韩立成,　章　回,　王永庆

(1.南京汉德森科技股份有限公司, 江苏 南京　211100;2.南京出入境检验检疫局, 江苏 南京　211100)

基于2.4 GHz无线通信的智能照明控制系统

韩立成1,章回2,王永庆1

(1.南京汉德森科技股份有限公司, 江苏 南京211100;2.南京出入境检验检疫局, 江苏 南京211100)

摘要：阐述了一种基于2.4 GHz无线通信的智能照明控制系统,结合高效率智能驱动电源,以主动及自感应数字控制方式对LED照明产品进行控制,可以使LED照明产品在最优的亮度/色度下工作,得到最佳的照明效果和最高的节能效率,可应用于智能家居及商业办公照明领域。

关键词：2.4 GHz无线通信; 智能控制系统; LED照明; 电源方案

0引言

目前,大多数应用领域对LED照明技术的使用还是处于粗糙、简单的应用阶段,没有精确的控制和管理。为充分发挥LED照明技术的节能和灵活性优势,将LED照明技术与数字电子技术集成,实现具有智能控制和管理功能的数字光源,预计可以在LED灯具本身节能的基础上再节能30%[1-3]。

智能家居控制系统是智能家居的核心,是智能家居控制功能实现的基础。灯光的智能控制又是智能家居控制系统的重要一环。本文阐述了一种基于2.4 GHz无线通信的智能照明控制系统,采用智能手机+网关+2.4 GHz无线通信模块+ LED平板灯(含驱动)来实现调光和调色,提供一种智能家居灯光控制的实现方式,供需要的用户选择。

1基于2.4 GHz无线模块的智能照明控制架构

基于2.4 GHz无线模块的智能照明控制架构如图1所示。搭建一种实现该控制技术的平台,一旦比较适合,可以再推广到其他灯具,而不仅限于平板灯。基于2.4 GHz无线模块的控制架构由智能网关与节点设备组成。智能网关的外网接口已支持WiFi接入,实现手机、路由器、平板电脑等对内部网络设备的访问与控制。节点通过外设接口快速地对现有电子产品赋予智能网络特性。

内部网络采用2.4 GHz无线通信协议进行组网通信:① 双向通信,既可控制设备,也可以对设备状态进行实时回读;② 自动组网,扫描模式,节点一键入网,网关一键加入路由器;③ 独立地址,所有设备独立可寻址,可自由分组;④ 通信安全,多重保护机制。

图1　基于2.4 GHz无线模块的智能照明控制架构

本文采用高集成度控制芯片OB612X,配备高性能的处理器内核,并提供ADC、PWM、GPIO、定时器等用于各类传感器与人机界面相连,同时具备2.4 GHz无线通信功能,适用于物联网领域节点的连接。

22.4 GHz无线模块与LED灯的接口

2.4 GHz无线模块尺寸如图2所示。接口定义如表1所示。

图2　2.4 GHz无线模块尺寸

序号符号定义功能说明1GND地2UCC供电电源2.0～3.6V3I/OADC/10bitPWM/16bitPWM(定时器)/GPIO4I/OADC/10bitPWM/16bitPWM(定时器)/GPIO5I/OADC/GPIO6I/O10bitPWM/16bitPWM(定时器)/GPIO

注:16 bit PWM复用同一个定时器实现。

3APP软件操作

(1) 打开APP,注册帐号。

(2) 添加网关到路由器。

① 开启手机WiFi功能,连上路由器。

② 网关上电,待红灯亮后,长按网关中间按钮超过5 s,进入配置状态,网关红色LED闪烁。

③ 点击APP控制页面下方“添加设备”图标,输入路由器密码,点击连接后,网关LED先红色闪烁(智能联网),中间熄灭(重启),再蓝色常亮(表示网关已连上路由器)。

④ APP自动跳到主控页面。

(3) 在网关上添加LED灯。

① 方法一:APP控制添加,网关LED灯呈蓝色闪烁,等待LED灯加入。

② 方法二:网关按键控制添加(限于调试),连续轻触网关中间按键2次,LED呈蓝色闪烁,等待LED灯加入。配置过程中,网关LED灯快速闪烁后进入常亮状态。

(4) 选择相应LED灯后进行控制。

LED灯控制如图3所示。

图3　LED灯控制

(5) 定时设置,可实现单次或周定时开关功能。

4电源方案

调光调色应用方案如图4所示。采用Arbi调光技术实现指数调光曲线,兼容WiFi网关控制和遥控器控制,芯片OB3333实现全调光过程恒流控制,无电流过冲;芯片OBM6122C控制LED负载端MOS,实现色温调节。整机待机功耗低于0.3 W,全电压输入范围内功率因数大于0.9,启动时间小于0.5 s。

图4　调光调色应用方案

5结语

本文介绍了一种基于2.4 GHz无线通信的智能照明控制系统,以主动及自感应数字控制方式实现智能化LED照明(包括适用于智能家居的无线控制的天花灯、平板灯),结合集成2.4 GHz无线模块的高效率驱动电源,可应用于智能家居及商业办公照明领域。

[1]LED照明控制系统标准化综述:CSA/TR 001—2014[S].

[2]闫展坤.智能照明控制系统研究[D].杭州:浙江大学,2013.

[3]刘蕴.LED智能照明控制系统的研究与设计[D].西安:陕西科技大学,2013.

Intelligent Lighting Control System Based on 2.4 GHz Wireless Communication

HAN Licheng1,ZHANG Hui2,WANG Yongqing1

(1.Nanjing Handson Co., Ltd., Nanjing 211100, China; 2.Nanjing Entry Exit Inspection and Quarantine Bureau, Nanjing 211100, China)

Abstract：This paper elaborated an intelligent lighting control system based on 2.4 GHz wireless communication,which combined with the intelligent drive power supply with high efficiency.The intelligent lighting controls the LED lighting products system in an active way and self-induction digital control modes,which makes the LED lighting products operate under the optimal brightness/chromaticity in order to obtain the best lighting effect and the highest energy efficiency.It can be applied to the lighting fields of intelligent household and commercial office.

Key words:2.4 GHz wireless communication; intelligent control system; LED lighting; source scheme

中图分类号：TU 855

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2016)05-0041-03

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.05.011

收稿日期：2016-03-15

章回(1977—),男,工程师,从事进出口机电产品检验监管和风险评估方面的工作。

王永庆(1971—),男,高级工程师,从事LED智能照明系统法规方面的工作。