LED定位灯及基于LED定位灯的智能照明系统和控制方法

摘要

本发明公开一种LED定位灯，该LED定位灯根据无线信号收发终端发射的无线信号RSSI值控制LED定位灯亮灭；本发明还公开一种基于LED定位灯的智能照明系统，包括网关、上位机、无线信号收发终端和三个以上所述LED定位灯，LED定位灯计算接收到的无线信号的RSSI值并将RSSI值和地理位置发送给无线信号收发终端，无线信号收发终端根据所述RSSI值计算无线信号收发终端的位置，并将位置发送给上位机，上位机计算出无线信号收发终端的运动轨迹，并根据运动轨迹控制轨迹上的LED定位灯点亮。本发明还公开一种基于LED定位灯的智能照明系统的控制方法。

说明书

技术领域

本发明涉及智能照明技术领域，特别是涉及一种LED定位灯及基于LED定 位灯的智能照明系统和控制方法。

背景技术

目前LED智能照明还是基于传统传感器进行控制的，例如基于PIR热释红 外传感器、微波传感器或声光控制方式等，这些传感器方式在节能方面起了很 大的作用，但是使用上述传感器进行控制经常会造成误操作，例如采用声控的 照明灯经常会因环境的噪声而点亮(如马路上汽车的喇叭声或小区内的电动车 报警声等)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种更加智能且抗干扰性强的LED定 位灯及基于LED定位灯的智能照明系统和控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种LED定位灯，包 括LED灯体、控制模块、光线检测模块和无线收发模块，所述LED灯体、光线 检测模块和无线收发模块分别与控制模块电连接；所述无线收发模块用于接收 无线信号，并将接收到的无线信号发送给控制模块，其中，所述无线信号由随 身携带的无线信号收发终端产生；所述光线检测模块用于检测室内的光线值并 将所述光线值发送给控制模块；所述控制模块用于计算所述无线信号的RSSI值， 当所述RSSI值超过预设的阀值并且所述光线值低于预设的光线阀值时控制所述 LED灯体点亮。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：一种基于以上技术 方案所述的LED定位灯的智能照明系统，包括网关、上位机、无线信号收发终 端和三个以上所述LED定位灯；所述LED定位灯安装于照明场所的不同位置， 并且每个LED定位灯内存储有LED定位灯的安装地理位置信息；所述LED定 位灯的控制模块还用于通过所述无线收发模块将所述安装地理位置信息和无线 信号的RSSI值发送给无线信号收发终端；所述无线信号收发终端还用于根据接 收到的所述RSSI值与安装地理位置信息计算无线信号收和终端的位置，并通过 所述网关将所述位置发送给上位机；所述上位机用于根据接收到的所述位置计 算无线信号收发终端的运动轨迹，并控制运动轨迹上的LED定位灯点亮。

为了解决上述技术问题，本发明采用的再一技术方案为：基于LED定位灯 的智能照明系统的控制方法，包括：LED定位灯接收所述无线信号收发终端发 送的无线信号，计算所述无线信号的RSSI值，将所述RSSI值和LED定位灯的 安装地理位置信息发送给所述无线信号收发终端，并且判断所述RSSI值是否超 过预设的阀值，若是，则判断环境的光线值是否低于预设的光线阀值，当所述 RSSI值大于预设的阀值且所述光线值低于预设的光线阀值时点亮所述LED定 位灯；所述无线信号收发终端接收所述RSSI值和安装地理位置信息，根据接收 到的所述RSSI值与安装地理位置信息计算无线信号收和终端的位置，并通过所 述网关将所述位置发送给上位机；所述上位机根据接收到的所述位置计算无线 信号收发终端的运动轨迹，并控制运动轨迹上的LED定位灯点亮。

本发明的有益效果在于：区别于现有技术中，LED智能照明还是基于传统 传感器进行控制的经常会造成误操作，本发明LED定位灯根据计算随身携带的 无线信号收发终端的无线信号的RSSI值判断目标与LED定位灯的距离，当所 述RSSI值大于预设阀值时，即所述目标物距LED定位灯小于一定距离时点亮 LED定位灯，从而大大提高LED定位灯的控制抗干扰性；本发明基于LED定 位灯的智能照明系统及其控制方法通过LED定位灯对目标实施实时的精准的定 位，并通过上位机根据目标的运动轨迹自动点亮工作/生活场所的LED定位灯， LED定位灯的点亮随着目标的活动进行自动管理，从而大大提高LED定位灯控 制的智能化。

附图说明

图1为本发明一实施方式LED定位灯的结构框图；

图2为本发明一实施方式基于LED定位灯的智能照明系统的组成框图；

图3为本发明一实施方式基于LED定位灯的智能照明系统的控制方法的执 行流程图；

图4为三点定位方法的示意图；

图5为本发明一实施方式中基于LED定位灯的智能照明系统的示意图；

图6为本发明一实施方式中LED定位灯的工作流程图；

图7为本发吸一实施方式中无线信号收发终端的工作流程图；

标号说明：

1、LED定位灯；  2、无线信号收发终端；  3；网关；

4、上位机；  10、LED灯体；  20、控制模块；

30、光线检测模块；  40、无线收发模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并 配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：本发明通过计算目标物(目标物随身携带着所 述无线信号收发终端)发出的无线信号的RSSI值和检测环境光线强度来控制 LED定位灯的亮灭，提高控制的抗干扰性，并通过网关和上位机根据目标物的 运动轨迹实现智能控制LED定位灯亮灭。

请参照图1，为本发明LED定位灯的结构框图，一种LED定位灯，包括 LED灯体10、控制模块20、光线检测模块30和无线收发模块40，所述LED灯 体10、光线检测模块30和无线收发模块40分别与控制模块20电连接；

所述无线收发模块40用于接收无线信号，并将接收到的无线信号发送给控 制模块20，其中，所述无线信号由随身携带的无线信号收发终端2产生；

所述光线检测模块30用于检测室内的光线值并将所述光线值发送给控制模 块20；

所述控制模块20用于计算所述无线信号的RSSI值，当所述RSSI值超过预 设的阀值并且所述光线值低于预设的光线阀值时控制所述LED灯体10点亮。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明LED定位灯通过计算无 线信号收发终端(即目标物)的无线信号的RSSI值来控制LED定位灯，其中， 所述RSSI值的大小与目标物与LED定位灯的距离的平方成反比，当所述RSSI 值超过预设的阀值并且所述光线值低于预设的光线阀值时控制所述LED灯体点 亮，即本发明根据目标物距LED定位灯的距离与环境的光线来控制LED定位灯 的亮灭，从而有效滤除环境对LED定位灯控制的干扰因素，大大提高了LED定 位灯控制的抗干扰性。

在本方案中采用无线传输的弗斯林传输公式计算无线信号的RSSI值，其 RSSI值的大小(即无线信号的强度)与路径的长度的平方呈反比，根据此公式 可以在实际中可以根据所得到的RSSI值的大小(无线信号的强度)反向推算出 目标物距LED定位灯距离的远近。

进一步的，在本实施方式中，所述无线收发模块40为ZigBee无线收发模 块，所述无线信号收发终端2为ZigBee无线收发终端。

ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议，ZigBee协议从下到上分别 为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层 (APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

ZigBee无线收发模块是指使用ZigBee无线网络协议进行接收和发送无线信 号的模块；

ZigBee无线信号收发终端是指具有使用ZigBee无线网络协议进行接收和发 送无线信号功能的终端。

在其他实施方式中，所述无线收发模块40可以为蓝牙模块或WIFI模块， 所述无线信号收发终端2为对无线收发模块对应的具有蓝牙模块或WIFI模块的 终端。

进一步的，在一实施方式中，所述控制模块还用于当所述RSSI值低于预设 的阀值或所述光线值高于预设的光线阀值时控制所述LED灯体熄灭。

请参阅图2和图5，为本发明提供的另一技术方案一种基于LED定位灯的 智能照明系统的示意图。一种基于以上所述的LED定位灯的智能照明系统，包 括网关3、上位机4、无线信号收发终端2和三个以上所述LED定位灯1；

所述LED定位灯1安装于照明场所的不同位置，并且每个LED定位灯1 内存储有LED定位灯的安装地理位置信息；

所述LED定位灯1的控制模块20还用于通过所述无线收发模块40将所述 安装地理位置信息和无线信号的RSSI值发送给无线信号收发终端2；

所述无线信号收发终端2还用于根据接收到的所述RSSI值与安装地理位置 信息计算无线信号收和终端的位置，并通过所述网关3将所述位置发送给上位 机4；

所述上位机4用于根据接收到的所述位置计算无线信号收发终端的运动轨 迹，并控制运动轨迹上的LED定位灯1点亮。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明通过无线信号收发终端 获取各LED定位灯计算的所述无线信号的RSSI值和LED定位灯的安装地理位 置信息，并计算出无线信号收发终端的位置(即目标物的位置)，通过网关将所 述位置发送给上位机，上位机计算无线信号收发终端的运动轨迹，并控制运动 轨迹上的LED定位灯点亮，从而实现对目标物的定位跟踪以及根据目标物的运 动轨迹实现智能化控制LED定位灯亮灭。

进一步的，所述根据接收到的所述RSSI值与安装地理位置信息计算无线信 号收和终端的位置具体包括：

根据三个所述无线信号的RSSI值计算所述无线信号收发终端距与所述 RSSI值对应的三个LED定位灯的距离；

将所述安装地理位置信息和所述距离带入三点定位公式计算出所述无线信 号收发终端的位置。

请参照图3，根据三点定位方法，其中A、B、C分别代表三个LED定位灯 的位置，D为目标的位置，根据Heron公式，

x＝2*SQRT(L1*(L1-AB)*(L1-BD)*(L1-AD))/AB

y＝2*SQRT(L2*(L2-BC)*(L2-BD)*(L2-CD))/BC

其中，L1＝AB+BD+AD；L2＝BC+BD+CD；

BD、AD、BD、CD可以根据相应的LED定位灯发送的无线信号RSSI值 反向推算出，AB和BC可以根据LED定位的安装地理位置计算得到；

L1代表参与目标D与参考LED A灯和B灯组成三角形的周长；

L2代表参与目标D与参考LED B灯和C灯组成三角形的周长；

AB/BC/BD/CD/AD分别代表参考LEDA/B/C/D灯之间的距离；

SQRT代表开平方；

x/y代表与参考点的坐标距离；

从上可以得到目标物与参考LED定位灯的相对坐标位置。

进一步的，所述无线收发模块为ZigBee无线收发模块，所述无线信号收发 终端为ZigBee无线收发终端。

请参阅图4，本发明提供的另一技术方案为基于LED定位灯的智能照明系 统的控制方法，包括：

S1、LED定位灯接收所述无线信号收发终端发送的无线信号，计算所述无 线信号的RSSI值，将所述RSSI值和LED定位灯的安装地理位置信息发送给所 述无线信号收发终端，并且判断所述RSSI值是否超过预设的阀值，若是，则判 断环境的光线值是否低于预设的光线阀值，当所述RSSI值大于预设的阀值且所 述光线值低于预设的光线阀值时点亮所述LED定位灯；

S2、所述无线信号收发终端接收所述RSSI值和安装地理位置信息，根据接 收到的所述RSSI值与安装地理位置信息计算无线信号收和终端的位置，并通过 所述网关将所述位置发送给上位机；

S3、所述上位机根据接收到的所述位置计算无线信号收发终端的运动轨迹， 并控制运动轨迹上的LED定位灯点亮。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明可以根据目标物(无线 信号收发终端)与LED定位灯的距离自动控制LED灯点亮或熄灭，同时上位机 还可以获得目标物的位置并计算出目标物的运动轨迹，根据目标物的运动轨迹 控制LED定位灯的亮灭，大大提高LED照明系统的智能化。

本发明的实施例一为：一种基于LED定位灯的照明系统的控制方法，其中 所述照明系统包括三个以上参考灯(即LED定位灯)、ZigBee无线收发终端、 网关和上位PC机；

所述参考灯内集成有ZigBee无线收发模块、EEROM和光线检测模块；

请参照图5，所述参考灯的工作流程为：

参考灯接收到通讯信息(即无线信号)，根据信息进行判断；

如果通讯信息是定位目标物发出的定位请求，就把所获取的无线信号的 RSSI值和参考灯的自身的坐标送出给目标物(即无线信号收发终端)；

如果通讯信息是索取参考灯的位置信息，就发送参考灯坐标信息(即LED 定位灯安装地理位置)给目标物；

如果通讯信息是参考信的坐标配置信息，那就将定位坐标写入EEROM；

参考灯根据多次获取的RSSI信号值进行分析和计算，得到精确的RSSI值， 如果此值大于开关的阀值(即预计的阀值)，再通过光线检测模块对环境光线进 行判断，再判断参考灯是否需要点亮。

请参照图6和图7，图6为LED定位灯的工作流程图，图7为无线信号收 发终端的工作流程图，所述目标物的工作流程为：

目标接收到通讯信息(即LED定位灯发送的无线信号)后对其信号的类型 进行判断；

如果通讯信息是定位信息，将其得到的各个参考灯的RSSI值与参考灯位置 进行计算，得到位置信息，将信息通过路由节点发送到网关，由其传送到上位 PC机；

如果通讯信息是参考灯发出的定位请求配置，目标物接到请求后将自身的 定位信息发送给参考灯；

如果接收到的通讯信息是要求定位物的位置和身份号等信息，将其写入目 标物的EEROM进行保存；

将多次接收到的RSSI的值进行计算。

上位机根据接收到的目标物的位置计算目标物的运动轨迹，并通过所述网 关控制所述轨迹上的参考灯点亮。

综上所述，本发明提供的LED定位灯、基于LED定位灯的智能照明系统及 其控制方法不仅抗干扰能力强，还能够对目标物进行跟踪定位，以及根据目标 物的运动轨迹控制LED定位灯。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术 领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。