一种灯控系统和灯控方法与流程

1.本发明涉及智能灯控制技术领域，具体涉及一种灯控系统和灯控方法。


背景技术：

2.照明是利用各种光源照亮工作和生活场所或个别物体的措施，照明不仅仅是使环境有光亮，还要因具体的照明环境（例如，照明亮度和颜色等）的实际需求进行调节，智能灯控系统就用于照明灯的亮度调节。一般智能灯控系统的灯控制信号都是通过电力载波通讯（plc，power line communication）方式进行数据通讯，但是电力载波通讯的数据传输距离短，且抗干扰能力差。


技术实现要素：

3.本技术要解决的技术问题是如何提高智能灯控系统中灯控制信号的传输距离和抗干扰能力。
4.根据第一方面，一种灯控系统，用于对被控灯进行亮灯状态调节，灯控系统包括灯控制信号发生装置、控制信号输出装置、灯控制信号接收装置和灯控调节装置；所述灯控制信号发生装置，用于输出一灯控制调节信号传输指令给所述控制信号输出装置；所述控制信号输出装置用于响应所述灯控制调节信号传输指令，将一灯控制调节信号调制为电压方波信号，并通过所述被控灯的电力线传输给所述灯控制信号接收装置；所述灯控制信号接收装置用于依据接收的所述电压方波信号解调获取所述灯控制调节信号，并将所述灯控制调节信号发送给所述灯控调节装置；所述灯控调节装置响应所述灯控制调节信号控制所述被控灯的亮灯状态；所述被控灯的亮灯状态包括打开、关闭、更换亮度和/或警报模式；所述控制信号输出装置包括信号调制电路和信号升压电路；所述信号调制电路用于按预设的编码方式将所述灯控制调节信号编码调制为所述电压方波信号；所述信号升压电路用于将所述电压方波信号进行升压，并将升压后的所述电压方波信号通过所述被控灯的电力线传输给所述灯控制信号接收装置。
5.一实施例中，所述灯控制信号接收装置包括信号降压电路和信号解调电路；所述信号降压电路用于将接收的所述电压方波信号进行降压，并将降压后的所述电压方波信号输出给所述信号解调电路；所述信号解调电路依据所述电压方波信号解调获取所述灯控制调节信号，并将所述灯控制调节信号发送给所述灯控调节装置。
6.一实施例中，所述控制信号输出装置包括开关电源电路，所述开关电源电路用于为所述灯控制信号输出装置提供电源；所述开关电源电路包括交直流转换电路、直流变压电路、灯控制调节信号输出电路和开关电源输出电路；所述交直流转换电路包括交流第一输入端、交流第二输入端、变压器第一连接端、变压器第二连接端、变压器第三连接端和灯控制调节信号输出电路连接端；所述交流第一
输入端和交流第二输入端用于分别连接所述被控灯的电力线的零线n和火线l；所述变压器第一连接端、变压器第二连接端和变压器第三连接端与所述直流变压电路连接；所述灯控制调节信号输出电路连接端与所述灯控制调节信号输出电路连接；所述直流变压电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；所述直流变压电路的第一连接端、第二连接端和第三连接端分别与所述交直流转换电路的变压器第一连接端、变压器第二连接端和变压器第三连接端连接；所述直流变压电路的第四连接端与所述开关电源输出电路连接；所述灯控制调节信号输出电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；所述灯控制调节信号输出电路的第一连接端与所述交直流转换电路的灯控制调节信号输出电路连接端连接，所述灯控制调节信号输出电路的第二连接端与所述交直流转换电路的变压器第三连接端连接，所述灯控制调节信号输出电路的第三连接端与直流变压电路的第四连接端连接；所述灯控制调节信号输出电路的第四连接端与所述开关电源输出电路连接；所述开关电源输出电路包括第一连接端、第一输出连接端和第二输出连接端；所述开关电源输出电路的第一输出连接端与所述直流变压电路的第四连接端连接，所述开关电源输出电路的第一连接端与所述灯控制调节信号输出电路的第四连接端连接；所述第一输出连接端用于输出第一直流电压信号，所述第二输出连接端用于输出第二直流电压信号。
7.根据第二方面，一种灯控方法，用于对被控灯进行亮度调节，该方法包括：灯控制信号发生装置当接收一灯控制调节信号传输指令时，按一预设的编码方式将所述灯控制调节信号调制为电压方波信号；灯控制信号发生装置还用于将所述电压方波信号升压后通过所述被控灯的电力线传输给灯控制信号接收装置；所述灯控制信号接收装置将接收的所述电压方波信号进行降压，并对降压后的所述电压方波信号解调，以获取所述灯控制调节信号；将所述灯控制调节信号发送给灯控调节装置；所述灯控调节装置依据所述灯控制调节信号控制所述被控灯的亮灯状态；所述被控灯的亮灯状态包括打开、关闭、更换亮度和/或警报模式。
8.一实施例中，该方法还包括：当所述灯控制信号发生装置未接收到新的所述灯控制调节信号传输指令时，将升压后的已调制的所述电压方波信号重复发送给所述灯控制信号接收装置。
9.一实施例中，预设的所述编码方式为曼切斯特编码。
10.依据上述实施例的一种灯控系统，包括灯控制信号发生装置、灯控制信号输出装置、灯控制信号接收装置和灯控调节装置。灯控制信号发生装置当接收一灯控制调节信号传输指令时，将灯控制调节信号调制为电压方波信号，再将电压方波信号升压后通过被控灯的电力线传输给灯控制信号接收装置。灯控制信号接收装置将接收的电压方波信号进行降压，并对降压后的电压方波信号解调，以获取灯控制调节信号。灯控调节装置依据灯控制调节信号控制被控灯的亮灯状态。由于发送端先将调制后灯控制调节信号进行升压后在传输，而接收端将升压后的控制调节信号降压后在解调，使得灯控制调节信号的传输距离更
远，抗干扰能力更强。
附图说明
11.图1为一种实施例中灯控系统的结构示意图；图2为一种实施例中开关电源电路的电路示意图；图3为一种实施例中直流调压电路的电路示意图；图4为一种实施例中交流电源保护电路的电路示意图；图5为一种实施例中信号升压电路的电路示意图；图6为一种实施例中信号降压电路的电路示意图；图7为一种实施例中灯控制信号输出装置的控制器管脚连接示意图；图8为一种实施例中灯控制信号输出装置的控制器的方波调制输出电路示意图；图9为一种实施例中灯控制信号输出装置的方波信号调制电路示意图；图10为一种实施例中灯控制信号接收装置的控制器管脚连接示意图；图11为另一种实施例中灯控方法的流程示意图。
具体实施方式
12.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
13.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
14.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
15.在本发明实施例中公开一种灯控方法，首先灯控制信号发生装置接收一灯控制调节信号传输指令将灯控制调节信号调制为电压方波信号，再将电压方波信号升压后通过被控灯的电力线传输给灯控制信号接收装置。由于发送端先将调制后灯控制调节信号进行升压后在传输，使得灯控制调节信号的传输距离更远，抗干扰能力更强。
16.实施例一请参照图1，为一种实施例中灯控系统的结构示意图，灯控系统用于对被控灯5进行亮度调节，该灯控系统包括灯控制信号发生装置1、灯控制信号输出装置2、灯控制信号接收装置3和灯控调节装置4。灯控制信号发生装置1用于输出一灯控制调节信号传输指令给灯控制信号输出装置2。控制信号输出装置2用于响应灯控制调节信号传输指令，将灯控制
调节信号调制为电压方波信号，并通过被控灯的电力线传输给灯控制信号接收装置3。灯控制信号接收装置3用于依据接收的电压方波信号解调灯控制调节信号，并将灯控制调节信号发送给灯控调节装置4。灯控调节装置4响应灯控制调节信号控制被控灯5的亮灯状态，其中，被控灯的亮灯状态包括打开、关闭、更换亮度和/或警报模式。控制信号输出装置2包括信号调制电路21和信号升压电路22。信号调制电路21用于按预设的编码方式将灯控制调节信号编码调制为电压方波信号。信号升压电路22用于将电压方波信号进行升压，并将升压后的电压方波信号通过被控灯5的电力线传输给灯控制信号接收装置3。灯控制信号接收装置3包括信号降压电路31和信号解调电路32。信号降压电路31用于将接收的电压方波信号进行降压，并将降压后的电压方波信号输出给信号解调电路32。信号解调电路32依据电压方波信号解调出灯控制调节信号，并将灯控制调节信号发送给灯控调节装置。一实施例中，预设的编码方式为曼切斯特编码。
17.请参考图2，为一种实施例中开关电源电路的电路示意图，一实施例中，控制信号输出装置2包括开关电源电路，开关电源电路用于为灯控制信号输出装置2提供电源。开关电源电路包括交直流转换电路10、直流变压电路20、灯控制调节信号输出电路30和开关电源输出电路40。交直流转换电路10包括交流第一输入端、交流第二输入端、变压器第一连接端、变压器第二连接端、变压器第三连接端和灯控制调节信号输出电路连接端。交流第一输入端和交流第二输入端用于分别连接被控灯5的电力线的零线n和火线l。变压器第一连接端、变压器第二连接端和变压器第三连接端与直流变压电路20连接。灯控制调节信号输出电路连接端与灯控制调节信号输出电路40连接。直流变压电路20包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端。直流变压电路的第一连接端、第二连接端和第三连接端分别与交直流转换电路10的变压器第一连接端、变压器第二连接端和变压器第三连接端连接。直流变压电路20的第四连接端与开关电源输出电路40连接。灯控制调节信号输出电路30包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，灯控制调节信号输出电路30的第一连接端与交直流转换电路10的灯控制调节信号输出电路连接端连接，灯控制调节信号输出电路30的第二连接端与交直流转换电路20的变压器第三连接端连接，灯控制调节信号输出电路30的第三连接端与直流变压电路20的第四连接端连接，灯控制调节信号输出电路30的第四连接端与开关电源输出电路40连接。开关电源输出电路40包括第一连接端、第一输出连接端和第二输出连接端，开关电源输出电路40的第一输出连接端与直流变压电路20的第四连接端连接，开关电源输出电路40的第一连接端与灯控制调节信号输出电路30的第四连接端连接，第一输出连接端用于输出第一直流电压信号，第二输出连接端用于输出第二直流电压信号。
18.一实施例中，交直流转换电路10包括交直流转换芯片db1、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电阻r11、电阻r12、电感l11、二极管d11和二极管d12。交直流转换芯片db1的两个交流电源输入端分别与交直流转换电路的交流第一输入端和交流第二输入端连接，交直流转换芯片db1的一个直流输出端与电感l11的一端连接，交直流转换芯片db2的另一个直流输出端接地，电感l11的另一端连接与变压器第一连接端连接。电容c11的两端分别与交直流转换芯片db1的两个直流输出端连接。电容c12的一端与变压器第一连接端连接，电容c12的另一端接地。电容c13的一端与灯控制调节信号输出电路连接端连接，另一端接地。电容c14的一端与变压器第一连接端连接，另一端与二极管d11的负极连接。电阻r11的一端
与变压器第一连接端连接，另一端与二极管d11的负极连接。电阻r12的一端与灯控制调节信号输出电路连接端连接，另一端与二极管d12的负极连接。二极管d11的正极与变压器第二连接端连接，二极管d12的正极与变压器第三连接端连接。
19.一实施例中，直流变压电路20包括变压器t11、电容c21、电容c22、电阻r21和二极管d21。变压器t11包括两组原线圈连接端和一组副线圈连接端，变压器t11的一组原线圈的两个连接端分别与直流变压电路20的第一连接端和第二连接端连接。变压器t11的另一组原线圈的一个连接端与直流变压电路的第三连接端连接，另一个连接端接地。变压器t11副线圈的一个连接端与二极管d21的正极连接，另一个连接端接地。电容c21的两端分别与变压器t11的原线圈和副线圈的接地端连接。电容c22的一端与二极管d21的负极连接，另一端接地。电阻r21的一端与二极管d21的负极连接，另一端接地。
20.一实施例中，灯控制调节信号输出电路包括方波信号产生芯片u11、脉宽控制芯片u12、开关控制芯片u13、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r35、电容c31、电容c32和电容c33。方波信号产生芯片u11包括电源连接端vdd、基准电压输入端fb、输出反馈连接端comp和电压信号输出端drain，电源连接端vdd与灯控制调节信号输出电路30的第一连接端连接，电压信号输出端drain与灯控制调节信号输出电路30的第二连接端连接，输出反馈连接端comp与电容c31的一端连接，电容c31的另一端接地。电阻r32与电容c32串联连接，串联后的一端与输出反馈连接端comp连接，串联后的另一端接地。脉宽控制芯片u12包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，脉宽控制芯片u12的第一连接端和第二连接端分别与电阻r33的两端连接，脉宽控制芯片u12的第三连接端与电阻r31的一端连接，电阻r31的另一端与电压信号输出端drain连接，脉宽控制芯片u12的第四连接端接地。开关控制芯片u13包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，开关控制芯片u13的第一连接端与灯控制调节信号输出电路30的第四连接端连接，开关控制芯片u13的第二连接端与脉宽控制芯片u12的第二连接端连接，开关控制芯片u13的第三连接端接地。电阻r34的一端与脉宽控制芯片u12的第一连接端连接，另一端与灯控制调节信号输出电路30的第三连接端连接。电阻r35和电容c33串联，串联后的一端与脉宽控制芯片u12的第二连接端连接，串联后的另一端与灯控制调节信号输出电路30的第四连接端连接。
21.一实施例中，开关电源输出电路40包括电阻r41、电阻r42、电阻r43和二极管zd1。电阻r41的一端与开关电源输出电路40的第一连接端连接，另一端与开关电源输出电路40的第一输出连接端连接。电阻r42的一端与开关电源输出电路40的第一连接端连接，另一端接地。电阻r43的一端与开关电源输出电路40的第一输出连接端连接，另一端与开关电源输出电路40的第二输出连接端连接。二极管zd1的正极接地，二极管zd1的负极与开关电源输出电路40的第二输出连接端连接。
22.请参考图3，为一种实施例中直流调压电路的电路示意图，一实施例中，开关电源电路还包括直流调压电路，用于将第一直流电压信号调整为第二直流电压信号，以提供不同的直流电压源。直流调压电路包括电压芯片u14、电容c41、电容c42、第一电压源连接端和第二电压源连接端。第一电压源连接端用于第一直流电压信号的输入，第二电压源连接端用于第二直流电压信号的输出。电压芯片u14包括输入电压连接端、输出电压连接端和接地端，电压芯片u14的输入电压连接端与第一电压源连接端连接，电压芯片u14的输出电压连接端与第二电压源连接端，电压芯片u14的接地端接地。电容c41连接在第一电压源连接端
和地之间，电容c42连接在第二电压源连接端和地之间。请参考图4，为一种实施例中交流电源保护电路的电路示意图，一实施例中，开关电源电路还包括交流电源保护电路，用于保护交直流转换电路10。交流电源保护电路包括零线连接端n、火线连接端l、可调电阻r47、可调电阻r46，电容c43、电感l41和保险丝fu2。
23.请参考图5，为一种实施例中信号升压电路的电路示意图，信号升压电路包括一个电阻排、电阻r45、放大晶体管m1、待放大信号输入端、放大信号输出端和升压电源输入端。待放大信号输入端用于电压方波信号的输入，放大信号输出端用于输出升压后的电压方波信号，升压电源输入端用于为所述放大晶体管m1提供电源。电阻排包括至少一个电阻r44，电阻排的一端与升压电源输入端连接，另一端与放大晶体管m1的第二极连接。放大晶体管m1的第一极接地，放大晶体管m1的第二极与放大信号输出端连接。电阻r45的一端与放大晶体管m1的控制极连接，另一端与待放大信号输入端连接。灯控制信号输出装置的控制器采集模拟信号后，通过电阻r45连接晶体管m3的控制极，电阻排一端连接12v电压，另一端连接晶体管m1的第二极, 灯控制信号输出装置的控制器的连接端为高电平时，晶体管m1导通，晶体管m1的第二极就会输出一个变大的数字电压信号，实现信号放大功能。
24.请参考图6，为一种实施例中信号降压电路的电路示意图，信号降压电路电阻r51、电阻r52、电阻r53、电阻r54、电阻r55、二极管d51、放大晶体管m2、放大晶体管m3、待降压信号输入端、降压电源输入端和降压信号输出端。待降压信号输入端用于待降压的所述电压方波信号的输入，降压电源输入端用于提供电源。二极管d51的正极接地，负极与待降压信号输入端连接。电阻r52的一端与待降压信号输入端连接，另一端与电阻r51和电阻53连接。电阻r51的一端接地，另一端与电阻r52连接。电阻r53的一端接地，另一端与放大晶体管m3的控制极连接。放大晶体管m3的第一极与电阻r54的一端连接，放大晶体管m3的第二极接地，电阻r54的另一端与降压电源输入端连接。放大晶体管m2的控制极与放大晶体管m3的第一极连接，放大晶体管m2的第二极接地，放大晶体管m2的第一极与降压信号输出端连接。电阻r55的一端与降压电源输入端连接，另一端与降压信号输出端连接。
25.请参考图7，为一种实施例中灯控制信号输出装置的控制器管脚连接示意图，灯控制信号输出装置的控制器u6用于按预设的编码方式将所述灯控制调节信号编码调制为电压方波信号，一实施例中，灯控制信号输出装置的控制器u6的型号为nuc029lan。请参考图8，为一种实施例中灯控制信号输出装置的控制器的方波调制输出电路示意图，方波调制电路用于输出电压方波信号。灯控制信号输出装置的控制器输出pwm信号经过运算放大器u8的1脚输出0
‑
10v信号经过共模电感l0、电容c61滤波后经过r61、r62分压后提供控制器u6的2脚采样。一实施例中，运算放大器u8的型号为lm2904。请参考图9，为一种实施例中灯控制信号输出装置的方波信号调制输出电路示意图，方波信号调制输出电路用于输出调制后的方波信号，并对该信号进行滤波处理。请参考图10，为一种实施例中灯控制信号接收装置的控制器管脚连接示意图，一实施例中，灯控制信号接收装置的控制器u5的型号为n76e003at20。
26.在本发明的实施例中，公开了一种灯控系统，包括灯控制信号发生装置、灯控制信号输出装置、灯控制信号接收装置和灯控调节装置。灯控制信号发生装置当接收一灯控制调节信号传输指令时，将灯控制调节信号调制为电压方波信号，再将电压方波信号升压后通过被控灯的电力线传输给灯控制信号接收装置。灯控制信号接收装置将接收的电压方波
信号进行降压，并对降压后的电压方波信号解调，以获取灯控制调节信号。灯控调节装置依据灯控制调节信号控制被控灯的亮灯状态。由于发送端先将调制后灯控制调节信号进行升压后在传输，而接收端将升压后的控制调节信号降压后在解调，使得灯控制调节信号的传输距离更远，抗干扰能力更强。
27.实施例二请参考图11，为另一种实施例中灯控方法的流程示意图，该灯控方法用于对被控灯进行亮度调节，包括：步骤110，将灯控制信号调制为方波信号。
28.灯控制信号发生装置当接收一灯控制调节信号传输指令时，按一预设的编码方式将所述灯控制调节信号调制为电压方波信号。一实施例中，预设的编码方式为曼切斯特编码。
29.步骤120，将方波信号升压后发出。
30.灯控制信号发生装置还用于将电压方波信号升压后通过被控灯的电力线传输给灯控制信号接收装置。
31.步骤130，将接收的方波信号降压。
32.灯控制信号接收装置将接收的所述电压方波信号进行降压。
33.步骤140，解调出灯控制信号。
34.灯控制信号接收装置对降压后的电压方波信号解调，以获取灯控制调节信号。
35.步骤150，控制灯的亮灯状态。
36.将灯控制调节信号发送给灯控调节装置，灯控调节装置依据灯控制调节信号控制被控灯的亮灯状态。其中，被控灯的亮灯状态包括打开、关闭、更换亮度和/或警报模式。
37.一实施例中，该灯控方法还包括：当灯控制信号发生装置未接收到新的灯控制调节信号传输指令时，将升压后的已调制的电压方波信号重复发送给灯控制信号接收装置。
38.在本身申请实施例中，将灯控制调节信号通过特殊的硬件电路放大到12v，24v或者36v的直流电压信号，用该电压传输方波信号，增加传输距离和提高抗干扰的能力，接受端将该电压的直流方波信号通过降压处理变成满足芯片工作的电压信号，发送端软件采用曼彻斯特编码的编码方式通过普通io口传输数据，接受端解码得到相应的数据信号，为保证数据的准确性和降低数据的误码率，数据发送端在数据总线空闲的时候连续发送数据信号，接收端收到数据不断矫正，最终得到正确的数字信号，实现灯控制调节信号的长距离稳定传输。
39.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。