[发明专利]LED照明实时仿真控制系统及其仿真控制方法

权利要求书

1.一种LED照明实时仿真控制系统，其特征在于，其包括LED灯具、ZigBee照度传感器、ZigBee路由器、ZigBee-WiFi网关、WiFi无线路由器、主监控器、虚拟现实照明控制系统；LED灯具、ZigBee照度传感器都与ZigBee路由器连接，ZigBee路由器、WiFi无线路由器都与ZigBee-WiFi网关连接，主监控器与WiFi无线路由器连接，WiFi无线路由器、虚拟现实照明控制系统都与LED灯具连接；LED灯具和ZigBee照度传感器之间采用以IEEE 802.15.4标准为基础的ZigBee灯光无线控制规范协议进行无线通信，虚拟现实照明控制系统采用基于Quest3d虚拟现实软件开发的虚拟3D仿真控制系统。

2.如权利要求1所述的LED照明实时仿真控制系统，其特征在于：所述ZigBee照度传感器包括数字光模块和第一ZigBee通信模块，数字光模块内置模数转换电路，可直接将采集的光的照度数据转换成数字信号，通过串口传送给第一ZigBee通信模块；第一ZigBee通信模块根据ZLL协议将照度值发送给ZigBee-WiFi网关，再经WiFi无线路由器发送给主监控器。

3.如权利要求1所述的LED照明实时仿真控制系统，其特征在于：所述LED灯具包括第二ZigBee通信模块和PWM模块，并采用PWM技术实现对LED灯具的无级调光；第二ZigBee通信模块具备双向通信功能，一方面实现接收主监控器发送来的控制信号，另一方面发送LED状态信息给主监控器；PWM模块通过串口接收第二ZigBee通信模块的PWM值，经PWM调波控制LED的亮度和颜色。

4.如权利要求1所述的LED照明实时仿真控制系统，其特征在于：所述ZigBee路由器选用的是TI公司的CC2530型通信芯片，主要功能是作为无线传感网络的中转节点。

5.如权利要求1所述的LED照明实时仿真控制系统，其特征在于：所述ZigBee-WiFi网关作为网络协调器，实现不同协议层的互联，包括ZigBee通信模块和WiFi通信模块，WiFi通信模块采用xPico Wi-Fi通信模块，ZigBee通信模块采用CC2531型通信模块；ZigBee-WiFi网关通过ZigBee协议与LED灯具进行通信，与上位机的虚拟现实照明控制系统则通过WiFi协议进行通信。

6.如权利要求1所述的LED照明实时仿真控制系统，其特征在于：所述WiFi无线路由器选用2.4GHz频段的TL-WR886N无线路由器，主要功能是构建无线局域网用于连接主监控器和照明网络。

7.如权利要求1所述的LED照明实时仿真控制系统，其特征在于：所述主监控器选用具备无线或有线通信能力的笔记本或台式电脑，主要功能是用于显示可视化监控画面，发送控制信号。

8.如权利要求1所述的LED照明实时仿真控制系统，其特征在于：所述虚拟现实照明控制系统运用TCP/IP协议，利用Socket多线程技术，来实现作为监控端的LED照明仿真中心与现场层的LED照明控制系统的双向通信。

9.一种LED照明实时仿真控制系统的仿真控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，用户在虚拟现实照明控制系统进行操作，主监控器通过WiFi通信将控制信号传输给WiFi无线路由器；

步骤二，WiFi无线路由器将控制信号转发给作为网络协调器的ZigBee-WiFi网关；

步骤三，ZigBee-WiFi网关将接收到的WiFi信号经过ZigBee-WiFi网关数据转换成ZigBee信号，再将ZigBee信号路由给第二ZigBee通信模块来实现LED灯具的控制；

步骤四，ZigBee照度传感器通过检测当前环境照度并进行有效采集，并对偶然性检测到的高频干扰信号进行滤波处理，使信号呈现平滑的状态；

步骤五，照度信息经过ZigBee路由器传输至ZigBee-WiFi网关，由于本身信号传输媒介或者传输过程中干扰而引起的传输延迟而影响到LED灯具控制的实时性，利用动态优先级分组调度算法来初步解决照度信息传输延迟性问题；

步骤六，虚拟现实照明控制系统根据照度传感器检测到的当前照度值与预设值之间的误差来确定LED灯具亮度调节区间，并将该信息通过ZigBee-WiFi网关中转至第二ZigBee通信模块来实现LED灯具的实时控制。