專利名稱：一種大數(shù)量led燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種用于對(duì)燈具使用壽命的測(cè)試方法及其裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，隨著人們生活水平的提高，城市亮化工程和高速公路網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)室內(nèi) 照明、道路照明及建筑物的泛光照明的要求日益提高，因此對(duì)各種LED照明光源和 LED燈具的需求量越來(lái)越大，要求也不斷提高，同時(shí)也推動(dòng)了 LED照明燈具行業(yè)的 飛速發(fā)展，各種高效、節(jié)能的LED新型燈具也不斷出現(xiàn)。
評(píng)價(jià)任何一種LED燈具的品質(zhì)如何，關(guān)鍵是要看其在實(shí)際應(yīng)用中能達(dá)到什么樣 的照明效果和其實(shí)際使用壽命如何。
只有在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生良好照明效果和具有較長(zhǎng)使用壽命的LED燈具才是優(yōu)質(zhì) 的燈具。
LED器件是高效長(zhǎng)壽命的新光源， 一般壽命可長(zhǎng)達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)。
LED燈具壽命測(cè)試，和其它光源一樣，也有加速老化的測(cè)試方法和不加速老化
的一般測(cè)試方法兩種。加速老化測(cè)試方法，需要有加速機(jī)制的理論和試驗(yàn)等效性證明；
最為直觀的是不加速老化測(cè)試。
根據(jù)《國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推薦性技術(shù)規(guī)范LB/T001-2008》
(2008年7月l日發(fā)布、2008年9月l日起實(shí)施)，LED路燈的壽命測(cè)量，不釆用加
速老化的測(cè)試方法。
不論采用何種測(cè)試方法，LED燈具的壽命試驗(yàn)，都需要對(duì)燈具進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的在 線通電"點(diǎn)亮"測(cè)試，這是一項(xiàng)十分耗時(shí)的測(cè)試工作。
現(xiàn)有的燈具測(cè)試系統(tǒng)，在進(jìn)行在線通電"點(diǎn)亮"測(cè)試時(shí)，通常是一對(duì)一地進(jìn)行， 即一套燈具對(duì)應(yīng)一套測(cè)試系統(tǒng)，由于在長(zhǎng)時(shí)間的"點(diǎn)亮"測(cè)試過(guò)程中，數(shù)據(jù)的釆樣頻
率為分鐘/次或數(shù)十分鐘/次，故作為測(cè)試系統(tǒng)中的重要組成部分一裝載有測(cè)試/ 記錄軟件的微機(jī)系統(tǒng)，在這種測(cè)試方式下的利用率是非常低的。
為便于測(cè)試系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行大數(shù)量(對(duì)一個(gè)國(guó)家級(jí)的檢測(cè)中心而言，通常會(huì)是幾十 套或上百套)、長(zhǎng)時(shí)間(通常至少為數(shù)千小時(shí))的LED燈具的壽命測(cè)試評(píng)價(jià)，為需要其全測(cè)試過(guò)程的集中管理和測(cè)試數(shù)據(jù)的集中處理，需要采用大數(shù)量、甚至幾百個(gè) LED燈具同時(shí)在線的光電檢測(cè)新方法。
為了充分發(fā)揮裝載有測(cè)試/記錄軟件的微機(jī)系統(tǒng)的作用，在采用光電檢測(cè)元件/ 探測(cè)器為檢測(cè)源的LED燈具壽命檢測(cè)系統(tǒng)(如同本申請(qǐng)人此前申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮镃N 200910054184.9，名稱為"一種LED燈具流明效率測(cè)試方法"以及申請(qǐng)?zhí)枮镃N 200920077654.9，名稱為"一種LED燈具流明效率測(cè)試裝置"中所公開(kāi)的測(cè)試方法/ 裝置)中，采用多對(duì)一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(即多套燈具光電探測(cè)器檢測(cè)源及其附屬的信號(hào)變 換/傳輸單元，對(duì)應(yīng)一套測(cè)試/記錄微機(jī)系統(tǒng))是十分有必要且可行的；現(xiàn)在微機(jī)的 運(yùn)行速度和數(shù)據(jù)處理能力，使得一套測(cè)試/記錄微機(jī)系統(tǒng)完全可以同時(shí)勝任/應(yīng)對(duì)上 百臺(tái)/套光電檢測(cè)源的數(shù)據(jù)處理和記錄工作。
在上述技術(shù)方案中，從位于現(xiàn)場(chǎng)的多套燈具光電探測(cè)器檢測(cè)源到測(cè)試/記錄微機(jī) 系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸，若采用有線傳輸方式，會(huì)帶來(lái)大量的接線、布線、敷設(shè)以及匯 線槽的架設(shè)等問(wèn)題，如果某條線路出現(xiàn)問(wèn)題，其線路的査找/分辨是十分困難的，會(huì) 給整個(gè)技術(shù)方案的實(shí)施帶來(lái)無(wú)法克服的困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè) 方法及其裝置，其采用帶有地址編碼的近程無(wú)線信號(hào)傳輸方式，使得多對(duì)一的LED燈 具壽命測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得以容易的實(shí)現(xiàn)，避免了有線信號(hào)傳輸方式的諸多弊端，可同時(shí) 實(shí)施大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)光衰減的在線測(cè)試，可對(duì)大數(shù)量LED燈具壽命測(cè)試的集中 管理和測(cè)試數(shù)據(jù)的集中處理，其整套測(cè)試系統(tǒng)占用空間更小，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn) 行變動(dòng)/處理或敷設(shè)匯線槽/電纜橋架，且更加便于維護(hù)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法， 包括與被測(cè)LED燈具數(shù)量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光電探測(cè)器組和一套裝載有測(cè)試/記錄軟件 的終端微機(jī)系統(tǒng)，其特征是建立一個(gè)地址編碼表以區(qū)分各光電探測(cè)器組和其所對(duì)應(yīng) 的被測(cè)LED燈具；在所述各光電探測(cè)器組的信號(hào)輸出端，分別依次對(duì)應(yīng)設(shè)置前置放 大器、A/D變換模塊和無(wú)線發(fā)射模塊，用于將各光電探測(cè)器組的輸出信號(hào)分別進(jìn)行 放大、轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將各LED燈具的光電數(shù)據(jù)和光電探測(cè)器的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行 無(wú)線信號(hào)發(fā)射；所述的無(wú)線信號(hào)發(fā)射按時(shí)序進(jìn)行，并附有地址編碼；在所述終端微機(jī) 系統(tǒng)的信號(hào)輸入端，設(shè)置一個(gè)受單片機(jī)控制的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊；所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接 收模塊和多個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊構(gòu)成多對(duì)一的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線信號(hào)傳輸單元；所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊在單片機(jī)的控制下，對(duì)所有無(wú)線發(fā)射模塊所發(fā)出的各路無(wú)線 傳輸信號(hào)按地址編碼進(jìn)行自動(dòng)巡檢/采集/接收，經(jīng)RS 232數(shù)據(jù)接口送入終端微機(jī) 系統(tǒng)；所述的終端微機(jī)系統(tǒng)依據(jù)地址編碼來(lái)識(shí)別所采集的光電數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)與光電 探測(cè)器組和被測(cè)LED燈具的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集各組LED燈具的光 強(qiáng)變化數(shù)據(jù)，分別對(duì)每一個(gè)被測(cè)LED燈具或任意選擇的被測(cè)LED燈具，實(shí)施測(cè)試管 理和集中數(shù)據(jù)處理。
進(jìn)一步地，所述的終端微機(jī)系統(tǒng)根據(jù)光電探測(cè)器響應(yīng)率與溫度的關(guān)系對(duì)所接收的 光電數(shù)據(jù)進(jìn)行校正補(bǔ)償處理，分別顯示各個(gè)探測(cè)器溫度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示各個(gè)LED燈 具發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間的衰減數(shù)據(jù)，直觀地反應(yīng)各LED燈具的光衰減老化情況。
其所述的地址編碼表為二維地址編碼表。
其所述的光電探測(cè)器組包括依次設(shè)置的中性光強(qiáng)衰減器、視見(jiàn)函數(shù)匹配濾光片、 光電探測(cè)器、基板和設(shè)置于基板背面的貼片式溫度傳感器。
其所述的多對(duì)一無(wú)線信號(hào)傳輸單元為基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的近程無(wú) 線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收電路。
本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了一種按照權(quán)利要求1所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同 時(shí)在線光電檢測(cè)裝置，包括與被測(cè)LED燈具數(shù)量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光電探測(cè)器組和一套 裝載有測(cè)試/記錄軟件的終端微機(jī)系統(tǒng)，其特征是在各光電探測(cè)器組的信號(hào)輸出端， 依次對(duì)應(yīng)設(shè)置前置放大器、A/D變換模塊和帶有地址編碼的無(wú)線發(fā)射模塊；設(shè)置一 個(gè)受單片機(jī)控制的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊；所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊經(jīng)過(guò)串行數(shù)據(jù)接口與 所述終端微機(jī)系統(tǒng)連接；所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊和多個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊構(gòu)成多對(duì)一 的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的近程無(wú)線信號(hào)傳輸單元。
其所述的近程無(wú)線信號(hào)傳輸單元為ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路或無(wú)線單片機(jī)電路。
其所述的光電探測(cè)器組包括依次設(shè)置的中性光強(qiáng)衰減器、視見(jiàn)函數(shù)匹配濾光片、 光電探測(cè)器、基板和設(shè)置于基板背面的貼片式溫度傳感器。
其所述的單片機(jī)從無(wú)線信號(hào)傳輸單元中同時(shí)接收254個(gè)具有不同地址編碼的無(wú)線 發(fā)射模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組，使終端微機(jī)系統(tǒng)能夠按確定的地址編碼識(shí)別所傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集各被測(cè)LED燈具所對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)變化數(shù)據(jù)，分別對(duì)每一 個(gè)被測(cè)LED燈具或任意選擇的被測(cè)LED燈具，實(shí)施測(cè)試管理和集中數(shù)據(jù)處理。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1.釆用帶有地址編碼的無(wú)線信號(hào)傳輸方式，使得多對(duì)一的LED燈具壽命測(cè)試系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)得以容易的實(shí)現(xiàn)，避免了有線信號(hào)傳輸方式的諸多弊端；2. 采用ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路構(gòu)建近程無(wú)線信號(hào)傳輸單元，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng) 電路結(jié)構(gòu)，減少了外圍電路元件的數(shù)量，使用方便，工作可靠，價(jià)格低廉，為整個(gè)系 統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作提供了可靠的保證；
3. 采用多對(duì)一的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了終端微機(jī)系統(tǒng)的工作效率，滿足了測(cè) 試系統(tǒng)同時(shí)對(duì)大數(shù)量的LED燈具進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)的壽命/光衰減指標(biāo)測(cè)評(píng)的需要， 填補(bǔ)了現(xiàn)有LED燈具測(cè)試方法和測(cè)試裝置的空白。
圖l是本發(fā)明的檢測(cè)方法流程框圖； 圖2是本發(fā)明裝置的系統(tǒng)構(gòu)成方框圖； 圖3是光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖4是ZigBee模塊的一個(gè)應(yīng)用線路圖； 圖5是網(wǎng)絡(luò)初始化流程框圖。
圖中1為被測(cè)LED燈具，2為光電探測(cè)器組，3為前置放大器，4為A/D變換 模塊，5為無(wú)線發(fā)射模塊，6為發(fā)射天線，7為接收天線，8為無(wú)線接收模塊，9為單 片機(jī)，IO為終端微機(jī)，31為中性光強(qiáng)衰減器，32為視見(jiàn)函數(shù)匹配濾光片，33為光電 探測(cè)器，34為基板，35為貼片式溫度傳感器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。 圖l中，本檢測(cè)方法主要包括下列內(nèi)容
1) 首先設(shè)置與被測(cè)LED燈具數(shù)量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光電探測(cè)器組和一套裝載有測(cè)試 /記錄軟件的終端微機(jī)系統(tǒng)；
2) 建立一個(gè)地址編碼表以對(duì)應(yīng)/區(qū)分各光電探測(cè)器組和其所對(duì)應(yīng)的被測(cè)LED燈
具；
3) 在各光電探測(cè)器組的信號(hào)輸出端，分別依次對(duì)應(yīng)設(shè)置前置放大器、A/D變換 模塊和無(wú)線發(fā)射模塊，由此構(gòu)成無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射裝置；其中，無(wú)線發(fā)射模塊設(shè)定了 確定的地址編碼，使無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射裝置可以實(shí)現(xiàn)按時(shí)序和地址編碼進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù) 傳輸；
4) 在終端微機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端，設(shè)置一個(gè)受單片機(jī)控制的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊；
5) 上述無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊和多個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊構(gòu)成多對(duì)一的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線信號(hào)傳輸單元；
6) 將各光電探測(cè)器組的光電輸出信號(hào)分別進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
7) 無(wú)線發(fā)射模塊按時(shí)序地和附帶有地址編碼地將各LED燈具的光電信號(hào)數(shù)據(jù)和 光電探測(cè)器的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線信號(hào)發(fā)射 ，
8) 無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊在單片機(jī)的控制下，對(duì)所有無(wú)線發(fā)射模塊所發(fā)出的各路無(wú)線 傳輸信號(hào)按地址編碼順序進(jìn)行自動(dòng)巡檢/采集/接收，經(jīng)RS 232數(shù)據(jù)接口送入終端 微機(jī)系統(tǒng)；
9) 終端微機(jī)系統(tǒng)依據(jù)地址編碼來(lái)識(shí)別所采集的光電數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)與光電探測(cè) 器組和被測(cè)LED燈具的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集各組LED燈具的光強(qiáng)變 化數(shù)據(jù)，分別對(duì)每一個(gè)被測(cè)LED燈具或任意選擇的被測(cè)LED燈具，實(shí)施測(cè)試管理和 集中數(shù)據(jù)處理。
進(jìn)一步地，所述的終端微機(jī)系統(tǒng)根據(jù)光電探測(cè)器響應(yīng)率與溫度的關(guān)系對(duì)所接收的 光電數(shù)據(jù)進(jìn)行校正補(bǔ)償處理，分別顯示各個(gè)探測(cè)器溫度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示各個(gè)LED燈 具發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間的衰減數(shù)據(jù)，直觀地反應(yīng)各LED燈具的光衰減老化情況。
其地址編碼表為二維地址編碼表。
其各光電探測(cè)器組包括依次設(shè)置的中性光強(qiáng)衰減器、視見(jiàn)函數(shù)匹配濾光片、光電 探測(cè)器、基板和貼片式溫度傳感器。
其多對(duì)一無(wú)線信號(hào)傳輸單元為基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的近程無(wú)線數(shù)據(jù) 發(fā)射/接收電路。
關(guān)于光電探測(cè)器，可參考本申請(qǐng)人此前所申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910054184.9， 名稱為"一種LED燈具流明效率測(cè)試方法"以及申請(qǐng)?zhí)枮镃N200920077654.9，名稱 為"一種LED燈具流明效率測(cè)試裝置"中所公開(kāi)的相關(guān)內(nèi)容，在此不再敘述。
前述的單片機(jī)，可采用ARM微處理器電路。
前述的近程無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收電路，可采用基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議 的ZigBee模塊電路。
實(shí)際上，本技術(shù)方案的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊是利用ARM微處理器和ZigBee模塊構(gòu) 成了一個(gè)無(wú)線串口集線器，將多個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射電路按時(shí)序和地址編碼所發(fā)射的數(shù)據(jù) 信號(hào)采用星型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)經(jīng)串口送入終端微機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、處 理和顯示或輸出。
圖2中，本技術(shù)方案中的檢測(cè)裝置，包括被測(cè)LED燈具1和與之對(duì)應(yīng)設(shè)置的光 電探測(cè)器組2,其光電探測(cè)器組的數(shù)量與被測(cè)LED燈具的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。換句話說(shuō)，每個(gè)被測(cè)LED燈具，均有一個(gè)光電探測(cè)器組與之對(duì)應(yīng)；當(dāng)測(cè)試系統(tǒng) 同時(shí)進(jìn)行大數(shù)量、長(zhǎng)時(shí)間的LED燈具的壽命測(cè)試評(píng)價(jià)時(shí)，會(huì)有幾十個(gè)、甚至幾百個(gè) LED燈具同時(shí)進(jìn)行在線通電"點(diǎn)亮"測(cè)試，則此時(shí)相應(yīng)的光電探測(cè)器組也會(huì)設(shè)置有 幾十個(gè)、甚至幾百個(gè)與之對(duì)應(yīng)，這就是前文所稱的"大數(shù)量"的含義。
在各光電探測(cè)器組2的信號(hào)輸出端，依次對(duì)應(yīng)設(shè)置前置放大器3、 A/D變換模 塊4和帶有地址編碼的無(wú)線發(fā)射模塊5，其所發(fā)射的無(wú)線信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線6傳輸。
設(shè)置一個(gè)受單片機(jī)9控制的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊8，其通過(guò)接收天線7接收各無(wú)線 發(fā)射模塊發(fā)射的無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)。
無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊8經(jīng)過(guò)串行數(shù)據(jù)接口與終端微機(jī)系統(tǒng)IO連接。
無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊和多個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊構(gòu)成多對(duì)一的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的近程 無(wú)線信號(hào)傳輸單元。
其單片機(jī)從無(wú)線信號(hào)傳輸單元中同時(shí)接收254個(gè)具有不同地址編碼的無(wú)線發(fā)射模 塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組，使終端微機(jī)系統(tǒng)能夠按確定的地址編碼識(shí)別所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，進(jìn)行 實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集各被測(cè)LED燈具所對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)變化數(shù)據(jù)，分別對(duì)每一個(gè)被測(cè)LED 燈具或任意選擇的被測(cè)LED燈具，實(shí)施測(cè)試管理和集中數(shù)據(jù)處理。
前述的單片機(jī)，可采用ARM微處理器電路。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其近程無(wú)線信號(hào)傳輸單元優(yōu)選為ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路或無(wú)線 單片機(jī)電路。
ZigbBee是一種新興的短距離、低速率、低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無(wú) 線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案。它此前被稱作"HomeRF Lite"或"FireFly"無(wú) 線技術(shù)，主要用于近距離無(wú)線連接。
Zigbee技術(shù)是一種具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的短距離無(wú)線通信技術(shù)。其物理層和介質(zhì)訪 問(wèn)控制層協(xié)議為正EE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)層和安全層由Zigbee聯(lián)盟制定，應(yīng)用 層的開(kāi)發(fā)應(yīng)根據(jù)用戶自己的需要，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。
在無(wú)線通信技術(shù)上，采用免沖突多載波信道接入(CSMA-CA)方式，有效地避 免了無(wú)線電載波之間的沖突。此外，為保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，建立了完整的應(yīng)答通 信協(xié)議。
Zigbee設(shè)備為低功耗設(shè)備，其發(fā)射輸出功率為0 3.6dBm，通信距離通常為30 70m，具有能量檢測(cè)和鏈路質(zhì)量指示能力，根據(jù)這些檢測(cè)結(jié)果，設(shè)備可以自動(dòng)調(diào)整發(fā) 射功率，在保證通信鏈路質(zhì)量的條件下，最低限度地消耗設(shè)備能量。
在組網(wǎng)性能上，Zigbee可以構(gòu)造為星型網(wǎng)絡(luò)或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等網(wǎng)絡(luò);在每一個(gè)Zigbee組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，連接地址碼分為16bit短地址碼或者64bit長(zhǎng)地址碼，具有較大的 網(wǎng)絡(luò)容量。
在圖3中，每個(gè)光電探測(cè)器包括依次設(shè)置的中性光強(qiáng)衰減器31、視見(jiàn)函數(shù)匹配濾 光片32、光電探測(cè)器33、基板34和設(shè)置于基板背面的貼片式溫度傳感器35 。
同樣地，關(guān)于光電探測(cè)器，可參考本申請(qǐng)人此前所申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮镃N 200910054184.9，名稱為"一種LED燈具流明效率測(cè)試方法"以及申請(qǐng)?zhí)枮镃N 200920077654.9，名稱為"一種LED燈具流明效率測(cè)試裝置"中所公開(kāi)的相關(guān)內(nèi)容， 在此不再敘述。
在圖4中，給出了 ZigBee模塊CC2430的一個(gè)應(yīng)用線路圖，可見(jiàn)其具有非常少的 外圍元件和連接線路。
其中芯片CC2430只給出了所用到的管腳。使用一個(gè)非平衡天線A，連接非平衡 變壓器使接收性能更好，電路中的非平衡變壓器由電容C4和電感L3、 Ll、 L2以及 一個(gè)PCB微波傳輸線組成，整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足RF輸入/輸出匹配電阻(50Q)的要求。
其內(nèi)部T/R交換電路完成LNA與PA之間的交換。
Rl和R2為偏置電阻，電阻R2主要用來(lái)為晶振XTAL提供一個(gè)合適的工作電流。 用1個(gè)石英諧振器XTAL1和2個(gè)電容C5和C6構(gòu)成一個(gè)頻率(例如，32MHz)的晶 振電路；用1個(gè)石英諧振器XTAL2和2個(gè)電容C2和C3構(gòu)成另一個(gè)頻率(例如， 32.768kHz )的晶振電路。
C1和C7是去耦合電容，用來(lái)電源濾波，以提高芯片工作的穩(wěn)定性。
ZigBee模塊是針對(duì)塊速、高效、穩(wěn)定應(yīng)用的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)而準(zhǔn)備的模塊，它將ZigBee 芯片必須要外接的器件，以及高頻走線等復(fù)雜過(guò)程隱藏起來(lái)，用戶不需要了解射頻知 識(shí)，直接按照普通芯片的形式使用即可，大大的降低了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計(jì)難度。
關(guān)于ZigbBee模塊，現(xiàn)在已經(jīng)有很多成熟的巿售產(chǎn)品，常見(jiàn)的Zigbee無(wú)線信號(hào)傳 輸平臺(tái)都是由一個(gè)8位或16位的單片機(jī)和Zigbee射頻芯片組成。隨著芯片設(shè)計(jì)的發(fā) 展，目前出現(xiàn)了無(wú)線單片機(jī)，即將處理器模塊和射頻模塊集成在同一個(gè)芯片中。 Ti-Chipcon公司的CC2430就是如此，CC2430集成了 Zigbee射頻前端、ROM和8051 微控制器在一個(gè)芯片內(nèi)，而且大小僅為7mmx7mm,這樣就使得設(shè)備集成度高、外圍 器件很少、外形很小；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27mA或25mA，并 且支持四種休眠機(jī)制，可以大大地降低功耗；CC2430工作在2.4GHz的免費(fèi)頻段，而 且芯片價(jià)格比較低廉，使用成本很低，所以CC2430很符合Zigbee無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。此外，美國(guó)MaxStream公司的ZigBee / 802.15.4 RF模塊XBee (室內(nèi)發(fā)射/接收 距離為30米)或XBee-PRO (室內(nèi)發(fā)射/接收距離為100米)，則具有更加高的集成化 程度，建立RF通信無(wú)需任何配置，其只需插上天線，接通電源，簡(jiǎn)單的把數(shù)據(jù)輸入到 一個(gè)模塊，數(shù)據(jù)就能自動(dòng)的被發(fā)送到無(wú)線連接的另一端，也可使用簡(jiǎn)單AT命令進(jìn)行 高級(jí)配置，大大簡(jiǎn)化了硬件的構(gòu)建工作量。
在發(fā)射/接收通訊距離較近時(shí)，還可選用Chipncon AS公司的諸如CC1100之類 的低成本低能耗RF收/發(fā)芯片。
關(guān)于各種ZigBee模塊的具體工作原理和應(yīng)用電路，可以參考各芯片/模塊的生 產(chǎn)廠商的產(chǎn)品資料，其還會(huì)提供各自芯片的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路和相應(yīng)元件的優(yōu)選參數(shù)，故 其進(jìn)一步的信息在此不再敘述。
圖5中，給出了無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)初始化流程。
針對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎玫湫偷男切徒Y(jié)構(gòu) 一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)(即 前述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊)擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，其他各檢測(cè)點(diǎn)的無(wú)線發(fā)射模塊相當(dāng)于無(wú) 線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的RFD節(jié)點(diǎn)，只與中心節(jié)點(diǎn)通信。
關(guān)于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊的具體構(gòu)建，可參考"嵌入式工控網(wǎng)" (www.embedcontrol.com)上ZigBee模塊ZICM2410應(yīng)用開(kāi)發(fā)指南中的相關(guān)內(nèi)容，在 此不再敘述。
根據(jù)《國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推薦性技術(shù)規(guī)范LB/T001-2008》 (2008年7月l日發(fā)布、2008年9月l日起實(shí)施)，每一個(gè)LED燈具的壽命試驗(yàn)初 始值測(cè)量IOOO小時(shí)，為41天多；繼續(xù)的測(cè)試5000小時(shí)，為208天多。
因此，每一個(gè)路燈，至少要進(jìn)行的6000小時(shí)(將近250天)的連續(xù)測(cè)試(壽命 測(cè)量)工作，這也體現(xiàn)了前文所述的"長(zhǎng)時(shí)"或"長(zhǎng)時(shí)間"的含義。
按照"聯(lián)盟"推薦的技術(shù)規(guī)范，該項(xiàng)壽命實(shí)驗(yàn)還需要"測(cè)量多個(gè)同類型LED路 燈以得到LED路燈的平均壽命"。因此，每一種類LED路燈的測(cè)試工作，實(shí)際上是 十分耗時(shí)、耗費(fèi)的測(cè)試工作。
本發(fā)明采用與被測(cè)LED燈具數(shù)量相當(dāng)?shù)墓怆娞綔y(cè)器組和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射裝 置，分別將LED燈具的光電數(shù)據(jù)和光電探測(cè)器自身的溫度數(shù)據(jù)發(fā)射至無(wú)線接收系統(tǒng)。 無(wú)線數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)可同時(shí)接收數(shù)百個(gè)大數(shù)量LED燈具輸出光強(qiáng)變化數(shù)據(jù)和各個(gè)光電 探測(cè)器自身溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口輸入終端計(jì)算機(jī)。
具體地說(shuō)，光電探測(cè)器件組直接接收各個(gè)LED燈具的光輸出并使其電信號(hào)化； 光電探測(cè)器和溫度傳感器的輸出信號(hào)分別經(jīng)前置放大器和A/D模塊，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化輸出；將數(shù)字信號(hào)送入無(wú)線發(fā)射模塊，無(wú)線發(fā)射模塊按時(shí)序和地址編碼分別 將光電數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)發(fā)射至無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸接收系統(tǒng)。
無(wú)線數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)中的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸接收模塊，對(duì)所接收的數(shù)據(jù)信號(hào)，進(jìn)行無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)集中采集，并通過(guò)串口輸入計(jì)算機(jī)。其無(wú)線數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)可實(shí)施穩(wěn)定的自動(dòng)巡檢、 同時(shí)接收數(shù)百個(gè)大數(shù)量LED燈具輸出光強(qiáng)變化數(shù)據(jù)和各個(gè)光電探測(cè)器溫度數(shù)據(jù)并輸 入終端計(jì)算機(jī)。
在LED燈具在線光電檢測(cè)系統(tǒng)中采用ZigBee模塊構(gòu)建多對(duì)一的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)的近程無(wú)線信號(hào)傳輸單元，其優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的-
1、 省電使用電池供電支持長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到5年左右的使用時(shí)間(根據(jù)發(fā)射功率和 頻率);
2、 可靠采用了碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙， 避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突；節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整 個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)自動(dòng)路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃裕?br>
3、 時(shí)延短針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都 非常短；
4、 網(wǎng)絡(luò)容量大可支持達(dá)65000個(gè)節(jié)點(diǎn)；
5、 安全ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢査和鑒權(quán)功能，加密算法采用通用的 AES-128 ;
6、 高保密性64位出廠編號(hào)和支持AES-128加密。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可同時(shí)實(shí)施大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)間光衰減的在線測(cè)試， 可實(shí)現(xiàn)大數(shù)量LED燈具壽命測(cè)試的集中管理和測(cè)試數(shù)據(jù)的集中處理。應(yīng)用本發(fā)明的 檢測(cè)裝置，還可將LED燈具壽命測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)發(fā)送給送檢的 客戶。送檢的客戶可隨時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上査到他們送檢燈具在中心實(shí)驗(yàn)室的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和 動(dòng)態(tài)，便于雙方及時(shí)掌握試驗(yàn)情況。
本發(fā)明不僅僅局限于應(yīng)用在大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)光衰減的在線測(cè)試，原則上還 可廣泛用于一般燈具的測(cè)試領(lǐng)域，容易普及到評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室。
權(quán)利要求
1.一種大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法，包括與被測(cè)LED燈具數(shù)量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光電探測(cè)器組和一套裝載有測(cè)試/記錄軟件的終端微機(jī)系統(tǒng)，其特征是建立一個(gè)地址編碼表以區(qū)分各光電探測(cè)器組和其所對(duì)應(yīng)的被測(cè)LED燈具；在所述各光電探測(cè)器組的信號(hào)輸出端，分別依次對(duì)應(yīng)設(shè)置前置放大器、A/D變換模塊和無(wú)線發(fā)射模塊，用于將各光電探測(cè)器組的輸出信號(hào)分別進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將各LED燈具的光電數(shù)據(jù)和光電探測(cè)器的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線信號(hào)發(fā)射；所述的無(wú)線信號(hào)發(fā)射按時(shí)序進(jìn)行，并附有地址編碼；在所述終端微機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端，設(shè)置一個(gè)受單片機(jī)控制的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊；所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊和多個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊構(gòu)成多對(duì)一的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線信號(hào)傳輸單元；所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊在單片機(jī)的控制下，對(duì)所有無(wú)線發(fā)射模塊所發(fā)出的各路無(wú)線傳輸信號(hào)按地址編碼進(jìn)行自動(dòng)巡檢/采集/接收，經(jīng)RS 232數(shù)據(jù)接口送入終端微機(jī)系統(tǒng)；所述的終端微機(jī)系統(tǒng)依據(jù)地址編碼來(lái)識(shí)別所采集的光電數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)與光電探測(cè)器組和被測(cè)LED燈具的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集各組LED燈具的光強(qiáng)變化數(shù)據(jù)，分別對(duì)每一個(gè)被測(cè)LED燈具或任意選擇的被測(cè)LED燈具，實(shí)施測(cè)試管理和集中數(shù)據(jù)處理。
2. 按照權(quán)利要求1所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法，其特征 是所述的終端微機(jī)系統(tǒng)根據(jù)光電探測(cè)器響應(yīng)率與溫度的關(guān)系對(duì)所接收的光電數(shù)據(jù)進(jìn)行 校正補(bǔ)償處理，分別顯示各個(gè)探測(cè)器溫度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示各個(gè)LED燈具發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí) 間的衰減數(shù)據(jù)，直觀地反應(yīng)各LED燈具的光衰減老化情況。
3. 按照權(quán)利要求1所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法，其特征 是所述的地址編碼表為二維地址編碼表。
4. 按照權(quán)利要求1所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法，其特征 是所述的光電探測(cè)器組包括依次設(shè)置的中性光強(qiáng)衰減器、視見(jiàn)函數(shù)匹配濾光片、光電 探測(cè)器、基板和設(shè)置于基板背面的貼片式溫度傳感器。
5. 按照權(quán)利要求1所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法，其特征 是所述的多對(duì)一無(wú)線信號(hào)傳輸單元為基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的近程無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收電路。
6. —種按照權(quán)利要求1所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)裝置，包括 與被測(cè)LED燈具數(shù)量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光電探測(cè)器組和一套裝載有測(cè)試/記錄軟件的終 端微機(jī)系統(tǒng)，其特征是在各光電探測(cè)器組的信號(hào)輸出端，依次對(duì)應(yīng)設(shè)置前置放大器、A/D變換模塊 和帶有地址編碼的無(wú)線發(fā)射模塊；設(shè)置一個(gè)受單片機(jī)控制的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊；所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊經(jīng)過(guò)串行數(shù)據(jù)接口與所述終端微機(jī)系統(tǒng)連接； 所述的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊和多個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊構(gòu)成多對(duì)一的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)的近程無(wú)線信號(hào)傳輸單元。
7. 按照權(quán)利要求6所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)裝置，其特征 是所述的近程無(wú)線信號(hào)傳輸單元為ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路或無(wú)線單片機(jī)電路。
8. 按照權(quán)利要求6所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)裝置，其特征 是所述的光電探測(cè)器組包括依次設(shè)置的中性光強(qiáng)衰減器、視見(jiàn)函數(shù)匹配濾光片、光電 探測(cè)器、基板和設(shè)置于基板背面的貼片式溫度傳感器。
9. 按照權(quán)利要求6所述的大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)裝置，其特征 是所述的單片機(jī)從無(wú)線信號(hào)傳輸單元中同時(shí)接收254個(gè)具有不同地址編碼的無(wú)線發(fā)射 模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組，使終端微機(jī)系統(tǒng)能夠按確定的地址編碼識(shí)別所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，進(jìn) 行實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集各被測(cè)LED燈具所對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)變化數(shù)據(jù)，分別對(duì)每一個(gè)被測(cè) LED燈具或任意選擇的被測(cè)LED燈具，實(shí)施測(cè)試管理和集中數(shù)據(jù)處理。
全文摘要
一種大數(shù)量LED燈具長(zhǎng)時(shí)同時(shí)在線光電檢測(cè)方法及其裝置，屬測(cè)試領(lǐng)域。其在各光電探測(cè)器信號(hào)輸出端，設(shè)置前置放大器、A/D變換模塊和無(wú)線發(fā)射模塊，在終端微機(jī)系統(tǒng)信號(hào)輸入端，設(shè)置一個(gè)受單片機(jī)控制的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊；無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊和多個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊構(gòu)成多對(duì)一的、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線信號(hào)傳輸單元；將各光電探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化并按時(shí)序地且附有地址編碼地進(jìn)行無(wú)線發(fā)射，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊在單片機(jī)的控制下，對(duì)所有無(wú)線發(fā)射模塊所發(fā)出的無(wú)線傳輸信號(hào)按地址編碼進(jìn)行自動(dòng)巡檢/接收并送入終端微機(jī)系統(tǒng)；終端微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集各組LED燈具的光強(qiáng)變化數(shù)據(jù)，對(duì)每一被測(cè)燈具，實(shí)施測(cè)試管理和集中數(shù)據(jù)處理。
文檔編號(hào)G01R31/44GK101625400SQ20091005642
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者莊松林, 施誠(chéng)良, 李抒智, 楊衛(wèi)橋, 蘇錦文, 馬可軍 申請(qǐng)人:上海半導(dǎo)體照明工程技術(shù)研究中心;上海光學(xué)儀器研究所
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