一种分布式组网智控灯的制作方法

1.本实用新型涉及智控灯技术领域，特别涉及一种分布式组网智控灯。


背景技术：

2.现有的照明灯具想要实现步调一致的控制，比如同时控制亮灯和灭灯，或者控制灯具呈跑马灯状或者流水灯状，变换颜色等，常规的方案是采用有线控制的方式，就是用电线将所有的灯进行连接，由于有电线的束缚，在控制灯的数量和距离方面往往有所限制，不适合做远距离大规模的灯具控制，比有线连接控制更有优势的是无线连接控制，无线连接可以用各种频率的无线控制模块，一般的无线模块在一对一控制时较简单，但是一对多，多对多控制时就比较麻烦，需要有专门的通讯协议，使得各个灯具通过组网的方式实现无线连接，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种分布式组网智控灯。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种分布式组网智控灯，灯具可以无线连接控制，通过组网，使得各个照明灯可以变换各种状态，如亮灯、灭灯、变色、调光与闪烁灯，无线通讯传输低功耗，通信稳定，灯具利用太阳能发电，电能自给自足，灯具可实现无线电力传输，可以有效解决背景技术中的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种分布式组网智控灯，包括灯具，所述灯具的上端设置有灯壳，所述灯壳的下端外表面设置有底座，所述底座的前端外表面开设有电源输入接口，所述底座的内侧设置有led灯板，所述led灯板的下端设置有 led驱动模块，所述led驱动模块的一侧设置有4g模块，所述4g 模块的下端设置有蓝牙mesh模块，所述蓝牙mesh模块的一侧设置有单片机主控，所述单片机主控的一侧设置有电源管理模块，所述电源管理模块的上端设置有无线供电接收模块线圈，所述电源管理模块的下端设置有板载开关，所述电源管理模块的上端设置有电池，所述灯具的外侧设置有无线供电发射模块与太阳能电池板，所述无线供电发射模块的上端外表面设置有无线供电发射线圈，所述无线供电发射模块的前端外表面开设有无线供电发射模块的输出接口与无线供电发射模块的输入接口，且无线供电发射模块的输入接口位于无线供电发射模块的输出接口的一侧。
7.优选的，所述灯壳的下端外表面与底座的上端外表面固定连接。
8.优选的，所述蓝牙mesh模块与单片机主控之间设有排线，所述蓝牙mesh模块的输出端通过排线与单片机主控的输入端电性连接。
9.优选的，所述led灯板包括rgb灯与led灯，可通过蓝牙mesh 模块进行控制。
10.优选的，所述太阳能电池板的输出端输出电能从接口供给灯具，所述无线供电发射模块的输入端可连接电网供电，电能通过无线供电发射线圈耦合至灯具中的无线供电接
收模块的线圈进行无线供电。
11.优选的，无线供电发射模块的输入接口接电网，可通过电网给灯具供电。
12.优选的，所述蓝牙mesh模块可以实现分布式控制，通过无线电信号来对其他的灯具进行连接控制，低功耗。
13.(三)有益效果
14.与现有技术相比，本实用新型提供了一种分布式组网智控灯，具备以下有益效果：
15.该分布式组网智控灯，拥有两个技术方案，一个方案是用太阳能供电，太阳能电池板发电后直接接入灯具给电池供电，另一个方案是电网供电，电网供电是需要接入无线发射模块，供电的电线和无线发射模块均安装在地下，灯具安装在地面，无线发射模块发射的电能能被灯具里的接收模块耦合感应，然后对电池进行充电，该两个技术方案是独立的，可以根据实际情况来进行选择切换，分布式组网智控灯主要由蓝牙mesh模块、单片机、rgb灯、led灯、led 驱动电路、电源管理模块、4g模块、太阳能电池板以及无线供电模块包含无线供电发射模块和无线供电接收模块组成，首先，蓝牙mesh 模块是起到将所有灯具的数据链路连接到一起的作用，通过组网，将每一个灯具连接进网络，方便进行控制，单片机是数据处理中心，一方面通过4g网络模块发送信息给客户端，或者接收来自客户端的操控信息，另一方面也时刻监测着灯具蓝牙mesh模块的消息，如果灯具出现故障，比如供电不足或者坏灯，那么灯具的蓝牙mesh模块会发送故障代码给单片机，单片机接收到此故障代码尝试自行排除，如故障仍未排除，那么通过4g模块发送故障信息到客户端，故障信息的内容包括故障灯具的编号、位置以及可能的故障原因，单片机还需要监测灯具每日的用电量以及发电量，监测灯具的整个系统是否运转正常，灯具的led灯板由rgb灯与led灯组成，通过蓝牙mesh 模块的控制，可以根据用户需求发出不同颜色的光，如果需要彩色照明，则由rgb灯混合而成，如需普通照明，则由led发出，led 驱动电路起着驱动led的作用，可以根据主控发来的命令，调节驱动led的电流大小，从而起到调节灯具亮度的作用，同时也能保护 led，让led的寿命更加长久，电源管理模块管理着整个灯具系统的电源，对于电源的输入，主要协调分配好充电电流，管理着充电功率，自适应匹配参数以应对电源输入端的改变，做到同时支持太阳能供电和无线供电，对于电源的输出，具有过流保护、低电压保护与过热保护，全方位守护灯具的供电安全，4g模块是选配模块，并不是每一个灯具都需要4g模块，在一个网络中，只需要一个灯具有 4g模块就可以了，拥有4g模块的灯具通过互联网与客户端交互数据，实时反馈这个网络中的所有灯具的状态，如果灯具安装在野外，灯具的供电采用太阳能电池板发电，无需另外拉电线，如果灯具安装在城市里、高速公路边上等，那么采用无线供电，即在初次施工时将主供电线和无线供电发射模块预埋好，之后再安装灯具，灯具中具有无线供电接收模块，灯具的取电无需外接电源线，经过与路面底下的发射模块耦合感应即可实现电能的传输，这样有利于灯具的后期维护，当出现灯具损坏时直接将坏灯拿走，换上一盏新灯即可，不用再破坏路面重新开槽接线，大大节省了灯具后期维护的成本，灯具的大规模控制一般都需要连接电线，要拉信号线和电源线，灯具数量越多，需要接线越多，有线控制存在着布线困难、成本高、不美观等缺点，而利用蓝牙mesh模块进行自组网的灯具，可以实现分布式控制，通过无线电信号控制，无需布线，模块功耗低，数据传输可靠，易于控制，而且后期维护的成本很低，灯具自组网，开机给电后每一个灯具自动连接进网络，摆脱对控制线的依赖，通过无线信号传输，可以控制每一个灯的颜色和亮度，能控制灯按要求闪烁、流
水、跑马等进行使用，灯具可以通过太阳能发电供电或者无线供电，无线组网技术可以多方面拓展应用，可以应用于城市路灯控制、机器人无人机的集群控制等，灯具的外壳形状并不固定，可以根据客户的需求定制，比较有代表性的是圆形的外壳，亚克力磨砂或者玻璃磨砂，电路板部分，所有的模块集成在一块电路板上，电路板安在特制的底座上，灯具外壳可以无缝与底座对接，灯具具有放水防潮耐高温等特点，灯具在施工安装后，打开电路板上的板载开关，系统开始工作，灯具发射无线电信号开始自组网，所有的灯具只要打开开关，就会自动连接进网络，等待人们发送控制信号，在灯具的电路板上，蓝牙mesh模块负责发射无线电波并且感知附近相同的无线电波，通电后即可自动组成并且加入网络，所有开机的灯具都会自动组建并且加入网络，通过网络发送交互信息，灯具的单片机起到数据处理与检测电路系统是否正常的作用，当客户端有控制命令发送过来时，单片机负责分发识别控制命令，当灯具的照明led不亮了或者其它部件出问题了，单片机检测故障并且通过网络发送故障代码，灯具的电源管理模块起着管理整个灯具系统的供电作用，能给电池充电，保护电池不过充，在放电时也起着均衡放电的作用，保证电池不过放，起着短路保护、电压过低保护的作用，同时也可以自适应切换外部电源供电，无论外部供电是太阳能电池板供电还是无线供电，都能自动快速切换，而且电源管理模块集成无线供电接收模块的功能，直接支持外部无线供电，4g模块是选配的，在一组网络中只需要一盏灯有4g模块就可以与客户端交互了，当然，在一些重要场合，备份一到两个是很有必要的，led灯板集成了rbg灯和led灯，可以切换亮灯的颜色、灯的亮度等，led驱动模块是保护led并且快速控制开灯和灭灯的驱动模块，可以控制点灯的电流，从而实现调节灯光的亮度，整个分布式组网智控灯结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
16.图1为本实用新型一种分布式组网智控灯的整体结构示意图。
17.图2为本实用新型一种分布式组网智控灯的局部结构示意图。
18.图3为本实用新型一种分布式组网智控灯中无线供电发射模块的结构示意图。
19.图4为本实用新型一种分布式组网智控灯的组网结构示意图。
20.图5为本实用新型一种分布式组网智控灯的太阳能电池板结构示意图。
21.图中：1、灯具；2、灯壳；3、底座；4、电源输入接口；5、led 灯板；6、电池；7、无线供电发射模块；8、4g模块；9、蓝牙mesh 模块；10、单片机主控；11、无线供电接收模块线圈；12、电源管理模块；13、板载开关；14、太阳能电池板；15、无线供电发射模块的输出接口；16、无线供电发射线圈；17、无线供电发射模块的输入接口；18、led驱动模块。
具体实施方式
22.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
23.如图1
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5所示，一种分布式组网智控灯，包括灯具1，灯具1 的上端设置有灯壳2，灯壳2的下端外表面设置有底座3，底座3的前端外表面开设有电源输入接口4，底座3的内侧设置有led灯板5， led灯板5的下端设置有led驱动模块18，led驱动模块18的一侧设置有4g模块8，4g模块8的下端设置有蓝牙mesh模块9，蓝牙 mesh模块9的一侧设置有单片机主控10，
单片机主控10的一侧设置有电源管理模块12，电源管理模块12的上端设置有无线供电接收模块线圈11，电源管理模块12的下端设置有板载开关13，电源管理模块12的上端设置有电池6，灯具1的外侧设置有无线供电发射模块7与太阳能电池板14，无线供电发射模块7的上端外表面设置有无线供电发射线圈16，无线供电发射模块7的前端外表面开设有无线供电发射模块的输出接口15与无线供电发射模块的输入接口17，且无线供电发射模块的输入接口17位于无线供电发射模块的输出接口15的一侧。
24.进一步的，灯壳2的下端外表面与底座3的上端外表面固定连接，提高灯壳2与底座3之间的固定性能。
25.进一步的，蓝牙mesh模块9与单片机主控10之间设有排线，蓝牙mesh模块9的输出端通过排线与单片机主控10的输入端电性连接，便于蓝牙mesh模块9与单片机主控10之间进行数据传输。
26.进一步的，led灯板5包括rgb灯与led灯，可通过蓝牙mesh 模块9进行控制，提高蓝牙mesh模块9的控制效率。
27.进一步的，太阳能电池板14的输出端接到灯具的电源输入接口 4，采用电网供电时，电网供电通过无线供电发射模块的输入接口17 与无线供电发射模块7电性连接，便于将电流进行传输，电流通过无线供电发射线圈16的输出端输送到灯具的内部无线供电的接收线圈的输入端，提高电流的传输效率，提高灯具的使用效率，无线供电发射模块7的输出接口15可当做输出接下一个无线供电发射模块7，形成串联的关系。
28.进一步的，蓝牙mesh模块9可以实现分布式控制，通过无线电信号来对其他的灯具进行连接控制，低功耗，便于人们对灯具1进行控制，提高人们的工作效率。
29.工作原理：本实用新型包括灯具1、灯壳2、底座3、电源输入接口4、led灯板5、电池6、无线供电发射模块7、4g模块8、蓝牙 mesh模块9、单片机主控10、无线供电接收线圈11、电源管理模块12、板载开关13、太阳能电池板14、无线供电发射模块的输出接口 15、无线供电发射线圈16、无线供电发射模块的输入接口17、led 驱动模块18，拥有两个技术方案，一个方案是用太阳能供电，太阳能电池板14发电后直接接入灯具1给电池6供电，另一个方案是电网供电，电网供电是需要接入无线发射模块，供电的电线和无线发射模块均安装在地下，灯具1安装在地面，无线发射模块发射的电能能被灯具1里的接受模块耦合感应，然后对电池6进行充电，该两个技术方案是独立的，可以根据实际情况来进行选择切换，分布式组网智控灯主要由蓝牙mesh模块9、单片机、rgb灯、led灯、led 驱动电路、电源管理模块12、4g模块8、太阳能电池板14以及无线供电模块包含无线供电发射模块7和无线供电接收模块组成，首先，蓝牙mesh模块9是起到将所有灯具1的数据链路连接到一起的作用，通过组网，将每一个灯具1连接进网络，方便进行控制，单片机是数据处理中心，一方面通过4g网络模块发送信息给客户端，或者接收来自客户端的操控信息，另一方面也时刻监测着灯具1蓝牙mesh 模块9的消息，如果灯具1出现故障，比如供电不足或者坏灯，那么灯具1的蓝牙mesh模块9会发送故障代码给单片机，单片机接收到此故障代码尝试自行排除，如故障仍未排除，那么通过4g模块8 发送故障信息到客户端，故障信息的内容包括故障灯具1的编号、位置以及可能的故障原因，单片机还需要监测灯具1每日的用电量以及发电量，监测灯具1的整个系统是否运转正常，灯具1的led 灯板5由rgb灯与led灯组成，通过蓝牙mesh模块9的控制，可以根据用户需求发出不同颜色的光，如果需要彩色照明，则由rgb灯混合而成，如需普通
照明，则由led发出，led驱动电路起着驱动 led的作用，可以根据主控发来的命令，调节驱动led的电流大小，从而起到调节灯具1亮度的作用，同时也能保护led，让led的寿命更加长久，电源管理模块12管理着整个灯具1系统的电源，对于电源的输入，主要协调分配好充电电流，管理着充电功率，自适应匹配参数以应对电源输入端的改变，做到同时支持太阳能供电和无线供电，对于电源的输出，具有过流保护、低电压保护与过热保护，全方位守护灯具1的供电安全，4g模块8是选配模块，并不是每一个灯具1都需要4g模块8，在一个网络中，只需要一个灯具1有4g 模块8就可以了，拥有4g模块8的灯具1通过互联网与客户端交互数据，实时反馈这个网络中的所有灯具1的状态，如果灯具1安装在野外，灯具1的供电采用太阳能电池板14发电，无需另外拉电线，如果灯具1安装在城市里、高速公路边上等，那么采用无线供电，即在初次施工时将主供电线和无线供电发射模块7预埋好，之后再安装灯具1，灯具1中具有无线供电接收模块，灯具1的取电无需外接电源线，经过与路面底下的发射模块感应即可实现电能的传输，这样有利于灯具1的后期维护，当出现灯具1损坏时直接将坏灯拿走，换上一盏新灯即可，不用再破坏路面重新开槽接线，大大节省了灯具1后期维护的成本，灯具1的大规模控制一般都需要连接电线，要拉信号线和电源线，灯具1数量越多，需要接线越多，有线控制存在着布线困难、成本高、不美观等缺点，而利用蓝牙mesh模块9进行自组网的灯具1，可以实现分布式控制，通过无线电信号控制，无需布线，模块功耗低，数据传输可靠，易于控制，而且后期维护的成本很低，灯具1自组网，开机给电后每一个灯具1自动连接进网络，摆脱对控制线的依赖，通过无线信号传输，可以控制每一个灯的颜色和亮度，能控制灯按要求闪烁、流水、跑马等进行使用，灯具1可以通过太阳能发电供电或者无线供电，无线组网技术可以多方面拓展应用，可以应用于城市路灯控制、机器人无人机的集群控制等，灯具1的外壳形状并不固定，可以根据客户的需求定制，比较有代表性的是圆形的外壳，亚克力磨砂或者玻璃磨砂，电路板部分，所有的模块集成在一块电路板上，电路板安在特制的底座3上，灯具1外壳可以无缝与底座3对接，灯具1具有放水防潮耐高温等特点，灯具1在施工安装后，打开电路板上的板载开关13，系统开始工作，灯具1发射无线电信号开始自组网，所有的灯具1 只要打开开关，就会自动连接进网络，等待人们发送控制信号，在灯具1的电路板上，蓝牙mesh模块9负责发射无线电波并且感知附近相同的无线电波，通电后即可自动组成并且加入网络，所有开机的灯具1都会自动组建并且加入网络，通过网络发送交互信息，灯具1的单片机起到数据处理与检测电路系统是否正常的作用，当客户端有控制命令发送过来时，单片机负责分发识别控制命令，当灯具1的照明led不亮了或者其它部件出问题了，单片机检测故障并且通过网络发送故障代码，灯具1的电源管理模块12起着管理整个灯具1系统的供电作用，能给电池6充电，保护电池6不过充，在放电时也起着均衡放电的作用，保证电池6不过放，起着短路保护、电压过低保护的作用，同时也可以自适应切换外部电源供电，无论外部供电是太阳能电池板14供电还是无线供电，都能自动快速切换，而且电源管理模块12集成无线供电接收模块的功能，直接支持外部无线供电，4g模块8是选配的，在一组网络中只需要一盏灯有4g 模块8就可以与客户端交互了，当然，在一些重要场合，备份一到两个是很有必要的，led灯板5集成了rbg灯和led灯，可以切换亮灯的颜色、灯的亮度等，led驱动模块18是保护led并且快速控制开灯和灭灯的驱动模块，可以控制点灯的电流，从而实现调节灯光的亮度，整个分布式组网智控灯结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。