一種led燈集中供電模式的通信方法及裝置製造方法
2023-07-04 12:46:56
一種led燈集中供電模式的通信方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明提出的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，以最簡潔的窄帶通信方法實現LED燈集中供電系統中電源即主控方與各個LED燈即副方之間的雙向半工通信；LED電源系統上電後，主控方/被控方按照既定的通信規則自動進行通信，用數字脈衝序列的形式將各自的數據發送給對方。同時，由於所用器件較少降低了成本的費用。如每個電源的負載最多按50個燈具計算，採用本發明提出的高可靠通行方式，30秒鐘內完全可巡視一遍。即採用這種可靠性要求高、信息量小的通信方法實現其高可靠性和低成本。採用集中供電模式的通信方法，既可實現電源到燈具間的同步，也可實現在同一供電網中不同電源間的同步。
【專利說明】一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種集中供電的LED照明系統的電源與末端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末端LED燈具之間採用窄帶高可靠信息交換的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]眾所周知，LED照明屬於綠色照明，受到國內外廣泛關注。然而，由於LED燈是冷光源，沒有熱輻射，全靠燈體散出，往往會出現熱應力超標的現象，不僅會影響LED燈使用壽命，而且也會降低其可靠性。一種電源與燈具分離的新型供電方法被提出來。它解決了電源與燈具的「互烤」問題，明顯提高了使用壽命。
[0003]然而，由於「一個電源負載多個燈具」的連接法使得負載均衡問題、故障識別問題被提了出來——需要實時檢測每個燈運行信息並能單獨控制，必須建立雙向通信系統。目前，實現「一點對多點通信」的成熟方法很多，諸如基於物聯網路燈監控系統、基於GPRS/CDMA/3G路燈控制器等，也有成熟的IC晶片供選擇。
[0004]參閱圖1、圖2，在文獻《LED直流集中供電系統的通信及調光控制研究》(華南理工大學碩士學位論文，2012年)中公開了一種基於ZigBee通信原理的Cynet射頻網狀網絡通信方式，是一種點對點多跳頻無線射頻網絡系統。在其文獻公開的另一種方式是電力載波通信方式，該方式使用專用的電力載波數據機將高頻信號從電力線上分離出來，電力線上的信號經耦合接收電路進入控制晶片進行解擴處理，晶片的輸出信號經過功率放大和整形濾波電路傳輸給LED。
[0005]根據目前城市照明標準要求，這兩種方式都有可取之處，但是相對來說結構比較複雜，成本也較高，且並未在如下問題上得到很好解決:
[0006](I)可靠性問題
[0007]集中供電模式的電源可以帶30?50個單燈，最遠距離可達300米，電磁環境複雜、路途損耗大，普通通信方法難以適應這種惡劣環境；若採用隔離、放大等技術難度較大方法，則使得通信系統複雜、成本高，難以推廣普及。
[0008]( 2 )實用性與經濟性問題
[0009]專門為集中供電提供通信服務的通信技術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設計的指導思想應該是以滿足系統要求為出發點，儘量提高可靠性，通信帶寬的設計滿足傳輸要求即可。
【發明內容】
[0010]為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置，以最簡潔的窄帶通信方法實現LED燈集中供電系統中電源即主控方與各個LED燈即被控方之間的雙向半工通信，實現高可靠性和低成本。
[0011]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:包括主控方雙向可控矽光耦發送電路/接收電路、被控方雙向可控矽光耦發送電路/接收電路、同步脈衝發生電路，用於主控方/被控方通信數據由識別位、命令字、一般狀態字、溫度狀態字以及結束位組成，LED電源系統上電後，主控方/被控方按照既定的通信數據格式自動進行通信，用數字脈衝序列的形式將各自的數據發送給對方；
[0012]首先由主控方發送設置/詢問命令，被控方單片機在接收到信息20毫秒後反饋當前各項運行狀況參數，主動方單片機根據收集到的燈具運行狀態參數確定下一步對該燈具的控制；20毫秒後主控方再次發送設置/詢問命令，依次循環；
[0013]主控方發送完後等待接收時間超過100毫秒，仍未接收到被控方應答信號則再次發送當前的命令，如果連續3次均未收到被控方的應答或應答錯誤，則認為被控方出錯並報警；
[0014]若被控方的燈具未接收到主控方電源的信號時，則進入等待狀態，除非自身的故障報警，否則將一直不發送信號，判斷一次通信開始的依據是開始位，而判斷一次通信結束的依據是結束位。
[0015]有益效果
[0016]本發明提出的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，以最簡潔的窄帶通信方法實現LED燈集中供電系統中電源即主控方與各個LED燈即副方之間的雙向半工通信，LED電源系統上電後，主控方/被控方按照既定的通信規則自動進行通信，用數字脈衝序列的形式將各自的數據發送給對方。同時，由於所用器件較少降低了成本的費用。如每個電源的負載最多按50個燈具計算，採用本發明提出的高可靠通信方式，30秒鐘內完全可巡視一遍。即採用這種可靠性要求高、信息量小的通信方法實現其高可靠性和低成本。採用集中供電模式的通信方法，既可實現電源到燈具間的同步，也可實現在同一供電網中不同電源間的同步。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施方式對本發明一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置作進一步詳細說明。
[0018]圖1為【背景技術】中的ZigBee無線網絡傳輸系統工作示意圖。
[0019]圖2為【背景技術】中的電力載波通信模塊結構圖。
[0020]圖3為雙向半工通信迴路原理圖。
[0021]圖4為通信數據命令字格式。
[0022]圖5為通信數據一般狀態字格式。
[0023]圖6為通信數據溫度狀態字格式。
【具體實施方式】
[0024]本實施例是一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置。
[0025]參閱圖3-圖6，實現大功率電壓源到多個遠程LED燈具之間通信的數據傳輸裝置，包括主控方雙向可控矽光耦發送電路/接收電路，即置於電壓源內部分，被控方雙向可控矽光耦發送電路/接收電路，即置於每個燈具內部分和同步脈衝發生電路。
[0026]主控方雙向可控矽光耦發送電路由主控方單片機的I/O埠和可控矽光耦RCl組成，接收電路由主控方單片機的I/o埠和可控娃光I禹RC2組成；被控方雙向可控娃光I禹發送電路由被控方單片機的I/O埠和可控矽光耦PC2組成，接收電路由被控方單片機的I/O埠和可控矽光耦PCl組成。
[0027]當主控方單片機埠發送低電平時，可控矽光耦RCl導通，通信迴路閉合，被控方可控矽光耦PCl導通，單片機接收到的信號為高電平；當主控方單片機埠發送高電平時，可控矽光耦RCl截止，通信迴路截止，被控方可控矽光耦PCl截止，單片機接收到的信號為低電平。
[0028]同理，若被控方單片機發送高電平，通信迴路截止，主控方單片機接收到的是高電平，若被控方單片機發送低電平，通信迴路閉合，主控方單片機接收到的是低電平。
[0029]同步脈衝發生電路使用50Hz交流電的過零點為碼元的同步脈衝序列，單碼元時寬為0.1ms，周期為10ms，佔空比為I %。發送或接收信號均同步於該同步脈衝，即每IOms發送或接收一位信息，電源和一個燈具的通信時間約為0.68?1.14秒，對於30個燈具的供電系統，完成全系統的巡查不超過30秒鐘。
[0030]用於主控方/被控方通信數據由識別位為I字節、命令字為I字節、一般狀態字為
2位元組、溫度狀態字為I字節、以及結束位為I字節組成。主控方識別位為FFH，結束位為85H ;被控方識別位為7AH，結束位為0ΑΗ。
[0031]LED電源系統上電後，主控方/被控方按照既定的通信規則自動進行通信，用數字脈衝序列的形式將各自的數據發送給對方。
[0032]首先由主控方發送設置/詢問命令，被控方單片機在接收到信息20毫秒後反饋當前各項運行狀況參數，主動方單片機根據收集到的燈具運行狀態參數確定下一步對該燈具的控制。20毫秒後主控方再次發送設置/詢問命令，依次循環。
[0033]當主控方發送完之後等待接收，如超過100毫秒仍未接收到被控方應答信號則再次發送當前的命令。如果連續3次均未收到被控方的應答或應答錯誤，則認為被控方出錯並報警。
[0034]若被控方的燈具未接收到主控方電源的信號時，則進入等待狀態，除非自身的故障報警，否則將一直不發送信號。判斷一次通信開始的依據是「開始位」，而判斷一次通信結束的依據是「結束位」。
[0035]採用該通信方法，既可以實現電源到燈具間的同步，也可以實現在同一供電網中不同電源間的同步。
【權利要求】
1.一種LED燈集中供電模式的通信方法及裝置，其特徵在於:包括主控方雙向可控矽光耦發送電路/接收電路、被控方雙向可控矽光耦發送電路/接收電路、同步脈衝發生電路，用於主控方/被控方通信數據由識別位、命令字、一般狀態字、溫度狀態字以及結束位組成，LED電源系統上電後，主控方/被控方按照既定的通信數據格式自動進行通信，用數字脈衝序列的形式將各自的數據發送給對方； 首先由主控方發送設置/詢問命令，被控方單片機在接收到信息20毫秒後反饋當前各項運行狀況參數，主動方單片機根據收集到的燈具運行狀態參數確定下一步對該燈具的控制；20毫秒後主控方再次發送設置/詢問命令，依次循環；主控方發送完後等待接收時間超過100毫秒，仍未接收到被控方應答信號則再次發送當前的命令，如果連續3次均未收到被控方的應答或應答錯誤，則認為被控方出錯並報警；若被控方的燈具未接收到主控方電源的信號時，則進入等待狀態，除非自身的故障報警，否則將一直不發送信號，判斷一次通信開始的依據是開始位，而判斷一次通信結束的依據是結束位。
【文檔編號】H05B37/02GK103747588SQ201410018400
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月15日 優先權日:2014年1月15日
【發明者】羊彥, 張紅玲, 景佔榮 申請人:西北工業大學