LED灯具和级联LED灯具的制作方法

led灯具和级联led灯具
技术领域
1.本发明属于物联网技术领域和照明装置技术领域，具体涉及一种灯具物联网接口、灯具物联网模块、级联调光灯具和灯具物联网系统。


背景技术：

2.成组的led灯具控制在现有技术中，通常是为单独的led灯具配备独立的无线网络接入能力，通过服务器和每个led灯具分别连接，来实现每个灯具的调光控制。
3.而在实际应用中，比如在农业工厂中的成组灯具的控制中，现有技术中的解决方案虽然能单独控制每个灯具的亮度和色度，但要单独超控每一个独立的led灯具是非常耗时耗力的工作；而且为每个灯具配制一个独立的无线网络接入能力也增加了led灯具的控制成本。
4.因此需要考虑能符合上述应用场景，且能低成本解决批量成组灯具的简单操控装置和方法。
5.名词解释：
6.led为英文light emitting diode的缩写，中文含义为发光二极管。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术成组灯具调控麻烦成本高的不足之处，提出了一种灯具物联网模块以及灯具物联网系统和灯具物联网连接方法以及级联led灯具。
8.本发明解决上述问题的技术方案是一种led灯具，包括灯具电源模块、灯具照明模块和灯具物联网模块；灯具电源模块包括低压电源模块和灯具供电模块；低压电源模块和灯具物联网模块电连接，低压电源模块，将外部输入电压转化低压电源为灯具物联网模块供电；灯具供电模块和灯具照明模块电连接，将外部输入电压转化为led灯具中灯具照明模块的用电电压，为灯具照明模块供电；led灯具通过灯具物联网模块同外部另一led灯具或控制装置电连接；灯具物联网模块中，包括pwm信号接收和放大模块、pwm信号分组模块和灯具控制模块；pwm信号接收和放大模块、pwm信号分组模块都与灯具电源模块中的低压电源模块电连接获取电能；pwm信号分组模块分与灯具控制模块电连接；灯具控制模块和灯具照明模块电连接；pwm信号接收和放大模块包括信号输入接口，信号输入接口与外部信号源电连接，接收外部输入的一组pwm信号；一组pwm信号中至少包括一路pwm信号；pwm信号接收和放大模块的输出端和pwm信号分组模块电连接，将外部输入的各pwm信号放大后输入至pwm信号分组模块；pwm信号分组模块将输入的各pwm信号都分为两路pwm信号；pwm信号分组模块输出的一路pwm信号通过信号输出接口向外输出；从pwm信号分组模块输出的另一路pwm信号传递至灯具控制模块，由灯具控制模块输出灯具控制信号。
9.灯具照明模块包括多个led灯条；各led灯条的两端分别与两个带槽框固定连接；灯具物联网模块固定在一侧的带槽框中；带槽框上还设置有框盖，框盖将灯具物联网模块
主体罩覆在带槽框中，使灯具物联网模块上的对外接口朝外。
10.灯具物联网模块上的对外接口包括信号输出接口和信号输入接口；灯具物联网模块上还设置有对内接口，对内接口包括电源接口和灯具控制接口；电源接口中包括低压电源正极端子和地端子，灯具控制接口包括传递pwm脉宽调制电流信号的dim亮度控制端子；灯具物联网模块通过电源接口和灯具电源模块电连接。
11.本发明解决上述问题的技术方案是一种级联led灯具，包括至少两个上述的led灯具；上级led灯具和下级led灯具之间通过led灯具内的灯具物联网模块级联；上级led灯具中的灯具物联网模块的信号输出接口和下级led灯具中的灯具物联网模块的信号输入接口电连接。
12.上级led灯具中的灯具物联网模块的信号输出接口和下级led灯具中的灯具物联网模块的信号输入接口通过直连信号线电连接；每组pwm信号中包括n个pwm信号，n为大于等于1小于等于8的自然数；接收信号接口和输出信号接口中包括n路直连信号线，分别对应于每一路pwm信号传递。
13.接收信号接口和输出信号接口均为rj45接口；上级led灯具中的灯具物联网模块的信号输出接口和下级led灯具中的灯具物联网模块的信号输入接口之间通过直连网线连接；rj45接口中八个信号端子中任意n个端子分别用作n个pwm信号的传输。
14.灯具物联网模块中，包括物联网主控制模块；物联网主控制模块与pwm信号接收和放大模块电连接；物联网主控制模块监控pwm信号接收和放大模块是否有接收到外部输入的pwm信号，并优先选择外部输入的pwm信号用作物联网模块的控制信号。
15.灯具物联网模块中，包括外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块；物联网主控制模块中还包括pwm信号发生子模块；物联网主控制模块分别与外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块电连接；当物联网主控制模块监控pwm信号接收和放大模块没有接收到外部输入的pwm信号，外部旋钮位置检测模块通过外部亮度控制旋钮的位置检测，获取外部输入的旋钮控制信号，并输入至物联网主控制模块；物联网主控制模块启动内部的pwm信号发生子模块产生与旋钮控制信号相应的pwm控制信号；该pwm控制信号经pwm信号放大模块后输入至pwm信号分组模块。
16.灯具物联网模块中，所述灯具控制模块是灯具亮度控制模块；pwm信号接收和放大模块接收外部输入的一路pwm信号；pwm信号接收和放大模块输出的一路pwm信号通过信号输出接口向下级物联网模块输出，用于下级物联网模块的灯具亮度控制。
17.灯具物联网模块中，所述灯具控制模块是灯具色温控制模块；pwm信号接收和放大模块接收外部输入的一组pwm信号；pwm信号接收和放大模块输出的一组pwm信号传递至灯具色温控制模块，由灯具色温控制模块输出一组灯具色温控制信号；pwm信号接收和放大模块输出的另一组pwm信号通过信号输出接口向下级物联网模块输出，用于下级物联网模块的色温控制。
18.在第一级led灯具的灯具物联网模块中，只设置有信号输出接口，不设置信号输入接口；在第一级led灯具的灯具物联网模块中，包括外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块；物联网主控制模块中还包括pwm信号发生子模块；联网主控制模块分别与外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块电连接；外部旋钮位置检测模块通过外部亮度控制旋钮的位置检测，获取外部输入的旋钮控制信号，并输入至物联网主控制模块；物联网主控制模块
启动内部的pwm信号发生子模块产生与旋钮控制信号相应的pwm控制信号；该pwm控制信号经pwm信号放大模块后输入至pwm信号分组模块。
19.级联led灯具还包括主控制盒，主控制盒和第一级led灯具中的灯具物联网模块电连接，主控制盒通过第一级led灯具中的第一级灯具物联网模块获得供电；同时主控制盒输出pwm信号至第一级led灯具中的灯具物联网模块，控制包括第一级led灯具之后的所有led灯具。
20.第一级led灯具的物联网模块上设置有上行控制接口；主控制盒上设置有主控制接口；上行控制接口和主控制接口均为rj45接口；上行控制接口和主控制接口之间通过直连网线连接；rj45接口中任意两个信号端子分别用作电源和地；rj45接口中任意一个信号端子用作pwm信号传输。
21.主控制盒包括无线网络模块，无线网络模块和外部无线设备通过无线电连接通讯，获取外部控制指令。
22.同现有技术相比较，本发明的有益效果是：1.在每级的led灯具中设置有灯具物联网模块，灯具物联网模块中又设置有pwm信号接收模块和下级pwm信号输出模块，能将本级led灯具的亮度控制信号依次传递到下一级led灯具，能方便地进行批量成组的led灯具的亮度控制，尤其是在植物工厂中的级联led灯具，避免了对每个单独led灯具操作的繁琐，能高效地批量化调整亮度；2.pwm信号接收和放大模块，以及单独的pwm信号能保证当级输出信号的驱动能力，也保证了pwm信号传递至下一级时候的驱动能力，使信号传输过程变得可靠性很高；3.外部旋钮位置检测模块和pwm信号发生模块的设置，使得灯具调节的方式多样化，既能通过灯具上的旋钮进行灯具亮度的调节，也能通过输入pwm信号的方式进行亮度调节；且当前级的亮度调控信号不仅用作当前led灯具的亮度调节，同时还用作后续各级led灯具的亮度调节；4.当外部输入有pwm控制信号时，优先选择该信号用作控制，保证了批量成组的led灯具的亮度控制的一致性；5.上级led灯具向下级led灯具的级联，只需传递一路pwm信号，信号传递方式简化，也使该传递能用通用的低成本网络接口和直连线就能完成灯具的级联组网，形成低成本高效率的级联灯具；6.主控制盒能从灯具中的灯具物联网模块获得供电，也免除了主控制盒复杂的充电管理，能在现场即插即用地接入任意一个节点进行后续灯具的管理；7.亮度控制时只设置一路pwm信号即可；在进行色温控制时，可以设置多路pwm信号，并利用同一接口向下传递该组pwm控制信号；8.每个灯具将灯具物联网模块集成在灯具中，并不需要独立设置外置的控制模块和电源。
附图说明
23.图1是led灯具实施例之一的示意框图；
24.图2是led灯具实施例的分解状态示意图之一；
25.图3是灯具物联网模块的示意图之一；
26.图4是灯具物联网模块的示意图之二；
27.图5是led灯具实施例的分解状态示意图之二；
28.图6是图5中g部分的局部放大图；
29.图7是包含有灯具物联网系统的级联led灯具的示意图；
30.图8是图7中f部分的局部放大图；
31.图9是灯具物联网模块的示意框图之一；
32.图10是灯具物联网模块和主控盒的连接示意图。
具体实施方式
33.以下结合各附图对本发明的实施方式做进一步详述。
34.如图1至图3以及图5所示的一种led灯具实施例中，包括灯具电源模块、灯具照明模块和灯具物联网模块；灯具电源模块包括低压电源模块和灯具供电模块；低压电源模块和灯具物联网模块电连接，低压电源模块，将外部输入电压转化低压电源为灯具物联网模块供电；灯具供电模块和灯具照明模块电连接，将外部输入电压转化为led灯具中灯具照明模块的用电电压，为灯具照明模块供电；led灯具通过灯具物联网模块同外部另一led灯具或控制装置电连接。低压电源模块和灯具物联网模块通过第一连接线11电连接；灯具供电模块和灯具照明模块通过第二连接线12电连接。灯具物联网模块能从灯具的电源获得供电，无需单独外置供电，方便使用。
35.如图2、图3和图5所示，灯具照明模块包括多个led灯条50；各led灯条50的两端分别与两个带槽框60固定连接；灯具物联网模块30固定在一侧的带槽框60中；带槽框上还设置有框盖65，框盖65将灯具物联网模块主体罩覆在带槽框60中，框盖65上设置有框盖孔652，使灯具物联网模块上的对外接口32穿越框盖孔652朝外。
36.如图2、图3和图5所示，灯具物联网模块上的对外接口32包括信号输出接口321和信号输入接口322；灯具物联网模块上还设置有对内接口333，对内接口包括电源接口和灯具控制接口；电源接口中包括低压电源正极端子331和地端子332，灯具控制接口包括传递pwm脉宽调制电流信号的dim亮度控制端子333；灯具物联网模块通过电源接口和灯具电源模块电连接。
37.如图9所示，灯具物联网模块中，包括pwm信号接收和放大模块、pwm信号分组模块和灯具控制模块；pwm信号接收和放大模块、pwm信号分组模块都与灯具电源模块中的低压电源模块电连接获取电能；pwm信号分组模块分与灯具控制模块电连接；灯具控制模块和灯具照明模块电连接；pwm信号接收和放大模块包括信号输入接口，信号输入接口与外部信号源电连接，接收外部输入的一组pwm信号；一组pwm信号中至少包括一路pwm信号；pwm信号接收和放大模块的输出端和pwm信号分组模块电连接，将外部输入的各pwm信号放大后输入至pwm信号分组模块；pwm信号分组模块将输入的各pwm信号都分为两路pwm信号；pwm信号分组模块输出的一路pwm信号通过信号输出接口向外输出；从pwm信号分组模块输出的另一路pwm信号传递至灯具控制模块，由灯具控制模块输出灯具控制信号。pwm信号放大能保证当级输出信号的驱动能力，且增加信号传输的距离；也保证了pwm信号传递至下一级时候的驱动能力，使信号传输过程变得可靠性很高。
38.如图9所示，灯具物联网模块中，包括物联网主控制模块；物联网主控制模块与pwm信号接收和放大模块电连接；物联网主控制模块监控pwm信号接收和放大模块是否有接收到外部输入的pwm信号，并优先选择外部输入的pwm信号用作物联网模块的控制信号。
39.如图7至图9所示，灯具物联网模块中，包括外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块；物联网主控制模块中还包括pwm信号发生子模块；物联网主控制模块分别与外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块电连接；当物联网主控制模块监控pwm信号接收和放大模
块没有接收到外部输入的pwm信号，外部旋钮位置检测模块通过外部亮度控制旋钮的位置检测，获取外部输入的旋钮控制信号，并输入至物联网主控制模块；物联网主控制模块启动内部的pwm信号发生子模块产生与旋钮控制信号相应的pwm控制信号；该pwm控制信号经pwm信号放大模块后输入至pwm信号分组模块。
40.外部旋钮位置检测模块和pwm信号发生模块的设置，使得灯具调节的方式多样化，既能通过灯具上的旋钮进行灯具亮度的调节，也能通过输入pwm信号的方式进行亮度调节。且当前级的亮度调控信号不仅用作当前led灯具的亮度调节，同时还用作后续各级led灯具的亮度调节。
41.在一些附图中没有显示的级联led灯具的灯具物联网模块中，所述灯具控制模块是灯具亮度控制模块；pwm信号接收和放大模块接收外部输入的一路pwm信号；pwm信号接收和放大模块输出的一路pwm信号通过信号输出接口向下级物联网模块输出，用于下级物联网模块的灯具亮度控制。
42.在一些附图中没有显示的级联led灯具的灯具物联网模块中，所述灯具控制模块是灯具色温控制模块；pwm信号接收和放大模块接收外部输入的一组pwm信号；pwm信号接收和放大模块输出的一组pwm信号传递至灯具色温控制模块，由灯具色温控制模块输出一组灯具色温控制信号；pwm信号接收和放大模块输出的另一组pwm信号通过信号输出接口向下级物联网模块输出，用于下级物联网模块的色温控制。
43.在一些附图中没有显示的级联led灯具中，在第一级led灯具的灯具物联网模块中，只设置有信号输出接口，不设置信号输入接口；在第一级led灯具的灯具物联网模块中，包括外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块；物联网主控制模块中还包括pwm信号发生子模块；联网主控制模块分别与外部旋钮位置检测模块和pwm信号放大模块电连接；外部旋钮位置检测模块通过外部亮度控制旋钮的位置检测，获取外部输入的旋钮控制信号，并输入至物联网主控制模块；物联网主控制模块启动内部的pwm信号发生子模块产生与旋钮控制信号相应的pwm控制信号；该pwm控制信号经pwm信号放大模块后输入至pwm信号分组模块。
44.如图7和图10所示，级联led灯具还包括主控制盒，主控制盒和第一级led灯具中的灯具物联网模块电连接，主控制盒通过第一级led灯具中的第一级灯具物联网模块获得供电；同时主控制盒输出pwm信号至第一级led灯具中的灯具物联网模块，控制包括第一级led灯具之后的所有led灯具。
45.如图7和图10所示，第一级led灯具的物联网模块上设置有上行控制接口；主控制盒上设置有主控制接口；上行控制接口和主控制接口均为rj45接口；上行控制接口和主控制接口之间通过直连网线连接；rj45接口中任意两个信号端子分别用作电源和地；rj45接口中任意一个信号端子用作pwm信号传输。主控制盒包括无线网络模块，无线网络模块和外部无线设备通过无线电连接通讯，获取外部控制指令。
46.主控制盒的设置使灯具物联网系统同时具有更智能化的控制终端，能通过主控制盒接入外部的无线网络，接受从无线网络中传递过来的控制信号。该无线网络可以连接手机等独立终端，有利于管理者随时随地进行级联灯具的操控；该无线网络还可以连接服务器或服务中心等综合终端，方便大面积进行批量化的级联灯具操控。大大提高了灯具物联网的管理效率，且组网成本极低。且主控制盒能从灯具中的灯具物联网模块获得供电，也免
除了主控制盒复杂的充电管理，能在现场即插即用地接入任意一个节点进行后续灯具的管理。通用的接口使组网变得更方便便捷。
47.如图7和图8所示的灯具物联网系统的实施例中，标号91、92、93和m均为单个的led灯具，各个灯具上的灯具物联网模块均设置有rj45接口，各灯具物联网模块之间通过直连网线连接。图中标号75为旋钮，用于调节当前led灯具的亮度或色温。标号80为主控制盒。
48.如7所示的级联led灯具实施例中，包括至少两个led灯具；上级led灯具和下级led灯具之间通过led灯具内的灯具物联网模块级联；上级led灯具中的灯具物联网模块的信号输出接口和下级led灯具中的灯具物联网模块的信号输入接口电连接。
49.上级led灯具中的灯具物联网模块的信号输出接口和下级led灯具中的灯具物联网模块的信号输入接口通过直连信号线电连接；每组pwm信号中包括n个pwm信号，n为大于等于1小于等于8的自然数；接收信号接口和输出信号接口中包括n路直连信号线，分别对应于每一路pwm信号传递。
50.接收信号接口和输出信号接口均为rj45接口；上级led灯具中的灯具物联网模块的信号输出接口和下级led灯具中的灯具物联网模块的信号输入接口之间通过直连网线连接；rj45接口中八个信号端子中任意n个端子分别用作n个pwm信号的传输。
51.色温调节可以采用一组pwm信号，亮度调节可以只采用一路pwm信号。无论一组pwm信号还是一路pwm信号都能采用简单的信号连接和传递关系实现控制信号的传递；且能利用成熟的rj45接口和网络直连线完成连接，从而使各灯具能形成简单且可联网控制的灯具物联网系统，无需为每个灯具配制无线网路或其他有线网络接口。同时，主控制盒的接入也使灯具物联网系统本身具有无线网络的接入能力，也能方便利用现有技术中的网络进行远程或无线操控。进一步地，主控制盒的能通过和灯具物联网模块获得供电，使主控制盒能随时接入任意一个节点进行控制，不受主控制本身供电状态的限制和影响，非常方便在植物工厂中的应用。不同植物需要不同的光照强度和光照色度，可以根据实际情况灵活调整相应片区的光照强度和光照色度。
52.如图7和图10所示的实施例中，第一个上级灯具物联网模块上设置有上行控制接口；主控制盒上设置有主控制接口；上行控制接口和主控制接口均为rj45接口；上行控制接口和主控制接口之间通过直连网线连接；rj45接口中任意两个信号端子分别用作电源和地；rj45接口中任意一个信号端子用作pwm信号传输。
53.当外部输入有pwm控制信号时，优先选择该信号用作控制，保证了批量成组的led灯具的亮度控制的一致性。上级灯具物联网模块向下级灯具物联网模块之间只需传递一路pwm信号用于下级灯具的控制，信号传递方式简化，也使该传递能用通用的低成本网络接口和直连线就能完成灯具的级联组网，形成低成本高效率的级联灯具物联网系统。利用通用的rj45接口和直连网线实现级联led灯具的低成本高效率的级联组网，形成低成本高效率的级联灯具物联网系统。这样的连接方式，使信号连接关系极简，连接的接口通用化，非常方便易得，且成本低廉；能低成本完成高效组网；且单信号传递，没有信号的互相干扰，也非常可靠。实际在运行中级联的最大led灯具可达500个，能满足一般植物工厂的照明级联需求。
54.上述仅为本发明实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，
均同理包括在本发明的专利保护范围内。