一種led燈集中供電模式的通信方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出的LED燈集中供電模式的通信方法及裝置，在保證可靠性的前提下，以最簡(jiǎn)潔的窄帶通信方法實(shí)現(xiàn)LED燈集中供電系統(tǒng)中電源即主控方與各個(gè)LED燈即副方之間的雙向半工通信；LED電源系統(tǒng)上電后，主控方/被控方按照既定的通信規(guī)則自動(dòng)進(jìn)行通信，用數(shù)字脈沖序列的形式將各自的數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方。同時(shí)，由于所用器件較少降低了成本的費(fèi)用。如每個(gè)電源的負(fù)載最多按50個(gè)燈具計(jì)算，采用本發(fā)明提出的高可靠通行方式，30秒鐘內(nèi)完全可巡視一遍。即采用這種可靠性要求高、信息量小的通信方法實(shí)現(xiàn)其高可靠性和低成本。采用集中供電模式的通信方法，既可實(shí)現(xiàn)電源到燈具間的同步，也可實(shí)現(xiàn)在同一供電網(wǎng)中不同電源間的同步。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集中供電的LED照明系統(tǒng)的電源與末端LED燈具之間通訊的方法及裝置，尤其是一種大功率電壓源與多個(gè)末端LED燈具之間采用窄帶高可靠信息交換的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，LED照明屬于綠色照明，受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。然而，由于LED燈是冷光源，沒(méi)有熱輻射，全靠燈體散出，往往會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力超標(biāo)的現(xiàn)象，不僅會(huì)影響LED燈使用壽命，而且也會(huì)降低其可靠性。一種電源與燈具分離的新型供電方法被提出來(lái)。它解決了電源與燈具的“互烤”問(wèn)題，明顯提高了使用壽命。
[0003]然而，由于“一個(gè)電源負(fù)載多個(gè)燈具”的連接法使得負(fù)載均衡問(wèn)題、故障識(shí)別問(wèn)題被提了出來(lái)——需要實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)燈運(yùn)行信息并能單獨(dú)控制，必須建立雙向通信系統(tǒng)。目前，實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信”的成熟方法很多，諸如基于物聯(lián)網(wǎng)路燈監(jiān)控系統(tǒng)、基于GPRS/CDMA/3G路燈控制器等，也有成熟的IC芯片供選擇。
[0004]參閱圖1、圖2，在文獻(xiàn)《LED直流集中供電系統(tǒng)的通信及調(diào)光控制研究》(華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012年)中公開(kāi)了一種基于ZigBee通信原理的Cynet射頻網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信方式，是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)多跳頻無(wú)線(xiàn)射頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在其文獻(xiàn)公開(kāi)的另一種方式是電力載波通信方式，該方式使用專(zhuān)用的電力載波調(diào)制解調(diào)器將高頻信號(hào)從電力線(xiàn)上分離出來(lái)，電力線(xiàn)上的信號(hào)經(jīng)耦合接收電路進(jìn)入控制芯片進(jìn)行解擴(kuò)處理，芯片的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大和整形濾波電路傳輸給LED。
[0005]根據(jù)目前城市照明標(biāo)準(zhǔn)要求，這兩種方式都有可取之處，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本也較高，且并未在如下問(wèn)題上得到很好解決:
[0006](I)可靠性問(wèn)題
[0007]集中供電模式的電源可以帶30?50個(gè)單燈，最遠(yuǎn)距離可達(dá)300米，電磁環(huán)境復(fù)雜、路途損耗大，普通通信方法難以適應(yīng)這種惡劣環(huán)境；若采用隔離、放大等技術(shù)難度較大方法，則使得通信系統(tǒng)復(fù)雜、成本高，難以推廣普及。
[0008]( 2 )實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題
[0009]專(zhuān)門(mén)為集中供電提供通信服務(wù)的通信技術(shù)要求通信方法可靠性很高，但傳送的信息量有限，因之有較大的降低成本的空間。這種特定的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想應(yīng)該是以滿(mǎn)足系統(tǒng)要求為出發(fā)點(diǎn)，盡量提高可靠性，通信帶寬的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足傳輸要求即可。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置，以最簡(jiǎn)潔的窄帶通信方法實(shí)現(xiàn)LED燈集中供電系統(tǒng)中電源即主控方與各個(gè)LED燈即被控方之間的雙向半工通信，實(shí)現(xiàn)高可靠性和低成本。
[0011]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:包括主控方雙向可控硅光耦發(fā)送電路/接收電路、被控方雙向可控硅光耦發(fā)送電路/接收電路、同步脈沖發(fā)生電路，用于主控方/被控方通信數(shù)據(jù)由識(shí)別位、命令字、一般狀態(tài)字、溫度狀態(tài)字以及結(jié)束位組成，LED電源系統(tǒng)上電后，主控方/被控方按照既定的通信數(shù)據(jù)格式自動(dòng)進(jìn)行通信，用數(shù)字脈沖序列的形式將各自的數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方；
[0012]首先由主控方發(fā)送設(shè)置/詢(xún)問(wèn)命令，被控方單片機(jī)在接收到信息20毫秒后反饋當(dāng)前各項(xiàng)運(yùn)行狀況參數(shù)，主動(dòng)方單片機(jī)根據(jù)收集到的燈具運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)確定下一步對(duì)該燈具的控制；20毫秒后主控方再次發(fā)送設(shè)置/詢(xún)問(wèn)命令，依次循環(huán)；
[0013]主控方發(fā)送完后等待接收時(shí)間超過(guò)100毫秒，仍未接收到被控方應(yīng)答信號(hào)則再次發(fā)送當(dāng)前的命令，如果連續(xù)3次均未收到被控方的應(yīng)答或應(yīng)答錯(cuò)誤，則認(rèn)為被控方出錯(cuò)并報(bào)警；
[0014]若被控方的燈具未接收到主控方電源的信號(hào)時(shí)，則進(jìn)入等待狀態(tài)，除非自身的故障報(bào)警，否則將一直不發(fā)送信號(hào)，判斷一次通信開(kāi)始的依據(jù)是開(kāi)始位，而判斷一次通信結(jié)束的依據(jù)是結(jié)束位。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明提出的LED燈集中供電模式的通信方法及裝置，在保證可靠性的前提下，以最簡(jiǎn)潔的窄帶通信方法實(shí)現(xiàn)LED燈集中供電系統(tǒng)中電源即主控方與各個(gè)LED燈即副方之間的雙向半工通信，LED電源系統(tǒng)上電后，主控方/被控方按照既定的通信規(guī)則自動(dòng)進(jìn)行通信，用數(shù)字脈沖序列的形式將各自的數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方。同時(shí)，由于所用器件較少降低了成本的費(fèi)用。如每個(gè)電源的負(fù)載最多按50個(gè)燈具計(jì)算，采用本發(fā)明提出的高可靠通信方式，30秒鐘內(nèi)完全可巡視一遍。即采用這種可靠性要求高、信息量小的通信方法實(shí)現(xiàn)其高可靠性和低成本。采用集中供電模式的通信方法，既可實(shí)現(xiàn)電源到燈具間的同步，也可實(shí)現(xiàn)在同一供電網(wǎng)中不同電源間的同步。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]圖1為【背景技術(shù)】中的ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)工作示意圖。
[0019]圖2為【背景技術(shù)】中的電力載波通信模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3為雙向半工通信回路原理圖。
[0021]圖4為通信數(shù)據(jù)命令字格式。
[0022]圖5為通信數(shù)據(jù)一般狀態(tài)字格式。
[0023]圖6為通信數(shù)據(jù)溫度狀態(tài)字格式。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)施例是一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置。
[0025]參閱圖3-圖6，實(shí)現(xiàn)大功率電壓源到多個(gè)遠(yuǎn)程LED燈具之間通信的數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括主控方雙向可控硅光耦發(fā)送電路/接收電路，即置于電壓源內(nèi)部分，被控方雙向可控硅光耦發(fā)送電路/接收電路，即置于每個(gè)燈具內(nèi)部分和同步脈沖發(fā)生電路。
[0026]主控方雙向可控硅光耦發(fā)送電路由主控方單片機(jī)的I/O端口和可控硅光耦RCl組成，接收電路由主控方單片機(jī)的I/o端口和可控娃光I禹RC2組成；被控方雙向可控娃光I禹發(fā)送電路由被控方單片機(jī)的I/O端口和可控硅光耦PC2組成，接收電路由被控方單片機(jī)的I/O端口和可控硅光耦PCl組成。
[0027]當(dāng)主控方單片機(jī)端口發(fā)送低電平時(shí)，可控硅光耦RCl導(dǎo)通，通信回路閉合，被控方可控硅光耦PCl導(dǎo)通，單片機(jī)接收到的信號(hào)為高電平；當(dāng)主控方單片機(jī)端口發(fā)送高電平時(shí)，可控硅光耦RCl截止，通信回路截止，被控方可控硅光耦PCl截止，單片機(jī)接收到的信號(hào)為低電平。
[0028]同理，若被控方單片機(jī)發(fā)送高電平，通信回路截止，主控方單片機(jī)接收到的是高電平，若被控方單片機(jī)發(fā)送低電平，通信回路閉合，主控方單片機(jī)接收到的是低電平。
[0029]同步脈沖發(fā)生電路使用50Hz交流電的過(guò)零點(diǎn)為碼元的同步脈沖序列，單碼元時(shí)寬為0.1ms，周期為10ms，占空比為I %。發(fā)送或接收信號(hào)均同步于該同步脈沖，即每IOms發(fā)送或接收一位信息，電源和一個(gè)燈具的通信時(shí)間約為0.68?1.14秒，對(duì)于30個(gè)燈具的供電系統(tǒng)，完成全系統(tǒng)的巡查不超過(guò)30秒鐘。
[0030]用于主控方/被控方通信數(shù)據(jù)由識(shí)別位為I字節(jié)、命令字為I字節(jié)、一般狀態(tài)字為
2字節(jié)、溫度狀態(tài)字為I字節(jié)、以及結(jié)束位為I字節(jié)組成。主控方識(shí)別位為FFH，結(jié)束位為85H ;被控方識(shí)別位為7AH，結(jié)束位為0ΑΗ。
[0031]LED電源系統(tǒng)上電后，主控方/被控方按照既定的通信規(guī)則自動(dòng)進(jìn)行通信，用數(shù)字脈沖序列的形式將各自的數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方。
[0032]首先由主控方發(fā)送設(shè)置/詢(xún)問(wèn)命令，被控方單片機(jī)在接收到信息20毫秒后反饋當(dāng)前各項(xiàng)運(yùn)行狀況參數(shù)，主動(dòng)方單片機(jī)根據(jù)收集到的燈具運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)確定下一步對(duì)該燈具的控制。20毫秒后主控方再次發(fā)送設(shè)置/詢(xún)問(wèn)命令，依次循環(huán)。
[0033]當(dāng)主控方發(fā)送完之后等待接收，如超過(guò)100毫秒仍未接收到被控方應(yīng)答信號(hào)則再次發(fā)送當(dāng)前的命令。如果連續(xù)3次均未收到被控方的應(yīng)答或應(yīng)答錯(cuò)誤，則認(rèn)為被控方出錯(cuò)并報(bào)警。
[0034]若被控方的燈具未接收到主控方電源的信號(hào)時(shí)，則進(jìn)入等待狀態(tài)，除非自身的故障報(bào)警，否則將一直不發(fā)送信號(hào)。判斷一次通信開(kāi)始的依據(jù)是“開(kāi)始位”，而判斷一次通信結(jié)束的依據(jù)是“結(jié)束位”。
[0035]采用該通信方法，既可以實(shí)現(xiàn)電源到燈具間的同步，也可以實(shí)現(xiàn)在同一供電網(wǎng)中不同電源間的同步。
【權(quán)利要求】
1.一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置，其特征在于:包括主控方雙向可控硅光耦發(fā)送電路/接收電路、被控方雙向可控硅光耦發(fā)送電路/接收電路、同步脈沖發(fā)生電路，用于主控方/被控方通信數(shù)據(jù)由識(shí)別位、命令字、一般狀態(tài)字、溫度狀態(tài)字以及結(jié)束位組成，LED電源系統(tǒng)上電后，主控方/被控方按照既定的通信數(shù)據(jù)格式自動(dòng)進(jìn)行通信，用數(shù)字脈沖序列的形式將各自的數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方； 首先由主控方發(fā)送設(shè)置/詢(xún)問(wèn)命令，被控方單片機(jī)在接收到信息20毫秒后反饋當(dāng)前各項(xiàng)運(yùn)行狀況參數(shù)，主動(dòng)方單片機(jī)根據(jù)收集到的燈具運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)確定下一步對(duì)該燈具的控制；20毫秒后主控方再次發(fā)送設(shè)置/詢(xún)問(wèn)命令，依次循環(huán)；主控方發(fā)送完后等待接收時(shí)間超過(guò)100毫秒，仍未接收到被控方應(yīng)答信號(hào)則再次發(fā)送當(dāng)前的命令，如果連續(xù)3次均未收到被控方的應(yīng)答或應(yīng)答錯(cuò)誤，則認(rèn)為被控方出錯(cuò)并報(bào)警；若被控方的燈具未接收到主控方電源的信號(hào)時(shí)，則進(jìn)入等待狀態(tài)，除非自身的故障報(bào)警，否則將一直不發(fā)送信號(hào)，判斷一次通信開(kāi)始的依據(jù)是開(kāi)始位，而判斷一次通信結(jié)束的依據(jù)是結(jié)束位。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103747588SQ201410018400
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】羊彥, 張紅玲, 景占榮 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)