CN103152930A - 一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制*** - Google Patents

一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，该控制***包括数据管理中心、Zigbee集中器以及用于采集LED灯的数据信息的Zigbee采集器，Zigbee采集器包括多输出的Zigbee无线通信单元，Zigbee集中器包括多输入的Zigbee无线通信单元，且多输出的Zigbee无线通信单元与多输入的Zigbee无线通信单元通过Zigbee无线通信网络进行信号传输。本发明基于Zigbee无线通信的LED灯控制***采用多输入多输出的Zigbee无线通信单元进行数据传输，每路输入或者每路输出与其他的输入或者输出线路的数据处理均相互独立，不但解决了Zigbee发送信号的多径传输效应问题，而且提高了信道的信噪比；还可以在不增加输入功率的情况下还能比较优化的有效对信道进行较好的分配功率，从而达到性能最大传输。

Description

一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制***
技术领域
本发明涉及照明设备控制领域，更具体地说，涉及一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制***。
背景技术
路灯照明是城市基础设施的组成部分，在城市的交通安全、社会治安、人民生活和市容风貌中居于举足轻重的地位，发挥着不可替代的作用，而且标志着城市实力和成熟的程度。建国以来，伴随我国城市现代化建设的突飞猛进，城市路灯照明取得了辉煌的成果，成为一项蓬勃发展的公用事业，但是普遍存在市政开支紧张与路灯照明不足的矛盾。因此，必须在对路灯进行自动化、智能化的监控管理的基础上，在实施城市光亮工程的基础上，最大限度地实施城市路灯照明的节能。然而，LED灯是现在用得最多的节能灯。
目前，我国绝大多数地区的LED灯控制还是通过人工控制，但是人工控制的方式效率低、成本高、质量差，直接影响到我国LED灯照明企业的经济效益和社会效益。因此，为了有利于经济长期稳定的发展，提高人民生活质量，构建和谐社会，无线LED灯控制应运而生，为广大人民群众的生活和社会带来了便利。
Zigbee技术是近年来兴起的一种低功耗、低数据速率、低成本且数据可靠性高的双向无线通信技术，主要用于自动、远程控制领域及家用设备联网。基于Zigbee的技术特点以及LED灯控制***的数据传输要求，采用Zigbee技术的无线LED灯控制***是一个比较新而且具有相当实用价值的应用，实用Zigbee无线控制技术能够更好地位广大用户提供服务。然而，现有技术中，Zigbee采用的是单路输出单输入模式。在这种情况下，当发射的总功率没有增加的情况下，对***的性能提升并没有真正的达到最佳性能，这样会存在输出功率的浪费，且极易受到外界的干扰而造成***性能的严重下降。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中在LED灯控制***中采用单输出单输入的Zigbee无线通信方式而造成功率浪费、信噪比低等不足，提供一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，该***大大的提高了***的信噪比，且合理的进行功率分配，提高了***的信号传输效率。
为了达到上述目的，本发明提供一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，所述控制***包括数据管理中心、Zigbee集中器以及用于采集LED灯的数据信息的Zigbee采集器，所述Zigbee采集器采集到LED灯的信息后经过处理发送到所述Zigbee集中器，最后传输到所述数据管理中心进行数据管理与控制，所述Zigbee采集器包括多输出的Zigbee无线通信单元，所述Zigbee集中器包括多输入的Zigbee无线通信单元，且所述多输出的Zigbee无线通信单元与所述多输入的Zigbee无线通信单元通过Zigbee无线通信网络进行信号传输。
根据本发明的一个实施例，所述Zigbee采集器包括微控制单元、无线通信单元、串口通信模块、存储器、电源模块、时钟模块以及通信接口，所述微控制单元分别与所述无线通信单元、串口通信模块、存储器、电源模块、时钟模块以及通信接口相互通信连接。
根据本发明的一个实施例，所述多输出的Zigbee无线通信单元包括编码器、两个或者两个以上扩频模块以及与每个扩频模块相连的发射天线，所述编码器分别与两个或者两个以上的扩频模块相连接，所述多输出的Zigbee无线通信单元的数据首先经过编码器完成编码后分成多路信号，每路信号均经过扩频模块进行扩频然后经过所述发射天线发射出去。
根据本发明的一个实施例，所述编码器为差分编码器。
根据本发明的一个实施例，所述多输入的Zigbee无线通信单元包括两个或者两个以上接收天线、两个或者两个以上的同步模块、两个或者两个以上的解扩频模块以及一解码器，每一接收天线均与一同步模块和一解扩频模块依次连接；所述每一接收天线接收到的信号经过所述同步模块进行时间同步和频率同步后传输到所述解扩频模块，所有所述解扩频模块解扩频后将信号合并，最后传输到所述解码器进行解码，还原所述多输出的Zigbee无线通信单元接收到的数据信号。
根据本发明的一个实施例，所述解码器为差分解码器。
根据本发明的一个实施例，所述Zigbee集中器还包括GPRS通信模块，所述Zigbee集中器通过所述GPRS通信模块与所述数据管理中心进行通信。
根据本发明的一个实施例，所述Zigbee集中器还包括CDMA或LTE通信模块，所述Zigbee集中器通过所述CDMA或LTE通信模块与所述数据管理中心进行通信。
根据本发明的一个实施例，所述Zigbee采集器还包括采集LED灯的状态信息的传感器，所述传感器与所述通信接口相连。
根据本发明的一个实施例，所述传感器为光感传感器。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：本发明基于Zigbee无线通信的LED灯控制***采用多输入多输出的Zigbee无线通信单元进行数据传输，每路输入或者每路输出与其他的输入或者输出线路的数据处理均相互独立，不但解决了Zigbee发送信号的多径传输效应问题，而且提高了信道的信噪比；还可以在不增加输入功率的情况下还能比较优化的有效对信道进行较好的分配功率，从而达到性能最大传输。
附图说明
图1是本发明基于Zigbee无线通信的LED灯控制***的结构示意图；
图2是本发明所述多输出的Zigbee无线通信单元和多输入的Zigbee无线通信单元的结构示意图；
图3是本发明所述Zigbee采集器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，为一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，该控制***包括数据管理中心、Zigbee集中器以及用于采集LED灯的数据信息的Zigbee采集器，所述Zigbee采集器采集到LED灯的信息后经过处理发送到所述Zigbee集中器，最后传输到所述数据管理中心进行数据管理与控制，其特征在于，所述Zigbee采集器包括多输出的Zigbee无线通信单元，所述Zigbee集中器包括多输入的Zigbee无线通信单元，且所述多输出的Zigbee无线通信单元与所述多输入的Zigbee无线通信单元通过Zigbee无线通信网络进行信号传输。
如图3所述Zigbee采集器包括微控制单元、无线通信单元、串口通信模块、存储器、电源模块、时钟模块以及通信接口，所述微控制单元分别与所述无线通信单元、串口通信模块、存储器、电源模块、时钟模块以及通信接口相互通信连接。微处理器是Zigbee采集器的核心，本实施例采用Tl公司推出的基于MSP430F149的控制芯片作为主MCU。MSP430F149是一款超低功耗的16位单片机，具有丰富的I/O接口可以用来扩展外部资源。本实施方式中，无线通信单元(也就是多输出的Zigbee无线通信单元)采用CC2420芯片，也可以采用CC2430或CC2530芯片等，根据时间和传输距离的不同应用需求而定，在此不作限定。存储器采用FM24C16铁电存储器，具有无限次擦写和非易失性的特点，减小***功耗、节省空间和成本的同时，还增加了***的可靠性。时钟模块选用高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。
如图2所示，所述多输出的Zigbee无线通信单元包括编码器、两个或者两个以上扩频模块以及与每个扩频模块相连的发射天线，所述编码器分别与两个或者两个以上的扩频模块相连接，所述多输出的Zigbee无线通信单元的数据首先经过编码器编码完成后分成多路信号，每路信号均经过扩频模块进行扩频然后经过所述发射天线发射出去。所述多输入的Zigbee无线通信单元包括两个或者两个以上接收天线、两个或者两个以上的同步模块、两个或者两个以上的解扩频模块以及一解码器，每一接收天线均与一同步模块和一解扩频模块依次连接；所述每一接收天线接收到的信号经过所述同步模块进行时间同步和频率同步后传输到所述解扩频模块，所有所述解扩频模块解扩频后将信号合并，最后传输到所述解码器进行解码，还原所述多输出的Zigbee无线通信单元接收到的数据信号。本发明实施例中，该编码器优选差分编码器，该解码器优选差分解码器。
本发明中，所述Zigbee集中器还包括GPRS、基于3G的CDMA或基于4G的LTE通信模块，所述Zigbee集中器通过上述通信模块与数据管理中心进行通信。除此之外，上述通信方式还可以根据实际需要选择，也可以采用其他的通信方式。
本发明中，所述Zigbee采集器还包括采集LED灯的状态信息的传感器，所述传感器与所述通信接口相连，在LED等控制***中，优选采用光感传感器。
综上所述，本发明基于Zigbee无线通信的LED灯控制***采用多输入多输出的Zigbee无线通信单元进行数据传输，每路输入或者每路输出与其他的输入或者输出线路的数据处理均相互独立，不但解决了Zigbee发送信号的多径传输效应问题，而且提高了信道的信噪比；还可以在不增加输入功率的情况下还能比较优化的有效对信道进行较好的分配功率，从而达到性能最大传输。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，所述控制***包括数据管理中心、Zigbee集中器以及用于采集LED灯的数据信息的Zigbee采集器，所述Zigbee采集器采集到LED灯的信息后经过处理发送到所述Zigbee集中器，最后传输到所述数据管理中心进行数据管理与控制，其特征在于，所述Zigbee采集器包括多输出的Zigbee无线通信单元，所述Zigbee集中器包括多输入的Zigbee无线通信单元，且所述多输出的Zigbee无线通信单元与所述多输入的Zigbee无线通信单元通过Zigbee无线通信网络进行信号传输。
2.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述Zigbee采集器包括微控制单元、无线通信单元、串口通信模块、存储器、电源模块、时钟模块以及通信接口，所述微控制单元分别与所述无线通信单元、串口通信模块、存储器、电源模块、时钟模块以及通信接口相互通信连接。
3.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述多输出的Zigbee无线通信单元包括编码器、两个或者两个以上扩频模块以及与每个扩频模块相连的发射天线，所述编码器分别与两个或者两个以上的扩频模块相连接，所述多输出的Zigbee无线通信单元的数据首先经过编码器完成编码后分成多路信号，每路信号均经过扩频模块进行扩频然后经过所述发射天线发射出去。
4.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述编码器为差分编码器。
5.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述多输入的Zigbee无线通信单元包括两个或者两个以上接收天线、两个或者两个以上的同步模块、两个或者两个以上的解扩频模块以及一解码器，每一接收天线均与一同步模块和一解扩频模块依次连接；所述每一接收天线接收到的信号经过所述同步模块进行时间同步和频率同步后传输到所述解扩频模块，所有所述解扩频模块解扩频后将信号合并，最后传输到所述解码器进行解码，还原所述多输出的Zigbee无线通信单元接收到的数据信号。
6.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述解码器为差分解码器。
7.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述Zigbee集中器还包括GPRS通信模块，所述Zigbee集中器通过所述GPRS通信模块与所述数据管理中心进行通信。
8.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述Zigbee集中器还包括CDMA或LTE通信模块，所述Zigbee集中器通过所述CDMA或LTE通信模块与所述数据管理中心进行通信。
9.根据权利要求2所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述Zigbee采集器还包括采集LED灯的状态信息的传感器，所述传感器与所述通信接口相连。
10.根据权利要求9所述的基于Zigbee无线通信的LED灯控制***，其特征在于，所述传感器为光感传感器。
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