CN106231739B - 一种复杂场景的照明控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复杂场景的照明控制方法及装置，包括在每个LED照明设备上固定的灯控装置，灯控装置上挂载有用于检测LED照明设备附近环境信息的多个传感器；灯控装置根据传感器采集的环境信息计算当前环境所需的灯光照明强度；灯控装置相连有网关，网关接收灯控装置发送的控制信号并将控制信号传递给与LED照明设备相连的驱动电源，所述驱动电源通过调节电流实现对所述LED照明设备的灯光亮度的无极调节。本发明可实时地采集各LED照明设备附近的环境信息；通过设置与灯控装置相连的网关，可实现各LED照明设备与驱动电源之间的信息传输，各LED照明设备根据所处的环境条件执行不同的照明方案，由此可避免能源浪费，实现灵活、智能、精细的灯光控制。

Description

一种复杂场景的照明控制方法及装置

技术领域

本发明涉及照明控制技术领域，尤其是一种复杂场景的照明控制方法及装置。

背景技术

目前的照明系统大多采用传统的手动控制方式，仅能实现简单的单路照明设备的开关控制，这种传统的照明控制方式功能单一，会浪费不必要的能源。在复杂的场景中，例如制造工厂，工人的工作位置不同，靠近窗户的位置自然光强度大，远离窗户的位置自然光强度弱，不同位置所需的光照条件是不同的；另外，同一工作位置在不同场景不同时段下所需的光照条件也是不同的；此外；每个工人对于光照强度感受不同，所需的光照条件也会不同。在这种复杂场景下，采用目前传统的照明控制方式会浪费能源。

发明内容

本发明提供了一种复杂场景的照明控制方法及装置，用于解决现有的照明控制方式浪费能源的问题，该照明控制方法及装置能根据需要实现灵活、智能、精细的灯光控制，节省能源。

为了解决上述问题，本发明提供一种复杂场景的照明控制方法，包括在每个LED照明设备上固定与所述LED照明设备相连的灯控装置，还包括：

在所述灯控装置同时挂载用于检测所述LED照明设备附近环境信息的光强传感器、运动传感器、距离传感器和烟雾传感器；各所述灯控装置根据传感器采集的所述LED照明设备附近的环境信息计算当前环境所需的灯光照明强度；

在所述LED照明设备上设置与所述灯控装置相连的网关，所述网关接收所述灯控装置发送的控制信号并将控制信号传递给与所述LED照明设备相连的驱动电源，所述驱动电源通过调节电流实现对所述LED照明设备的灯光亮度的无极调节。

本发明提供的复杂场景的照明控制方法还具有以下技术特征：

进一步地，所述网关对传感器采集的环境信息、已设定的参数和人为干预信号进行集中处理后向所述驱动电源输出控制信号。

进一步地，各所述网关通过无线传输技术相互连接并组网，每个所述网关为一个组网节点，待组网节点列表以列表形式储存在所述网关内，具体而言，组网节点列表以ieee列表形式储存在所述网关内；各组网节点同相互问询获得信号传输质量反馈并根据反馈结果获得各组网节点的位置优劣，根据各组网节点的位置优劣确定超级节点和普通节点；所述超级节点之间相互连接组网后所述普通节点根据相互询问的反馈结果与相邻的所述超级节点进行连接。

进一步地，所述网关维护网络中的节点列表，所述超级节点维护相连的超级节点列表和与所述超级节点相连的普通节点列表，所述普通节点维护与其相连的超级节点的路由列表；所述网关在进行数据传输、转发时，转发时间被随机延迟或提前以避免信道拥堵。

进一步地，所述灯控装置对传感器采集的环境信息、已设定的参数和人为干预信号进行集中处理后向所述驱动电源输出控制信号。

本发明提供的另一个目的是提供一种复杂场景的照明控制装置，包括LED照明设备和固定在所述LED照明设备上并与所述LED照明设备相连的灯控装置，所述灯控装置同时挂载有用于检测所述LED照明设备附近环境信息的光强传感器、运动传感器、距离传感器和烟雾传感器；各所述灯控装置根据传感器采集的所述LED照明设备附近的环境信息计算当前环境所需的灯光照明强度；所述LED照明设备上还设置有与所述灯控装置相连的网关，所述网关接收所述灯控装置发送的控制信号并将控制信号传递给与所述LED照明设备相连的驱动电源，所述驱动电源通过调节电流实现对所述LED照明设备的灯光亮度的无极调节。

本发明提供的复杂场景的照明控制装置还具有以下技术特征：

进一步地，所述灯控装置与所述网关之间还连接有控制开关，所述网关还连接有智能移动终端，所述网关根据已设定的参数、传感器采集的环境信息和所述智能移动终端输入的人为干预信号向所述驱动电源输出控制信号。

进一步地，各所述网关通过无线传输相互连接并组网，每个所述网关为一个组网节点，待组网节点列表以列表形式储存在所述网关内，具体而言，组网节点列表以ieee列表形式储存在所述网关内；各组网节点同相互问询获得信号传输质量反馈并根据反馈结果获得各组网节点的位置优劣，根据各组网节点的位置优劣确定超级节点和普通节点；所述超级节点之间相互连接组网后所述普通节点根据相互询问的反馈结果与相邻的所述超级节点进行连接。

进一步地，所述网关内存储有网络中的节点列表，所述超级节点内存储有与其相连的超级节点和与其相连的普通节点的路由信息，所述普通节点内存储有与其相连的超级节点的路由信息；所述网关在进行数据传输、转发时，转发时间被随机延迟或提前以避免信道拥堵。

进一步地，所述灯控装置设有控制单元，所述控制单元通过无线传输与智能移动终端和/或所述驱动电源相连，所述灯控装置根据已设定的参数、传感器采集的环境信息和所述智能移动终端输入的人为干预信号向所述驱动电源输出控制信号。

本发明具有如下有益效果：通过在LED照明设备上设置挂载有多颗传感器的灯控装置，可实时地采集各LED照明设备附近的环境信息；通过设置与灯控装置相连的网关，可实现各LED照明设备与驱动电源之间的信息传输，驱动电源可根据网关传递的控制信号通过调节电流实现对LED照明设备的灯光亮度的无极调节，满足各LED照明设备区域内的照明需求，各LED照明设备根据所处的环境条件执行不同的照明方案，由此可避免能源浪费，实现灵活、智能、精细的灯光控制。

附图说明

图1为本发明实施例的照明控制装置的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例的照明控制装置的结构示意图；

图3为本发明另一个实施例的照明控制装置的结构示意图；

图4为本发明中节点组网形式示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图4所示的本发明的复杂场景的照明控制方法的一个实施例中，该复杂场景的照明控制方法包括以下步骤：

S100：在每个LED照明设备上固定与所述LED照明设备相连的灯控装置；

S200：在所述灯控装置同时挂载用于检测所述LED照明设备附近环境信息的光强传感器、运动传感器、距离传感器和烟雾传感器；各所述灯控装置根据传感器采集的所述LED照明设备附近的环境信息计算当前环境所需的灯光照明强度；

S300：在所述LED照明设备上设置与所述灯控装置相连的网关，所述网关接收所述灯控装置发送的控制信号并将控制信号传递给与所述LED照明设备相连的驱动电源，所述驱动电源通过调节电流实现对所述LED照明设备的灯光亮度的无极调节。

该实施例中的复杂场景的照明控制方法，通过在LED照明设备上设置挂载有多颗传感器的灯控装置，可实时地采集各LED照明设备附近的环境信息；通过设置与灯控装置相连的网关，可实现各LED照明设备与驱动电源之间的信息传输，驱动电源可根据网关传递的控制信号通过调节电流实现对LED照明设备的灯光亮度的无极调节，满足各LED照明设备区域内的照明需求，各LED照明设备根据所处的环境条件执行不同的照明方案，由此可避免能源浪费，实现灵活、智能、精细的灯光控制。

在上述实施例中，复杂场景的照明控制方法还具有以下技术特征，所述步骤S300中还包括：

S310：所述网关对传感器采集的环境信息、已设定的参数和人为干预信号进行集中处理后向所述驱动电源输出控制信号。

S320：各所述网关通过无线传输技术相互连接并组网，每个所述网关为一个组网节点，待组网节点列表以ieee列表形式储存在所述网关内；各组网节点通过相互问询获得信号传输质量反馈并根据反馈结果获得各组网节点的位置优劣，根据各组网节点的位置优劣确定超级节点和普通节点；所述超级节点之间相互连接组网后所述普通节点根据相互询问的反馈结果与相邻的所述超级节点进行连接。

S330：所述网关维护网络中的节点列表，所述超级节点维护相连的超级节点列表和与所述超级节点相连的普通节点列表，所述普通节点维护与其相连的超级节点的路由列表；所述网关在进行数据传输、转发时，转发时间被随机延迟或提前以避免信道拥堵。

在上述实施例中，所述步骤S200中还包括S210：所述灯控装置对传感器采集的环境信息、已设定的参数和人为干预信号进行集中处理后向所述驱动电源输出控制信号。

本发明提供的另一个目的是提供一种复杂场景的照明控制装置，在本发明的一个实施例中，该复杂场景的照明控制装置包括LED照明设备10和固定在LED照明设备10上并与LED照明设备10相连的灯控装置20，灯控装置20同时挂载有用于检测LED照明设备10附近环境信息的光强传感器21、运动传感器22、距离传感器23和烟雾传感器24；各灯控装置20根据传感器采集的LED照明设备10附近的环境信息计算当前环境所需的灯光照明强度；LED照明设备10上还设置有述灯控装置20相连的网关30，网关30接收灯控装置20发送的控制信号并将控制信号传递给与LED照明设备10相连的驱动电源40，驱动电源40通过调节电流实现对LED照明设备10的灯光亮度的无极调节，由此可根据各LED照明设备根据所处的环境条件执行不同的照明方案，避免能源浪费，实现灵活、智能、精细的灯光控制。

上述实施例中的复杂场景的照明控制装置还具有以下技术特征：灯控装置20与网关30之间还连接有控制开关50，网关30还连接有智能移动终端60，网关30根据已设定的参数、传感器采集的环境信息和智能移动终端60输入的人为干预信号向驱动电源40输出控制信号。各网关30通过无线传输相互连接并组网，每个网关30作为一个组网节点，待组网节点列表以ieee列表形式储存在各网关30内；各组网节点通过相互问询获得信号传输质量反馈并根据反馈结果获得各组网节点的位置优劣，根据各组网节点的位置优劣确定超级节点(SN，Super Node)和普通节点(ON，Ordinary Node)；超级节点SN之间相互连接组网后普通节点ON根据相互询问的反馈结果与相邻的超级节点SN进行连接。网关30维护网络中的节点列表，各超级节点SN内存储有与其相连的超级节点SN和与其相连的普通节点ON的路由信息，所述普通节点内存储有与其相连的超级节点的路由信息；网关30在进行数据传输、转发时，转发时间被随机延迟或提前以避免信道拥堵。

在本发明的另一个实施例中，灯控装置20设有控制单元，所述控制单元通过无线传输与智能移动终端60和/或驱动电源40相连，灯控装置20根据已设定的参数、传感器采集的环境信息和智能移动终端60输入的人为干预信号向驱动电源40输出控制信号。

本发明的复杂场景的照明控制方法及装置，通过在LED照明设备上设置挂载有多颗传感器的灯控装置，可实时地采集各LED照明设备附近的环境信息；通过设置与灯控装置相连的网关，可实现各LED照明设备与驱动电源之间的信息传输，驱动电源可根据网关传递的控制信号通过调节电流实现对LED照明设备的灯光亮度的无极调节，满足各LED照明设备区域内的照明需求，各LED照明设备根据所处的环境条件执行不同的照明方案，由此可避免能源浪费，实现灵活、智能、精细的灯光控制。

如图1所示，本发明的复杂场景的照明控制装置的一个实施例中，该照明控制装置包括LED照明设备、灯控装置、控制开关和网关，灯控装置挂载有多个传感器以检测LED照明设备附近的环境信息，各个灯控装置根据传感器收集的环境信息计算其当前环境所需的灯光照明强度，然后将控制信号统一传给网关，网关将已设定的参数、传感器感应的环境信息和人为干预信号进行集中处理，输出控制信号传给驱动电源，驱动电源通过调节电流大小实现对LED照明设备的灯光亮度的无极调节，从而实现提供各LED照明设备当前环境当前位置下的最佳照明强度。该实施例中的复杂场景的照明控制装置可通过控制开关进行开启和关闭，还可通过网关与智能移动终端(如手机、平板电脑等)连接实现对照明系统的无线人为控制。

如图2所示，本发明的复杂场景的照明控制装置的一个实施例中，该实施例中的照明控制装置适用于家居、小型办公场所等不需要通过网关进行大规模信号处理和控制的情况，灯控装置20设有控制单元，所述控制单元通过无线传输(例如：ZigBee、wifi、蓝牙、射频通信技术等)与智能移动终端60和/或驱动电源40相连，灯控装置20根据已设定的参数、传感器采集的环境信息和智能移动终端60输入的人为干预信号向驱动电源40输出控制信号，实现对LED照明设备的自动照明控制。

如图3所示，本发明的复杂场景的照明控制装置的一个实施例中，该实施例中的照明控制装置适用于复杂场景的灯光照明控制，各个灯控装置根据传感器收集的环境信息计算其当前环境所需的灯光照明强度，然后将控制信号统一传递给网关，网关将已设定的参数、传感器感应的环境信息和人为干预信号进行集中处理，输出控制信号传给驱动电源，驱动电源通过调节电流大小实现对LED照明设备的灯光亮度的无极调节，提供当前环境当前位置下的最佳照明强度。该实施例中的复杂场景的照明控制装置可通过控制开关进行开启和关闭，还可通过网关与智能移动终端(如手机、平板电脑等)连接实现对照明系统的无线人为控制。

上述实施例中的复杂场景的照明控制装置及方法中的各网关组网过程如图4所示，组网过程包括：

1)、预先定义待组网节点及网络规模：待组网节点列表以ieee列表形式保存在网络监理者处(即所述网关)，待组网节点数量即为网络规模，该步骤是整个组网算法中唯独有人工干预的步骤；

2)、结合图形或问询反馈进行节点关系计算：通过各节点之间的相互问询得到的信号传输质量反馈，对各节点的位置优劣进行评估，该步骤只需要对一小部分(1/64-1/256)待组网节点进行评估；实际环境下，多数节点的位置是相对固定的，前面所述的问询反馈步骤，可以直接结合图形进行评估；

3)、超级节点(Super Node)和普通节点(Ordinary Node)的两级组网：首先根据对各节点的位置优劣的评估结果确定超级节点和普通节点；具体而言，由于此类节点的计算能力相近或相同(同样的电池供电、同样的通讯模块)，所以唯独位置优劣信息是进行超级节点和普通节点区分的依据，在确定了节点类型之后，超级节点之间优先进行组网，即第一级组网；再由普通节点依据前述问询反馈信息与邻近的若干个超级节点进行连接；

4)、节点加入与离开的自修复：实际运行的网络，由于LED照明设备的增加或减少，网络中节点数量有时会有变化，比如有节点加入，有节点失效；在本发明中，如果是普通节点(终端节点)失效，不会影响网络运行，由于普通节点与多个超级节点有连接，在一个超级节点失效的时候，另一条网络通路会替补上来，这样便保证了网络的运行；节点加入会向超级节点发送请求，根据前述问询反馈的信息，新加入的节点与多个超级节点网络进行连接；

5)、白名单策略：如1)中所述，网络监理者(WG，通常为网关)维护了一个节点列表，节点的加入会通过网络管理者进行确权，如果在列表之中则可以加入网络，进一步保证了网络的安全性；

6)、路由信息维护：如前面所述，网络监理者(WG，通常为网关)维护网络中的节点列表，超级节点维护临近超级节点列表和挂载的普通节点列表，普通节点维护了上级超级节点路由列表。

可以理解的是，在一个网络中，一个信息或命令的传播，需要经过三类角色：发送者、中转者、接收者，发送者与中转者之间、中转者与中转者之间、接收者与中转者之间需要有信息传递通路，最朴素的消息传播方法是“广而告之”，也是一般通信网络中所采用的“洪泛法”，众所周知，这是一个低效的算法。

本发明中，在超级节点和普通节点的多级组网基础上，采用了经由超级节点的“洪泛法”算法。具体如下：

1)、经由网络规模小的超级节点路由：本发明的网络拓扑可以理解为两层网络拓扑，第一层是超级节点之间的网络拓扑，第二层是挂在普通节点的网络拓扑，属于有一定规律的网状结构。这里的第一层超级节点的网络节点(超级节点)数量少，信息传递时经由超级节点路由，其消耗的跳数相应也变少，这样节省了信道占用，提升了消息发送速率；

2)、跳数评估和报文重新打包：本发明在通信报文设计时，添加了一个字节表示传播的跳数，一条信息在传输过程中，经过的每个节点会对报文的该字节加1，这样信息到达的时候，该字节即表示，整个过程中信息传播的跳数，相应的数据也会被记录下来，用于重新调整超级节点的路由选择，以规避跳数多的情况；

3)、随机退让机制：实际应用场景中，控制命令和传感数据传输命令，数量多，在某些需求场景和规则下，数据并发量大，如果采用定时上报节点状态，或每隔固定时间间隔发送控制命令，均会造成信道拥堵。为避免此情况，本发明的路由算法中添加了随机退让机制，普通节点在上报信息时，转发时间将被随机延迟或提前(微秒级别)，由此避免信道拥堵。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种复杂场景的照明控制方法，包括在每个LED照明设备上固定与所述LED照明设备相连的灯控装置，其特征在于：

在所述灯控装置同时挂载用于检测所述LED照明设备附近环境信息的光强传感器、运动传感器、距离传感器和烟雾传感器；各所述灯控装置根据传感器采集的所述LED照明设备附近的环境信息计算当前环境所需的灯光照明强度；

在所述LED照明设备上设置与所述灯控装置相连的网关，所述网关接收所述灯控装置发送的控制信号并将控制信号传递给与所述LED照明设备相连的驱动电源，所述驱动电源通过调节电流实现对所述LED照明设备的灯光亮度的无极调节；

所述网关对传感器采集的环境信息、已设定的参数和人为干预信号进行集中处理后向所述驱动电源输出控制信号；

各所述网关通过无线传输技术相互连接并组网，每个所述网关为一个组网节点，待组网节点列表以列表形式储存在所述网关内；各组网节点同相互问询获得信号传输质量反馈并根据反馈结果获得各组网节点的位置优劣，根据各组网节点的位置优劣确定超级节点和普通节点；所述超级节点之间相互连接组网后所述普通节点根据相互询问的反馈结果与相邻的所述超级节点进行连接；所述网关在进行数据传输、转发时，转发时间被随机延迟或提前以避免信道拥堵。

2.根据权利要求1所述的复杂场景的照明控制方法，其特征在于，所述网关维护网络中的节点列表，所述超级节点维护相连的超级节点列表和与所述超级节点相连的普通节点列表，所述普通节点维护与其相连的超级节点的路由列表。

3.根据权利要求1所述的复杂场景的照明控制方法，其特征在于，所述灯控装置对传感器采集的环境信息、已设定的参数和人为干预信号进行集中处理后向所述驱动电源输出控制信号。

4.一种复杂场景的照明控制装置，包括LED照明设备和固定在所述LED照明设备上并与所述LED照明设备相连的灯控装置，其特征在于，所述灯控装置同时挂载有用于检测所述LED照明设备附近环境信息的光强传感器、运动传感器、距离传感器和烟雾传感器；各所述灯控装置根据传感器采集的所述LED照明设备附近的环境信息计算当前环境所需的灯光照明强度；所述LED照明设备上还设置有与所述灯控装置相连的网关，所述网关接收所述灯控装置发送的控制信号并将控制信号传递给与所述LED照明设备相连的驱动电源，所述驱动电源通过调节电流实现对所述LED照明设备的灯光亮度的无极调节；所述灯控装置与所述网关之间还连接有控制开关，所述网关还连接有智能移动终端，所述网关根据已设定的参数、传感器采集的环境信息和所述智能移动终端输入的人为干预信号向所述驱动电源输出控制信号；各所述网关通过无线传输相互连接并组网，每个所述网关为一个组网节点，待组网节点列表以列表形式储存在所述网关内；各组网节点同相互问询获得信号传输质量反馈并根据反馈结果获得各组网节点的位置优劣，根据各组网节点的位置优劣确定超级节点和普通节点；所述超级节点之间相互连接组网后所述普通节点根据相互询问的反馈结果与相邻的所述超级节点进行连接；所述网关在进行数据传输、转发时，转发时间被随机延迟或提前以避免信道拥堵。