驅(qū)動電路包括電磁兼容電路、輸入電流檢測電路、電流驅(qū)動電路、電源管理單元、電網(wǎng)電壓過零檢測電路，三相四線電網(wǎng)上的交流電經(jīng)輸入電流檢測電路檢測后再接入電磁兼容電路進行EMI處理，電流驅(qū)動電路將經(jīng)EMI處理后的市電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動LED燈工作的電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，載波信號處理電路包括載波信號耦合電路、載波信號發(fā)射驅(qū)動電路、載波信號接收電路、載波接受信號放大解調(diào)電路、載波信號控制微處理器電路，電網(wǎng)載波信號依次通過載波信號耦合電 路、載波信號接收電路、載波信號放大解調(diào)電路，然后被送到載波信號控制微處理器電路進行處理，載波信號控制微處理器電路所發(fā)出數(shù)據(jù)信號經(jīng)載波信號發(fā)射驅(qū)動電路進行調(diào)制， 調(diào)制好的信號經(jīng)載波信號耦合電路傳送電網(wǎng)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，電源管理單元輸出三個電壓信號分別給電流驅(qū)動電路中的DIRVER 1C、載波信號控制微處理器電路的MCU、載波信號稱合電路供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)集中控制器包括三相耦合電路、載波信號接收電路、載波放大解調(diào)電路、微處理器，由載波驅(qū)動電源發(fā)出的載波信號經(jīng)由電網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)集中控制器，載波信號經(jīng)由三相耦合電路傳送到載波信號接收電路，再經(jīng)過載波放大解調(diào)電路轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)信號再送只微處理器進行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)集中控制器中還設有載波信號發(fā)射驅(qū)動電路，與數(shù)據(jù)集中控制器相連的主機可發(fā)出操作信號，所述操作信號發(fā)給數(shù)據(jù)集中控制器的微處理器并由微處理器轉(zhuǎn)換成載波數(shù)據(jù)，所述載波數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)信號經(jīng)載波信號發(fā)射驅(qū)動電路進行調(diào)制，調(diào)制好的信號經(jīng)載波信號耦合電路傳送電網(wǎng)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)集中控制器上設有電網(wǎng)端口，用于數(shù)據(jù)集中控制器與三相四線電網(wǎng)間的連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)集中控制器上設有主機端口，所述主機上設有主機連接端口，兩端口用于數(shù)據(jù)集中控制器與主機的數(shù)據(jù)傳輸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能化LED照明載波遠程驅(qū)動控制系統(tǒng)，它包括燈具端和信號控制端兩部分以及三相四線電網(wǎng)，燈具端包括LED燈、載波驅(qū)動電源以及用來控制電源通斷的開關(guān)，所述載波驅(qū)動電源包括LED燈驅(qū)動電源電路和載波信號處理電路，信號控制端包括數(shù)據(jù)集中控制器與主機，數(shù)據(jù)集中控制器通過三相四線電網(wǎng)與燈具端相連，數(shù)據(jù)集中控制器與主機相連并受主機控制。本發(fā)明可以實現(xiàn)遠程遙控單個或多個燈具狀態(tài)、控制LED燈開關(guān)、對LED燈輸出功率的調(diào)整、提供節(jié)能量化數(shù)據(jù)、核算LED燈用電量合計電費的功能。
文檔編號H05B37/02GK102724791SQ20121013205
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者曹健南, 董少華 申請人:蘇州凱麒電子科技有限公司, 蘇州工業(yè)園區(qū)和昕國際新能源有限公司