一種智能照明系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能照明系統,其包括智能手機(1)、智能網關(2)、帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述智能網關(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)發送的信息且解析之后通過串口打包發送給ZigBee模塊(23)，所述ZigBee模塊(23)通過解析數據之后，打包數據發送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)執行相應的控制。本實用新型控制照明更加方便快捷，實現了智能手機對多個燈具的開關、亮度調節的控制。
【專利說明】
一種智能照明系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及照明技術領域，特別涉及一種智能照明系統。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市化水平的不斷提高，在燈光控制領域，人們已經不能滿足于單純的提供亮度這一功能，而是面向系統控制方式的靈活、高效和視覺上的美感發展。顯然，傳統的燈光控制系統已經不能滿足現代化的控制需求。在工作與日常生活中照明設備是不可或缺的，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，照明設備的控制系統，一直是樓宇控制系統中非常重要的一部分。社會的進步，人們生活品質的追求越來越高，對于控制燈光的方式不在滿足于傳統的簡單控制，一種是手動控制，即利用在照明設備的回路中配置開關元件或者調光元件，或是兩者結合，對照明設備的開關與亮度進行控制，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，實現簡單的遙控功能，也不能并入互聯網，實現遠距離的手持終端的控制。
[0003]有鑒于此，特提出本實用新型，以改正上述現有技術的不足之處。
【實用新型內容】
[0004]針對上述現有技術，本實用新型要解決的技術問題是提供一種智能照明系統，該系統控制照明更加方便快捷，實現了智能手機對多個燈具的開關、亮度調節的控制。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種智能照明系統，其包括智能手機、智能網關、帶有ZigBee模塊的LED燈泡，所述智能網關包括電源模塊、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送的信息且解析之后通過串口打包發送給ZigBee模塊，所述ZigBee模塊通過解析數據之后，打包數據發送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡執行相應的控制。
[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，其包括穩壓器UlO、保險絲FUSE、電容Cl至C5，所述穩壓器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燈泡的數量為2個以上。
[0008]相較于現有技術，本實用新型采用W1-FI模塊接收智能手機發送的信息且解析之后通過串口打包發送給ZigBee模塊，ZigBee模塊通過解析數據之后，打包數據發送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡，帶有ZigBee模塊的LED燈泡執行相應的控制。本實用新型控制照明更加方便快捷，實現了智能手機對多個燈具的開關、亮度調節的控制。
【附圖說明】

[0009]圖1是本實用新型的原理結構框圖；
[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—智能網關；
[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，其包括智能手機1、智能網關2、帶有ZigBee模塊的LED燈泡3，所述智能網關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發送的信息且解析之后通過串口打包發送給ZigBee模塊23，所述ZigBee模塊23通過解析數據之后，打包數據發送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡3，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡3執行相應的控制。
[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，其包括穩壓器U10、保險絲FUSE、電容Cl至C5，所述穩壓器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的數量為2個以上。
[0023]本實用新型的智能照明系統以智能網關2為中心，智能手機I為網絡節點，帶有ZigBee模塊的LED燈泡3為受控節點，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被控節點同時在線的智能照明系統。該系統通信質量高，應用范圍廣。系統中使用ZigBee無線通信協議和W1-Fi技術，將處于ZigBee網絡中的LED燈泡節點擴展到了 W1-Fi局域網中，從而實現手持智能手機的控制。本系統包括智能手機I終?而、板載W1-Fil^塊和ZigBee模塊組成的智能網關2、載有ZigBee模塊的LED燈泡3組成。用戶能夠在有局域網W1-Fi 的地方，通過智能手機 I 運行的系統配套 ΑΡΡ， 就能夠輕松快捷 ，隨心所欲的控制室內的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燈泡節點的狀態。本系統方便用戶進行控制，提高了用戶的生活質量。
[0024]智能網關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網絡中的LED燈泡節點能夠受控于處于W1-Fi網絡中的智能手機I，方便用戶使用與控制。W1-Fi模塊22主要負責接收智能手機I發送的消息，解析之后通過串口打包發送給ZigBee模塊23，ZigBee模塊23通過解析數據之后，打包數據發送給相應的帶有ZigBee模塊的LED燈泡3節點，執行相應的控制。
[0025]智能網關2的硬件設計中，W1-Fi模塊22使用的是MTK公司研發生產的芯片MT7681。該芯片是一款高度集成的W1-Fi的SOC(片上系統)的單芯片，提供GP1和PffM智能控制，以及UART，SPI和設備通信的I2C接口，采用UIP TCP/IP協議棧，支持Smart Connect1n，只要針對如燈泡、門鎖等小型設備，最高工作頻率40MHz。
[0026]ZigBee模塊23使用的是NXP公司研發生產的JN5168。該模塊帶有32-bit RISCCPU，高達32MIPS的執行速度。可支持多個網絡堆棧，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]智能網關2由外部5v的直流電源供電，而智能網關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線性穩壓器轉換成3.3v的直流電源，從而讓模塊正常工作。
[0028]工作流程:
[0029]1.開啟智能網關
[0030]為了使智能網關2能夠在不同的局域網W1-Fi下都能使用，所以要求智能網關2具備清除網絡數據的功能，進入初始化網絡配置狀態。我們將智能網關2置于存在W1-Fi信號覆蓋的范圍內，給智能網關2上電，如果電源指示燈只是閃亮一下，就表明智能網關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，則表明智能網關2已進入網絡配置初始化狀態，等待智能手機I的網絡配置。當智能網關2配置好以后，相當于在ZigBee網絡和W1-Fi網絡之間建立了一座橋梁，讓兩種網絡能夠進行交互。
[0031]2.開啟LED燈泡節點
[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節點還沒有處于任何ZigBee網絡中，需要加入由智能網關2的ZigBee模塊(協調器)創建的ZigBee網絡，一旦加入ZigBee網絡后，重啟該節點，則不會出現閃亮狀態。直接就是常亮狀態。
[0033]本實用新型相對于現有技術的有益效果:
[0034]1.網絡容量大:ZigBee研發了很多種網絡拓撲結構，若干個子節點被一個主節點管理，一個主節點管理子節點的上限是254個，主節點還可以由上一層的網絡節點來管理，整個ZigBee網絡最多可支持65000個節點；
[0035]2.免執照頻段:在工業科學醫療(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的有效數據傳輸覆蓋范圍，但也可以將范圍擴大到I?3km，前提是增加RF發射功率，這只是相鄰節點之間的距離，如果再通過路由器和節點之間通信的接力，ZigBee網絡的數據傳輸范圍可以達到更遠；
[0037]4.省電:支持節點長達6個月到2年的使用時間只需要兩節五號電池，省電；
[0038]5.低速率:ZigBee技術分別提供了頻段在915MHZ時的40kbps和868MHz時的20kbps，以及250kbps(此時頻段為2.4GHz)的通信速率，三種原始數據的吞吐率，完全可以滿足低速率傳輸數據的應用需求；
[0039]6.時延短:通信時延短，優化了時延敏感的應用，從休眠狀態激活的時延也非常短，一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms，節點連接進人網絡只需30ms，時延短在一定程度上更進一步節省了電能；
[0040]7.高安全:加密算法采用通用的高級加密標準AES-128，ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能；
[0041 ] 8.可靠:碰撞避免機制在ZigBee技術中使用，同時預留了專用時隙在需要固定帶寬的通信業務中，避免發送數據時的沖突和競爭，自動動態組網的功能也存在于節點模塊之間，信息以自動路由的方式在整個ZigBee網絡中進行傳輸，從而保證了信息傳輸的可靠性。
[0042]本實用新型的優點在于，本實用新型采用W1-FI模塊接收智能手機發送的信息且解析之后通過串口打包發送給ZigBee模塊，ZigBee模塊通過解析數據之后，打包數據發送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡，帶有ZigBee模塊的LED燈泡執行相應的控制。本實用新型控制照明更加方便快捷，實現了智能手機對多個燈具的開關、亮度調節的控制。
[0043]以上內容是結合具體的優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領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種智能照明系統，其特征在于:包括智能手機(I)、智能網關(2)、帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述智能網關(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)發送的信息且解析之后通過串口打包發送給ZigBee模塊(23)，所述ZigBee模塊(23)通過解析數據之后，打包數據發送給帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)，所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)執行相應的控制。2.根據權利要求1所述的智能照明系統，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，其包括穩壓器U10、保險絲FUSE、電容Cl至C5，所述穩壓器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.根據權利要求1或2所述的智能照明系統，其特征在于:所述帶有ZigBee模塊的LED燈泡(3)的數量為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
【發明人】楊杰
【申請人】湖南科技學院