CN105050297B - 基于调光膜的调光系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于调光膜的调光系统及方法。根据所述系统，其包括：室外光感单元，用于感应室外环境的光感情况并输出相应的室外光感信息；贴设在透光玻璃的调光膜，用于按照所接收的透光电压确定透入光亮；与所述调光膜和光感元件相连的控制单元，用于按照预设的室内光感信息和所接收的室外光感信息，在预设的透光电压区间内调整所述调光膜的透光电压。本发明能够及时自动的调整窗户的入射光量，实现室内光线的自适应。
Description
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种基于调光膜的调光系统及方法。
背景技术
PDLC调光膜为聚合物分散液晶调光膜，在外加电场的作用下，薄膜中的微晶液体的排布顺序被调整，使入射光被遮挡，如此实现遮光的目的。
目前的调光膜的外加电场都为固定电压值，调光膜无法根据室内的实际光亮情况进行调整，调光膜的应用受到极大限制。因此，需要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明实施例提供一种基于调光膜的调光系统及方法，用于解决现有技术中无法适应室内光线的实际需要的问题。
本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，提供一种基于调光膜的调光系统，包括：室外光感单元，用于感应室外环境的光感情况并输出相应的室外光感信息；贴设在透光玻璃的调光膜，用于按照所接收的透光电压确定透入光亮；与所述调光膜和光感元件相连的控制单元，用于按照预设的室内光感信息和所接收的室外光感信息，在预设的透光电压区间内调整所述调光膜的透光电压。
优选地，还包括：与所述控制单元相连的以下至少一种：包括外部接口的第一配置单元，用于将来自所述外部接口的光感信息写入所述室内光感信息；包括人机交互面板的第二配置单元，用于基于来自所述人机交互面板的光感选项操作保存预设的室内光感信息，并按照所述光感选项操作所对应的光感信息更改预设的室内光感信息。
优选地，所述第二配置模块还用于基于来自所述人机交互面板的取消指令将预设的室内光感信息更改为所保存的室内光感信息。
优选地，所述控制单元包括：PWM生成模块，用于根据预设的各透光率和透光电压区间内各电压的对应关系，确定基于所述室内光感信息和所接收的室外光感信息所得到的透光率所对应的透光电压，并生成用占空比表示所确定的透光电压的方波信号；电压控制模块，用于按照所述方波信号的占空比调整输出至调光膜的透光电压。
优选地，还包括：与所述控制单元相连的光源；与所述控制单元相连的室内光感单元，用于感应室内环境的光感情况并输出相应的室内光感信息；所述控制单元还用于比较所述室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若小于则点亮所述光源。
第二方面，还提供一种基于调光膜的调光方法，包括：按照预设的室内光感信息和所获取的室外光感信息，在预设的透光电压区间内调整所述调光膜的透光电压；按照所述透光电压确定调光膜的透入光亮。
优选地，还包括以下至少一种步骤：将来自外部接口的光感信息写入所述室内光感信息；基于来自人机交互面板的光感选项操作保存预设的室内光感信息，并按照所述光感选项操作所对应的光感信息更改预设的室内光感信息。
优选地，还包括：基于来自所获取的取消指令将预设的室内光感信息更改为所保存的室内光感信息。
优选地，所述按照预设的室内光感信息和所获取的室外光感信息，在预设的透光电压区间内调整所述调光膜的透光电压的方式包括：
根据预设的各透光率和透光电压区间内各电压的对应关系，确定基于所述室内光感信息和所接收的室外光感信息所得到的透光率所对应的透光电压，并生成用占空比表示所确定的透光电压的方波信号；按照所述方波信号的占空比调整输出至调光膜的透光电压。
优选地，还包括：比较室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若小于则点亮光源。
如上所述，本发明的基于调光膜的调光系统及方法，具有以下有益效果：将具有调光功能的调光膜贴于玻璃，并设置室外光感单元来感应户外光线，能够及时自动的调整窗户的入射光量，实现室内光线的自适应；另外，利用直接写入室内光感信息或根据实际情况临时更改室内光感信息等方式来调整室内光线，能够适应室内办公、生活时对室内光线的不同需求；还有，通过更改占空比的方波信号传递所要调整的透光电压，能够便于模拟器件识别数字指令；此外，当室内光线低于预设的室内光感信息时，自动点亮灯源，能有效减少人们在黑暗环境下，眼镜受到的伤害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的基于调光膜的调光系统的一个实施例的结构方框图。
图2是本发明的基于调光膜的调光方法的一个实施例的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种基于调光膜的调光系统。其中，所述调光膜贴在透明玻璃上。如贴在房间的外窗内侧、会议室的玻璃门等。所述调光膜能够在[0v,110v]之间根据电压调整透光率。例如，0v对应0％的透光率，110v对应100％透光率。所述调光系统用通过自动调整调光膜的透光率，以适应室外不同光线对室内的影响。其中，该透光率可表示为透入光亮。
所述调光系统除了调光膜外，还包括：室外光感单元、控制单元。
所述室外光感单元用于感应室外环境的光感情况并输出相应的室外光感信息。其中，所述室外光感信息可以用来表示室外的光强信息、光通量信息等。
所述控制单元与所述调光膜和光感元件相连，用于按照预设的室内光感信息和所接收的室外光感信息，在预设的透光电压区间内调整所述调光膜的透光电压。
在此，所述室内光感信息可以是固定值，也可以在安装时根据房间朝向等进行设定。
在此，所述透光电压区间可以是所述调光膜的工作电压区间(如[0v,110v])，也可以根据预先将白天和夜晚的透光量的统计，而设定的工作电压区间(如[a1,a2]伏)。其中，0<a1<a2<110v。
所述控制单元预先将预设的透光电压区间和透光率区间进行等分对应。当接收到室外光感信息时，按照透光率计算公式计算满足室内光感信息的透光率，并将计算结果对应查询相应的透光电压，并按照所查询的透光电压来控制所述调光膜的供电电压。
其中，所述控制单元包括：PWM生成模块和电压控制模块。
所述PWM生成模块用于根据预设的各透光率和透光电压区间内各电压的对应关系，确定基于所述室内光感信息和所接收的室外光感信息所得到的透光率所对应的透光电压，并生成用占空比表示所确定的透光电压的方波信号。
具体地，所述PWM生成模块预先设定与所述透光电压区间中各透光电压对应的占空比。当所述PWM生成模块按照上述对应关系找到所要调整的透光电压时，再根据预设的各透光电压与各占空比的对应关系，确定当前的透光电压所对应的占空比，生成并输出相应占空比的方波信号。
所述电压控制模块接收所述方波信号，并按照所述方波信号的占空比调整输出至调光膜的透光电压。
具体地，所述电压控制模块中的变压器按照所接收的方波信号的占空比将输入电压进行升压/降压，并输出与占空比相符的透光电压。则所述调光膜按照所接收的电压调整自身的透光率。
优选地，为了适应人们生活、工作时对室内光线的不同需求。所述调光系统还包括与所述控制单元相连的以下至少一种：第一配置单元、第二配置单元。(均未予图示)
所述第一配置单元包括外部接口，用于将来自所述外部接口的光感信息写入所述室内光感信息。
具体地，所述控制单元可以安装在窗边的墙上。在所述控制单元上设有如USB的接口，所述第一配置单元通过自身的USB接口与所述控制单元对接。所述第一配置单元可以为外接的电子设备，如手机、笔记本电脑等。所述室内光感信息可配置在预存在所述控制单元中的配置文件中。用户可以直接操作所述第一配置单元对该配置文件中的室内光感信息进行修改；或者通过界面对该配置文件中的室内光感信息进行修改。则所述控制单元按照修改后的室内光感信息对透光电压进行调整。其中，所述配置文件可以是.txt或.xml格式的。
所述第二配置单元包括人机交互面板，用于基于来自所述人机交互面板的光感选项操作保存预设的室内光感信息，并按照所述光感选项操作所对应的光感信息更改预设的室内光感信息。
在此，所述人机交互面板为同样安装在墙上的触屏控制板、用于提供投影环境的按钮等。例如，所述人机交互面板上设有投影选项、会议选项、午睡选项、取消选项等，每个选项对应一个室内光感信息。
在此，上述配置文件中还可以包括备份配置项。当用户在人机交互面板上选择一选项操作时，所述第二配置单元根据预设的选项操作先将配置文件中的室内光感信息保存在备份配置项中，再将所接收的选项操作所对应的光感信息写入室内光感信息的配置项中。如此，所述控制单元根据室内光感信息的配置项来调整调光膜的透光电压。
优选地，当用户按下取消选项，所述人机交互面板产生一取消指令时，所述第二配置单元还用于基于来自所述人机交互面板的取消指令将预设的室内光感信息更改为所保存的室内光感信息。
具体地，所述第二配置单元将所述配置文件中的备份配置项中保存的室内光感信息写入室内光感信息的配置项。如此，所述控制单元根据新的室内光感信息的配置项来调整调光膜的透光电压。
作为又一种优选方式，当室外渐黑，室外的光线无法为人们提供合适生活、工作环境时，人们还需要开灯来补光。为此，所述调光系统还包括：安装在室内的室内光感单元、光源(均未予图示)。所述控制单元还连接所述室内光感单元和光源。其中，所述室内光感单元和室外光感单元可为相同器件。所述光源举例为LED灯、射灯、灯串等。
所述控制单元还用于比较所述室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若小于则点亮所述光源。
具体地，所述控制单元在根据室外光感信息调整透光电压的同时，还比较所述室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若是，则控制点亮所述灯源，反之，则不予点亮灯源。
为了减少控制单元与室内光感单元的硬件读取操作，提高控制单元的执行效率，所述控制单元的配置文件中还包括透光电压阈值、或透光率阈值。所述透光电压阈值或透光率阈值可以为固定值，也可以通过所述第一配置单元和/或第二配置单元进行修改。当所述控制单元在调整透光电压过程中确定调整后的透光电压/透光率达到相应的透光电压阈值或透光率阈值时，读取所述室内光感单元的室内光感信息，并进行比较。若确定所述室内光感单元所提供的室内光感信息小于预设的室内光感信息，则控制点亮所述灯源，反之，则不予点亮灯源。
如图2所示，本发明提供一种基于调光膜的调光方法。其中，所述调光膜贴在透明玻璃上。如贴在房间的外窗内侧、会议室的玻璃门等。所述调光膜能够在[0v,110v]之间根据电压调整透光率。例如，0v对应0％的透光率，110v对应100％透光率。所述调光方法主要由调光系统来执行。所述调光系统通过自动调整调光膜的透光率，以适应室外不同光线对室内的影响。其中，透光率可表示为透光光亮。
所述调光系统除了调光膜外，还包括：室外光感单元。
所述室外光感单元用于感应室外环境的光感情况并输出相应的室外光感信息。其中，所述室外光感信息可以用来表示室外的光强信息、光通量信息等。
在步骤S1中，所述调光系统按照预设的室内光感信息和所接收的室外光感信息，在预设的透光电压区间内调整所述调光膜的透光电压。
在此，所述室内光感信息可以是固定值，也可以在安装时根据房间朝向等进行设定。
在此，所述透光电压区间可以是所述调光膜的工作电压区间(如[0v,110v])，也可以根据预先将白天和夜晚的透光量的统计，而设定的工作电压区间(如[a1,a2]伏)。其中，0<a1<a2<110v。
所述调光系统预先将预设的透光电压区间和透光率区间进行等分对应。当接收到室外光感信息时，按照透光率计算公式计算满足室内光感信息的透光率，并将计算结果对应查询相应的透光电压，并按照所查询的透光电压来控制所述调光膜的供电电压。
其中，所述步骤S1包括：步骤S11和S12。
在步骤S11中，所述调光系统根据预设的各透光率和透光电压区间内各电压的对应关系，确定基于所述室内光感信息和所接收的室外光感信息所得到的透光率所对应的透光电压，并生成用占空比表示所确定的透光电压的方波信号。
具体地，所述调光系统预先设定与所述透光电压区间中各透光电压对应的占空比。当所述调光系统按照上述对应关系找到所要调整的透光电压时，再根据预设的各透光电压与各占空比的对应关系，确定当前的透光电压所对应的占空比，生成并输出相应占空比的方波信号。
所述调光系统按照所述方波信号的占空比调整输出至调光膜的透光电压。
具体地，所述调光系统中的变压器按照所接收的方波信号的占空比将输入电压进行升压/降压，并输出与占空比相符的透光电压。则所述调光膜按照所接收的电压调整自身的透光率。
在步骤S2中，所述调光系统按照所述透光电压确定调光膜的透光光亮。
具体地，所述调光系统向调光膜输出对应透光率的透光电压。所述调光膜基于所述透光电压确定相应的透光率。
优选地，为了适应人们生活、工作时对室内光线的不同需求。所述调光系统在执行步骤S1之前，还执行步骤S3和/或S4。(均未予图示)
为此，所述调光系统中的控制单元包括外部接口、以及通过所述外部接口与所述控制单元连接的第一配置单元；和/或所述调光系统包括包含人机交互面板的第二配置单元。
在所述步骤S3中，所述第一配置单元将来自所述外部接口的光感信息写入所述室内光感信息。
具体地，所述调光系统可以安装在窗边的墙上。在所述调光系统上设有如USB的接口(即对应所述外部接口)，所述第一配置单元通过自身的USB接口与所述控制单元对接。所述第一配置单元可以为外接的电子设备，如手机、笔记本电脑等。所述室内光感信息可配置在预存在所述控制单元中的配置文件中。用户可以直接操作所述第一配置单元对该配置文件中的室内光感信息进行修改；或者通过界面对该配置文件中的室内光感信息进行修改。则所述控制单元按照修改后的室内光感信息对透光电压进行调整。其中，所述配置文件可以是.txt或.xml格式的。
在步骤S4中，所述第二配置单元基于来自所述人机交互面板的光感选项操作保存预设的室内光感信息，并按照所述光感选项操作所对应的光感信息更改预设的室内光感信息。
在此，所述人机交互面板为同样安装在墙上的触屏控制板、用于提供投影环境的按钮等。例如，所述人机交互面板上设有投影选项、会议选项、午睡选项、取消选项等，每个选项对应一个室内光感信息。
在此，上述配置文件中还可以包括备份配置项。当用户在人机交互面板上选择一选项操作时，所述第二配置单元根据预设的选项操作先将配置文件中的室内光感信息保存在备份配置项中，再将所接收的选项操作所对应的光感信息写入室内光感信息的配置项中。如此，所述控制单元根据室内光感信息的配置项来调整调光膜的透光电压。
优选地，当用户按下取消选项，所述人机交互面板产生一取消指令时，所述步骤S4中，所述第二配置单元还基于来自所述人机交互面板的取消指令将预设的室内光感信息更改为所保存的室内光感信息。
具体地，所述第二配置单元将所述配置文件中的备份配置项中保存的室内光感信息写入室内光感信息的配置项。如此，所述控制单元根据新的室内光感信息的配置项来调整调光膜的透光电压。
作为又一种优选方式，当室外渐黑，室外的光线无法为人们提供合适生活、工作环境时，人们还需要开灯来补光。为此，所述调光系统还包括：安装在室内的室内光感单元、光源。其中，所述室内光感单元和室外光感单元可为相同器件。所述光源举例为LED灯、射灯、灯串等。所述调光方法还包括：步骤S5(未予图示)。
在步骤S5中，所述调光系统比较所述室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若小于则点亮所述光源。
具体地，所述调光系统在根据室外光感信息调整透光电压的同时，还比较所述室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若是，则控制点亮所述灯源，反之，则不予点亮灯源。
为了减少调光系统中的控制单元与室内光感单元之间的硬件读取操作，提高调光系统的执行效率，所述调光系统的配置文件中还包括透光电压阈值、或透光率阈值。所述透光电压阈值或透光率阈值可以为固定值，也可以通过所述第一配置单元和/或第二配置单元进行修改。当所述调光系统在调整透光电压过程中确定调整后的透光电压/透光率达到相应的透光电压阈值或透光率阈值时，读取所述室内光感单元的室内光感信息，并进行比较。若确定所述室内光感单元所提供的室内光感信息小于预设的室内光感信息，则控制点亮所述灯源，反之，则不予点亮灯源。
综上所述，本发明的基于调光膜的调光系统及方法，通过将具有调光功能的调光膜贴于玻璃，并设置室外光感单元来感应户外光线，能够及时自动的调整窗户的入射光量，实现室内光线的自适应。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种基于调光膜的调光系统，其特征在于，包括：
室外光感单元，用于感应室外环境的光感情况并输出相应的室外光感信息；
贴设在透光玻璃的调光膜，用于按照所接收的透光电压确定透入光亮；
与所述调光膜和光感元件相连的控制单元，用于将预设的透光电压区间和透光率区间进行等分对应，在接收到所述室外光感信息时，按照透光率计算公式计算满足预设的室内光感信息的透光率，并将计算结果对应查询相应的透光电压，并按照所查询的透光电压来控制所述调光膜的供电电压。
2.根据权利要求1所述的基于调光膜的调光系统，其特征在于，还包括：与所述控制单元相连的以下至少一种：
包括外部接口的第一配置单元，用于将来自所述外部接口的光感信息写入所述室内光感信息；
包括人机交互面板的第二配置单元，用于基于来自所述人机交互面板的光感选项操作保存预设的室内光感信息，并按照所述光感选项操作所对应的光感信息更改预设的室内光感信息。
3.根据权利要求2所述的基于调光膜的调光系统，其特征在于，所述第二配置模块还用于基于来自所述人机交互面板的取消指令将预设的室内光感信息更改为所保存的室内光感信息。
4.根据权利要求1所述的基于调光膜的调光系统，其特征在于，所述控制单元包括：
PWM生成模块，用于根据预设的各透光率和透光电压区间内各电压的对应关系，确定基于所述室内光感信息和所接收的室外光感信息所得到的透光率所对应的透光电压，并生成用占空比表示所确定的透光电压的方波信号；
电压控制模块，用于按照所述方波信号的占空比调整输出至调光膜的透光电压。
5.根据权利要求1至4中任一所述的基于调光膜的调光系统，其特征在于，还包括：
与所述控制单元相连的光源；
与所述控制单元相连的室内光感单元，用于感应室内环境的光感情况并输出相应的室内光感信息；
所述控制单元还用于比较所述室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若小于则点亮所述光源。
6.一种基于调光膜的调光方法，其特征在于，包括：
将预设的透光电压区间和透光率区间进行等分对应，在接收到室外光感信息时，按照透光率计算公式计算满足预设的室内光感信息的透光率，并将计算结果对应查询相应的透光电压，并按照所查询的透光电压来控制所述调光膜的供电电压；
按照所述透光电压确定调光膜的透入光亮。
7.根据权利要求6所述的基于调光膜的调光方法，其特征在于，还包括以下至少一种步骤：
将来自外部接口的光感信息写入所述室内光感信息；
基于来自人机交互面板的光感选项操作保存预设的室内光感信息，并按照所述光感选项操作所对应的光感信息更改预设的室内光感信息。
8.根据权利要求7所述的基于调光膜的调光方法，其特征在于，还包括：基于来自所获取的取消指令将预设的室内光感信息更改为所保存的室内光感信息。
9.根据权利要求6所述的基于调光膜的调光方法，其特征在于，所述将预设的透光电压区间和透光率区间进行等分对应，在接收到室外光感信息时，按照透光率计算公式计算满足预设的室内光感信息的透光率，并将计算结果对应查询相应的透光电压，并按照所查询的透光电压来控制所述调光膜的供电电压，包括：
根据预设的各透光率和透光电压区间内各电压的对应关系，确定基于所述室内光感信息和所接收的室外光感信息所得到的透光率所对应的透光电压，并生成用占空比表示所确定的透光电压的方波信号；
按照所述方波信号的占空比调整输出至调光膜的透光电压。
10.根据权利要求6至9中任一所述的基于调光膜的调光方法，其特征在于，还包括：
比较室内光感单元所提供的室内光感信息是否小于预设的室内光感信息，若小于则点亮光源。
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