本发明为一种双向电源线LED灯控制系统，运用电源线本身的导电特性，将其运用为信号传输线，以进行特定LED灯的控制信号与传感器的感测信号的传输。本发明的方法是运用电容本身所具有的交流信号传输特性，以一耦合电容装设于电源线一端，使得电源线与耦合电容形成一电容耦合体，当将带有控制信号的交流信号载于耦合电容时，电容耦合体即可形成谐振，进而可于电源线的另一端进行信号撷取，达到以电源线进行信号的双向传输而控制LED灯或将LED灯旁的感测信号传输回控制面板。
1.一种双向电源线LED灯控制系统，其特征在于，通过一电源线进行一控制信号与一感测信号的传输，以控制多个LED模块与多个传感器，该控制系统包含：一控制收发器，具有耦合于该电源线的一控制耦合电容，用以将该控制信号以一第一调变频率调变为一第一调变信号，而通过该发射耦合电容将该第一调变信号经由该电源线传输出去，并经由该控制耦合电容将载于该电源线的带有该感测信号的一第二调变信号撷取，以一第二调变频率解调变为该感测信号；
多个收发器，每个该收发器具有耦合于该电源线的一收发耦合电容且连接至少一个该LED模块与至少一个该传感器，用以经由该收发耦合电容接收该第一调变信号并以该第一调变频率解调变为该控制信号以控制该LED模块，并将所连接的该传感器的该感测信号以该第二调变频率调变为该第二调变信号而经由该收发耦合电容传送出去；及一控制面板，连接该控制收发器，用以控制该控制收发器。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，包含：
多个接收器，每个该接收器具有耦合于该电源线的一收发耦合电容且连接至少一个该LED模块，用以经由该收发耦合电容接收该第一调变信号并以该第一调变频率解调变为该控制信号以控制该LED模块。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包含：
一网络传输模块，连接该控制面板，用以连接一因特网以接收由远程传来的一控制指令。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制信号包含有一身份确认码，且每个该收发器具有一身份码，当该收发器接收该控制信号的该身份确认码并核对符合该身份码时，以该控制信号控制该LED模块。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该些收发器是于接收到该第一调变信号或该第二调变信号后，将该第一调变信号或该第二调变信号加强而重新加载该电源线。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制信号是由该控制面板产生，且该控制收发器包含：一第一微控制器，连接该控制面板，用以接收该控制信号与该感测信号；
一第一编码器，连接该第一微控制器，用以接收该控制信号，并编码为一第一编码数据；
一第一传送单元，连接该第一编码器与该控制耦合电容，用以接收该第一编码数据，并以该第一调变频率调变为该第一调变信号；
一第一接收单元，连接该控制耦合电容，用以接收由该控制耦合电容所耦合的该第二调变信号并以该第二调变频率解调变为一第二编码数据；及一第一译码器，连接该第一接收单元与该第一微控制器，用以将该第二编码数据译码为该感测信号。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制信号是由该控制面板产生，且该控制收发器包含：一第一编码器，连接该控制面板，用以接收该控制信号，并编码为一第一编码数据；
一第一传送单元，连接该第一编码器与该控制耦合电容，用以接收该第一编码数据，并以该第一调变频率调变为该第一调变信号；
一第一接收单元，连接该控制耦合电容，用以接收由该控制耦合电容所耦合的该第二调变信号并以该第二调变频率解调变为一第二编码数据；及一第一译码器，连接该第一接收单元与该控制面板，用以将该第二编码数据译码为该感测信号。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制信号由该控制面板产生并转换为该第一编码数据，且该控制收发器包含：一第一传送单元，连接该控制耦合电容与该控制面板，用以接收该第一编码数据，并以该第一调变频率调变为该第一调变信号；及一第一接收单元，连接该控制耦合电容与该控制面板，用以接收由该控制耦合电容所耦合的该第二调变信号并以该第二调变频率解调变为一第二编码数据，该控制面板再据以转换为该感测信号。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，每个该收发器包含：一第二微控制器，连接该LED模块与该传感器，用以接收该控制信号以控制该LED模块并接收该传感器所传来的该感测信号；
一第二编码器，连接该第二微控制器，用以接收该感测信号并编码为一第二编码数据；
一第二传送单元，连接该第二编码器与该收发耦合电容，用以接收该第二编码数据，并以该第二调变频率调变为该第二调变信号；
一第二接收单元，连接该收发耦合电容，用以接收由该收发耦合电容所耦合的该第一调变信号并以该第一调变频率解调变为一第一编码数据；及一第二译码器，连接该第二接收单元与该第二微控制器，用以将该第一编码数据译码为该控制信号。
10.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，每个该接收器包含：一第三接收单元，连接该收发耦合电容，用以接收由该收发耦合电容所耦合的该调变信号并以该第一调变频率解调变为该第一编码数据；
一第三译码器，连接该接收单元，用以将该第一编码数据译码为该控制信号；及一第三微控制器，连接该第三译码器与该LED模块，以该控制信号控制该LED模块。
11.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，每个该接收器包含：一第三接收单元，连接该收发耦合电容，用以接收由该收发耦合电容所耦合的该调变信号并以该第一调变频率解调变为一第一编码数据；及一第三微控制器，连接该第三接收单元与该LED模块，用以将该第一编码数据译码为以该控制信号以控制该LED模块。
12.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，该控制信号包含有一身份确认码，且每个该收发器与该接收器具有一身份码，当该收发器或该接收器接收该控制信号的该身份确认码并核对符合该身份码时，以该控制信号控制该LED模块。
13.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该第一调变频率与该第二调变频率的频率相同或相异。
双向电源线LED灯控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种LED灯，特别是关于一种双向电源线LED灯控制系统。
背景技术
[0002] 日前，由于能源危机与健康风潮的交互作用下，绿色科技成为当红的热门产业之一。其中备受瞩目的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯，是由于其具有低耗电、高亮度、寿命长等优点，非常适合做为全球耗电量占40％的照明设备的主要组件。
[0003] 例如，美国环保署推动的能源的星计划当中的10项，即有三项包括了照明设备，分别为：能源的星绿色照明(Energy Star Green Lights Program)、能源的星紧急出口照明灯方案(Energy Star Exit Signs Program)与能源的星住家照明设备方案(Energy Star Residential Light Fixtures Program)。照明设备所受到的重视可见一般。
[0004] 然而，若要使得LED灯更具有节能效果，则必须考虑到环境因素与散热效能等。因此，传统的控制方式，仅以电源的切换来进行灯具单纯的开与关，或者，以电源的切换来进行灯具的多段切换而控制不同的灯的开与关，似乎已无法满足LED灯的控制需求。亦即，对于LED灯的控制，同部也包含了控制其驱动电流来控制其亮度与耗能，甚至进行各式各样的控制动作等等，都成为未来智能型LED灯具的发展空间。
[0005] 要达到以上的智能型LED灯具的控制，现有的技术都必须在电源线旁增加一组控制线路，以满足各式各样的控制需求。如果在新的建筑物同步安装智能型LED灯具时，须耗费控制线路的费用。如果在旧的建筑物安装智能型灯具时，除了控制线路的费用外，此控制线路必须额外进行布线，更须耗费布线的成本。
[0006] 同样地，当LED灯具应用在路灯系统时，亦有相同的布线问题。此一控制线路的增加，除了有成本增加的问题外，更不符合绿色科技的基本要求。于是，如何能运用更精简的技术，不必运用控制线路，即可以低成本实现LED灯具的智能化，当可作为绿色科技的典范。
发明内容
[0007] 鉴于以上公知技术的问题，本发明提供一种双向电源线LED灯控制系统，通过一电源线进行一控制信号与一感测信号的传输，以控制多个LED模块与多个传感器，该控制系统包含：一控制收发器、多个收发器与一控制面板。其中，控制收发器具有耦合于电源线的控制耦合电容，用以将控制信号以第一调变频率调变为第一调变信号，而通过发射耦合电容将第一调变信号经由电源线传输出去，并经由控制耦合电容将载于电源线的带有感测信号的第二调变信号撷取，以第二调变频率解调变为感测信号。每个收发器具有耦合于电源线的收发耦合电容且连接至少一个LED模块与至少一个传感器，用以经由收发耦合电容接收第一调变信号并以第一调变频率解调变为控制信号以控制LED模块，并将所连接的传感器的感测信号以第二调变频率调变为第二调变信号而经由收发耦合电容传送出去。控制面板连接控制收发器，用以使控制收发器进行信号的发送与接收。采用本发明的技术实现LED灯具的智能化可以有效的降低成本，并具有环保的特点。
[0008] 为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
[0009] 图1为本发明的单向电源线LED灯控制系统功能方块图；
[0010] 图2A为本发明控制收发器的第一具体实施例；
[0011] 图2B为本发明控制收发器的第二具体实施例；
[0012] 图2C为本发明控制收发器的第三具体实施例；
[0013] 图2D为本发明传送单元的第一具体实施例；
[0014] 图2E为本发明传送单元的第二具体实施例；
[0015] 图2F为本发明的第一接收单元的具体实施例
[0016] 图3为本发明的收发器的具体实施例；
[0017] 图4A为本发明的接收器的具体实施例；
[0018] 图4B为本发明的接收单元的具体实施例；及
[0019] 图5是本发明的控制面板的具体实施例。
[0020] 符号说明
[0021] 11 控制耦合电容 12 接收耦合电容
[0022] 13 收发耦合电容 14 接收耦合电容
[0023] 15 接收耦合电容 16 收发耦合电容[0024] 21 第一接收器 211 第三接收单元[0025] 2111 滤波器 2112 解调变器
[0026] 2113 放大器 2114 频率产生器
[0027] 212 第三译码器 213 第三微控制器[0028] 22 第三接收器 23 第N-1接收器[0029] 24 第N接收器 31、32、33、34、35 LED模块[0030] 40 控制收发器 40A、40B、40C 控制收发器
[0031] 41 第一传送单元 411 调变器
[0032] 412 第一频率产生器 413 放大器
[0033] 42 第一编码器 43 第一微控制器[0034] 44 第一接收单元 441 滤波器
[0035] 442 解调变器 443 放大器
[0036] 444 第二频率产生器 45 第一译码器
[0037] 50 控制面板 51 第二微控制器[0038] 52 输入单元 53 显示单元
[0039] 60 网络传输模块 70 因特网
[0040] 80 控制中心 90 电源线
[0041] 91 第一收发器 911 第二传送单元[0042] 912 第二编码器 913 第四微控制器[0043] 914 第二译码器 915 第二接收单元[0044] 92 第N收发器 101 传感器
[0045] 102 传感器
具体实施方式
[0046] 本发明是运用电源线来做为LED灯控制系统的传输线。电源线的阻抗并非专为传输线而设计，特别是在现有的建筑物或者是路灯系统等，因此，其阻抗的匹配性问题更须注意。为了解决此问题，本发明运用一耦合电容接口，来作为传输带有频率的信号给LED灯具，其可适应不同的电源线的阻抗问题。其原理在于，将电源线视为传输线时，无论其阻抗值为多少，将耦合电容接口加上电源线的一端时，将会使得整个电源线与该耦合电容整合为一电容耦合体。由于电容可传输交流信号，此电容耦合体将可把信号透过电源线传输至LED灯具。
[0047] 请参考图1，其为本发明的单向电源线LED灯控制系统功能方块图，单向电源线LED灯控制系统包括：控制耦合电容11、控制收发器40、控制面板50、接收耦合电容12、第一接收器21、收发耦合电容13、第二收发器91、接收耦合电容14、第三接收器22、接收耦合电容15、第N-1接收器23、收发耦合电容16、第N收发器与网络控制模块60等。
[0048] 其中，第一接收器21控制LED模块31，第二收发器91控制LED模块32与传感器101，第三接收器22控制LED模块33，第N-1接收器24控制LED模块34，而第N收发器92控制LED模块35与传感器102。控制耦合电容11、接收耦合电容12、收发耦合电容13、接收耦合电容14、接收耦合电容15与收发耦合电容16分别耦接至电源线90。控制耦合电容
11耦接控制收发器40，接收耦合电容12耦接第一接收器21，收发耦合电容13耦接第二收发器91，接收耦合电容14耦接第三接收器22，接收耦合电容15耦接第N-1接收器24，收发耦合电容16耦接第N收发器91。
[0049] 其中，控制收发器40与耦合于该电源线90的控制耦合电容11可将由控制面板50产生的控制信号以第一调变频率调变为第一调变信号，而通过控制耦合电容11将第一调变信号经由电源线90传输出去。而每个接收器(第一接收器21、第三接收器22与第N-1接收器23)均与一个接收耦合电容耦接(接收耦合电容12、接收耦合电容14与接收耦合电容15)且连接一个LED模块，其可经由接收耦合电容接收载于电源线90上的调变信号并以第一调变频率解调变为控制信号，以控制所连接的LED模块。而每个收发器(第二收发器91、第N收发器92)均与一个收发耦合电容耦接(收发耦合电容13、收发耦合电容16)且连接至少一个LED模块(LED模块32、LED模块35)与至少一个传感器(传感器101、传感器102)，其可经由收发耦合电容16接收载于电源线90上的第一调变信号(第一调变频率)并解调变为控制信号以控制所连接的LED模块，或者，经由收发耦合电容16将传感器的感测信号以第二调变频率调变为第二调变信号后载于电源线90上。
[0050] 此外，第二收发器91与第N收发器92除了本身可接收内含控制信号的调变信号并发射调变信号外，亦可作为重传器，以在电源线90过长时，予以信号增强，让调变信号得以传输更远的距离。亦即，每个收发器于接收到调变信号后，将调变信号加强而重新加载电源线90。
[0051] 网络传输模块60则连接控制面板50，用以连接因特网70以接收由远程控制中心80传来的控制指令，而使系统可受远程的控制中心80所下达的控制指令控制。
[0052] 其中，控制信号可包括一身份确认码，而每个接收器或收发器均可具有一身份码，当接收器或收发器接收控制信号的身份确认码并核对符合身份码时，以控制信号控制所连接的LED模块的动作。亦即，透过身份确认码整合于控制信号中，系统即可控制不同的LED模块的动作，例如，亮度、开关、闪烁等等。例如，第一接收器21的身份码为ID1，第二收发器91的身份码为ID2，第三接收器22的身份码为ID3，第N-1接收器23的身份码为IDN，第N收发器92的身份码为IDN-1。当要控制系统的LED模块31、LED模块33的亮度、开启与闪烁等动作，只须于控制信号当中加载ID1、ID3开启的指令，即可仅控制LED模块31、LED模块33的动作，而LED模块32、LED模块34则不动作，以此类推。此身份码在收发器发送第二调变信号时亦可采用，亦即，通过第二调变信号当中加载具有身份码的讯息，控制收发器
40即可解出感测信号是哪个传感器所发出。
[0053] 其中，第一调变频率与第二调变频率的频率可采用相同的频率，例如，由低频频带100kHz～4MHz任选；较高频频带的4MHz～200MHz任选。或者，第一调变频率与第二调变频率的频率可采用不同的两个频率，例如，一个采用较低频频率，另一采用较高频频率。采用相同频率时，须运用半双工的传输技术；而采用两个频率时，则可采用全双工的技术。
[0054] 其中，控制收发器40的细部功能方块图，请参考图2A～2F；收发器的细部功能方块图，请参考图3；接收器的细部功能方块图，请参考图4A～4B；控制面板50的细部功能方块图，请参考图5。以下，将分别说明。
[0055] 请参考图2A，其为本发明控制收发器的第一具体实施例，控制收发器40A包括：第一传送单元41、第一编码器42、第一微控制器43、第一接收单元44与第一译码器45。其中，第一微控制器43连接控制面板50，用以接收控制信号与感测信号。第一编码器42连接第一微控制器43，用以接收控制信号，并编码为第一编码数据。第一传送单元41连接第一编码器42与控制耦合电容11，用以接收第一编码数据，并以第一调变频率调变为第一调变信号。最后，控制耦合电容11即可将第一调变信号载于电源线90上。第一接收单元44连接控制耦合电容11，用以接收由控制耦合电容11所耦合的第二调变信号并以第二调变频率解调变为第二编码数据。第一译码器45连接第一接收单元44与第一微控制器43，用以将第二编码数据译码为感测信号。第一控制单元43即可将感测信号传送至控制面板50，控制面板50可透过网络传输模块60经由因特网70传输至控制中心80。
[0056] 请参考图2B，其为本发明控制收发器的第二具体实施例，控制收发器40B包括：第一传送单元41、第一编码器42、第一接收单元44与第一译码器45。其中，第一编码器42连接控制面板50，用以接收控制信号，并编码为第一编码数据。第一传送单元41连接第一编码器42与控制耦合电容11，用以接收第一编码数据，并以第一调变频率调变为第一调变信号。最后，控制耦合电容11即可将第一调变信号载于电源线90上。第一接收单元44连接控制耦合电容11，用以接收由控制耦合电容11所耦合的第二调变信号并以第二调变频率解调变为第二编码数据。第一译码器45连接第一接收单元44与控制面板50，用以将第二编码数据译码为感测信号并传送至控制面板50，控制面板50可透过网络传输模块60经由因特网70传输至控制中心80。
[0057] 请参考图2C，其为本发明控制收发器的第三具体实施例，控制收发器40C包括：第一传送单元41与第一接收单元44。其中，第一传送单元41连接控制面板50与控制耦合电容11，用以接收控制面板50将控制信号转换的第一编码数据，并以第一调变频率调变为第一调变信号。最后，控制耦合电容11即可将第一调变信号载于电源线90上。第一接收单元44连接控制耦合电容11与控制面板50，用以接收由控制耦合电容11所耦合的第二调变信号并以第二调变频率解调变为第二编码数据。控制面板50最后再将第二编码数据译码为感测信号，控制面板50可透过网络传输模块60经由因特网70传输至控制中心80。
[0058] 请参考图2D，其为本发明第一传送单元41的第一具体实施例，其运用于图2A与图2B的实施例。第一传送单元41包括：调变器411、第一频率产生器412与放大器413。第一频率产生器412用以产生第一调变频率。调变器411连接第一编码器42与第一频率产生器412，以第一调变频率将第一编码数据调变为第一调变信号。放大器413连接调变器411与控制耦合电容11，用以放大第一调变信号。
[0059] 图2E为本发明传送器的第二具体实施例，其运用于图2C的实施例。第一传送单元41包括：调变器411、第一频率产生器412与放大器413。第一频率产生器412用以产生调变频率。调变器411连接控制面板50与频率产生器412，以第一调变频率将第一编码数据调变为第一调变信号。放大器413连接调变器411与控制耦合电容11，用以放大第一调变信号。
[0060] 请参考图2F，其为本发明的第一接收单元44的具体实施例，第一接收单元44包括：滤波器441、解调变器442、放大器443与第二频率产生器444。其中，滤波器441连接控制耦合电容11，用以滤除非第二调变信号频带的噪声。第二频率产生器444用以产生第二调变频率。解调变器442连接滤波器441与第二频率产生器444，用以解调变第二调变信号为第二编码数据。放大器443连接解调变器442与第一译码器45，用以放大第二编码数据。
[0061] 接着，请参考图3，其为本发明的收发器的具体实施例，第二收发器91包括：第二传送单元911、第二编码器912、第二微控制器913、第二接收单元915与第二译码器914。其中，第二微控制器913连接LED模块32与传感器101，用以接收控制信号以控制LED模块32并接收传感器101所传来的感测信号。第二编码器912连接第二微控制器913，用以接收感测信号并编码为第二编码数据。第二传送单元911连接第二编码器912与收发耦合电容13，用以接收第二编码数据，并以第二调变频率调变为第二调变信号。第二接收单元915连接收发耦合电容13，用以接收由收发耦合电容13所耦合的第一调变信号并以第一调变频率解调变为第一编码数据。第二译码器914连接第二接收单元915与第二微控制器913，用以将第一编码数据译码为控制信号以控制LED模块32。
[0062] 接着，请参考图4A，其为本发明的接收器的具体实施例，其以第一接收器21为范例，其余的第三接收器22、第N-1接收器23等的功能方块图均相同，不再赘述。第一接收器21包括：第三接收单元211、第三译码器212与第三微控制器213。其中，第三接收单元211连接接收耦合电容12，用以接收由接收耦合电容12所耦合的第一调变信号并解调变为第一编码数据。译码器212连接第三接收单元211，用以将第一编码数据译码为控制信号。
第三微控制器213，连接第三译码器212与LED模块31，以控制信号控制LED模块31。
[0063] 其中，第三译码器212的功能，可由第三微控制器213实现。
[0064] 接着，请参考图4B，其为本发明的接收单元211的具体实施例，接收单元211包括：滤波器2111、第一频率产生器2112、解调变器2113与放大器2114。其中，滤波器2111连接接收耦合电容12，用以滤除非第一调变信号频带的噪声。第一频率产生器2112用以产生第一调变频率。解调变器2113连接滤波器2111与第一频率产生器2112，用以解调变第一调变信号为第一编码数据。放大器2114连接解调变器2113与第三译码器212，用以放大第一编码数据。
[0065] 接着，请参考图5，其为本发明的控制面板50的具体实施例。控制面板50包括：第四微控制器51、输入单元52与显示单元53。其中，第四微控制器51连接控制收发器40，用以产生控制信号。输入单元52连接第四微控制器51，用以输入一控制指令。显示单元53连接第四微控制器51，用以显示控制面板50的状态。第四微控制器51更可连接网络传输模块60，并通过网络传输模块60与远程的控制中心80进行控制信号与感测信号的传输。
[0066] 虽然本发明的较佳实施例揭露如上所述，然其并非用以限定本发明，任何熟悉相关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围须根据本说明书所附的权利要求所界定的内容为准。
