CN102143634A - 基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统，由控制面板、控制器、控制执行器、LED驱动电路、RGB全彩色LED灯组和传感器组成，控制器包括情景模式控制器和模糊控制器，控制面板输出端连接控制器，模糊控制器的输入端与传感器相连接，控制器的输出端连接控制执行器，控制执行器包括光色控制调节和灯具角度调节执行器，光色控制调节执行器的输出端连接LED驱动电路，LED驱动电路提供电源，并连接控制RGB全彩色LED灯组，RGB全彩色LED灯组输入端连接灯具角度调节，构成回路。该照明系统一次性安装成功后不需要重复拆卸即可进行系统自调节的照明设计，也可通过数据通信口多次输入数据进行系统重设，减少照明设计量并且节约成本。整个系统的可移植性高，可以面对广大客户具有普遍性，也可以针对特殊用户进行特别设计。

Description

基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统

技术领域

本发明涉及一种适用于以的营造展示氛围为目标的情景照明控制系统，具体是基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统。

背景技术

近些年来随着技术的发展和需求的变化，人们逐渐意识到照明在空间中不单单起到照亮环境与物品的作用，同时照明也可以传达布展者理念。情景照明可应用为于商店、画廊、展览馆等场合中，作为对展示空间进行情景渲染的工具使得观赏者与展品以及布展人可以进行情感上的沟通。当情景照明应用于商店中时，使顾客产生一种心理舒适感，增加在店铺内的停留时间，同时也可以起到视觉引导作用，将顾客的目光吸引到特定的商品上。当情景照明应用于画廊或展览馆中时，则可以通过灯光与展品色彩上的糅合，为展品营造一个特定的布展背景氛围，烘托出不同的展览主题。而每种照明渲染效果上的变化就意味着需要针对灯具的角度、光线的亮暗、色温以及色彩变化重新设计，这都需要通过照明工程师和照明设计师来通力合作完成，最终会导致成本增加。因此对于商店和展览馆及画廊这类展出物品及展出风格会经常变化的场所，则无法实现针对每个场合都重新设计照明系统。这就对照明系统的光色以及安装角度上的可变性和可控性提出了很高的要求，使得照明系统的智能设计成为一种需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统。该系统可预设情景模式，并利用控制器实现几种情景照明模式间的切换，并且在特定模式中还可以应用模糊控制技术实现自适应调光控制的照明系统自设计功能。

本发明适用于展品经常变换，因而需要不同的照明效果来配合的场合。本发明的目的在于帮助采用该控制系统的用户简化重复照明设计的过程。用户只需要确定简单的照明效果模式，系统会自动识别摆设展品进行灯具光色和灯具角度的调控，实现照明系统自适应设计功能。

本发明提出的一种基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统，由控制面板1、控制器2、控制执行器5、LED驱动电路6和RGB全彩色LED灯组7组成，其中：控制器2包括情景模式控制器3和模糊控制器4，控制面板1输出端连接控制器2，模糊控制器4的输入端连接传感器8，控制器2的输出端连接控制执行器5，控制执行器5包括光色控制调节9和灯具角度调节10，光色控制调节的输出端连接LED驱动电路6，LED驱动电路6连接RGB全彩色LED灯组7，RGB全彩色LED灯组7输入端连接灯具角度调节，构成回路；控制面板为整个系统面向客户的终端界面，方便客户进行模式选择；模糊控制器4用于系统自适应设计模式，其内预存储专家数据库，基于模糊控制理论为系统进行自适应设计调光功能提供控制依据；LED驱动电路6提供电源；通过传感器反馈被照明展品的光色、受照情况及位置参数，依据模糊控制器的计算结果，由位于控制执行器5的灯具角度调节执行完成最终对RGB全彩色LED灯组7的光色调控动作；情景模式控制器3用于模式固定调光类型，控制器内存储有设定好的各种模式下的灯具光色、明亮变化及灯具角度变化方面的参数。

本发明中，所述传感器采用光色传感器、照度传感器和位置传感器。

本发明中，所述模糊控制器4内存储的专家数据库是基于照明设计的专家经验及通过色彩心理学实验获得的实验数据而建立的。

上述各部分均是现有技术，但是将各部分以本发明的式连接，且用人眼的舒适度和色彩心理学来优化系统的输出，达到人的最舒适为控制目标的尚未见报道。通过上述系统结构的连接可以实现如下功能：

系统可以手动控制调节不同模式来实现不同的照明效果，比如一般情形的明亮宽敞型，富丽堂皇型适于展示高档家具，晶莹剔透型适用于展示玉石等珠宝、对比夸张型适于展示超现代的新设计作品、沉郁古朴型适用于展示古董等具有历史年代特点。每种照明效果可以分别预设在情景模式控制器或是模糊控制器中。而照明效果的调控则主要通过系统中的控制执行器内光色控制执行器9和灯具角度执行器10来完成。光色控制执行器主要通过调节LED光源的电流电压等电学参数来间接调节光色参数，实现不同色彩及亮度的变化。而灯具角度执行器10主要调节灯具照射角度，适应不同展品位置分布实现最佳照明效果。而该控制执行器的控制命令即来源于控制器2中的情景模式控制器3和模糊控制器4。

模糊控制器4是依照环境变化进行自适应控制调节的模式，即该系统采集实际展出物品位置及主色调参数并依据模糊控制器中的数据进行现场系统的自适应调节。在其中模糊控制器的数据来自于前期照明设计的专家经验及通过色彩心理学实验获得的实验数据。该数据主要用于描述人在不同照明情景下欣赏不同艺术品所产生的主观感受，因此引入视觉舒适度、照明环境人因主观评价等视觉工效学方面的概念参数，通过各参数的核定最终确立不同材质及不同主色调的艺术品在实现各种不同的展览效果是需要什么样色调亮度的效果光以及如何选取角度进行照明。实际执行控制操作时，系统就采集现场的展品光色参数及位置参数，根据模糊控制法则依照专家经验数据库来进行控制判断，最终实现照明自适应设计。

情景模式控制3即固定模式的调光类型，根据客户要求预先设定好每种灯的亮暗及色彩显示，将数据输入情景模式控制器中。当客户选择特定模式时，灯具依据既定数据进行改变。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明引入了模糊控制理论及方法，简化了照明设计过程。人们仅需选择最终的效果概念模式，系统则会自动检测不同的展出作品做出相应的照明变化完成最终设计过程，实现智能化照明的概念。

2.照明系统模糊控制规则的建立过程中引入视觉功效学的方法，从视觉环境和视觉舒适度等角度来考虑最优的灯光控制方式。

3.该系统不仅控制LED灯具的光色信息，同时要控制灯具的照射角度参数，最终实现最佳的照明效果。

4.该照明系统一次性安装成功后不需要重复拆卸即可进行系统自调节的照明设计，也可通过数据通信口多次输入数据进行系统重设，减少照明设计量并且节约成本。整个系统的可移植性高，可以面对广大客户具有普遍性，也可以针对特殊用户进行特别设计。

附图说明

图1为本发明的结构图示。

图2为本发明位于控制器内的自适应调节部分模糊控制规则示意图

图中标号：1为控制面板/摇控器，2为控制器，3为情景模式控制器，4为模糊控制器，5为控制执行器，6为LED驱动电路，7为RGB全彩色LED灯具，8为传感器，9为光色调节执行器，10为灯具角度调节执行器。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本发明做进一步详述，实施例参见图1、图2。

该系统由控制面板1、控制器2、控制执行器5、LED驱动电路6、LED灯组7、传感器8组成。控制器2包括情景模式控制器3和模糊控制器4，控制面板1输出端连接控制器2，模糊控制器4的输入端连接传感器8，控制器2的输出端连接控制执行器5，控制执行器5包括光色控制调节9和灯具角度调节10，光色控制调节的输出端连接LED驱动电路6，LED驱动电路6连接RGB全彩色LED灯组7，RGB全彩色LED灯组7输入端连接灯具角度调节，构成回路。

系统运行过程中，首先由人工在控制面板1处设置情景照明的效果和控制模式。控制模式的选择信号传输给控制器2指定该控制器使用情景模式控制器3或模糊控制器4。控制器2同时具备有通信接口用于与外界通信完成控制器内控制规则的设定更改。如选定情景模式控制方式，则忽略现场展品信息，而通过情景模式控制器3内存储的固定模式进行照明控制。该固定模式控制指令传输给控制执行器5，来进一步控制灯具光色及亮度参数。如果选定为模糊控制方式，则需要通过传感器8收集环境中关于展品摆放位置和展品主色调的信息，然后依照模糊控制规则形成最终的控制指令。该控制指令达到控制执行器5后，通过相应的方式分别控制LED驱动电路6和LED灯组7来调节灯具光色参数及灯具照明角度。最终完成整个照明控制系统的调节动作。

Claims (3)

1.一种基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统，由控制面板(1)、控制器(2)、控制执行器(5)、LED驱动电路(6)、RGB全彩色LED灯组(7)和传感器(8)组成，其特征在于：控制器(2)包括情景模式控制器(3)和模糊控制器(4)，控制面板(1)输出端连接控制器(2)，模糊控制器(4)的输入端与传感器(8)相连接，控制器(2)的输出端连接控制执行器(5)，控制执行器(5)包括光色控制调节(9)和灯具角度调节执行器(10)，光色控制调节执行器(9)的输出端连接LED驱动电路(6)，LED驱动电路(6)提供电源，并连接控制RGB全彩色LED灯组(7)，RGB全彩色LED灯组(7)输入端连接灯具角度调节，构成回路；控制面板(1)为整个系统面向客户的终端界面，方便客户进行模式选择；传感器(8)获得被照展品的光色、受照情况及位置参数等反馈信息，作为模糊控制器(4)的计算依据；由位于控制执行器(5)的灯具角度调节执行器(10)依照模糊计算结果完成对RGB全彩色LED灯组(7)的光色调控动作；情景模式控制器(3)用于固定模式的调光类型，控制器(2)内存储有设定好的各种模式下的灯具光色、明亮变化及灯具角度变化方面的参数。

2.根据权利要求1所述的基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统，其特征在于所述传感器(8)采用光色传感器、照度传感器和位置传感器。

3.根据权利要求1所述的基于模糊控制技术的情景照明综合控制系统，其特征在于所述模糊控制器(4)内存储的专家数据库是基于照明设计的专家经验及通过色彩心理学实验获得的实验数据而建立的。

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