CN106304472A - 一种led照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED照明系统，包括：亮度检测模块，实时检测照明区域的光照亮度；用户检测模块，实时检测照明区域内的用户数量；设置模块，设置照明区域所需的光照强度参数以及确认当前光照强度是否舒适；控制模块，与所述亮度检测模块、用户检测模块和设置模块连接，根据照明区域的光照亮度和用户数量以及舒适度信号采用最小亮度算法计算出照明区域内每个LED灯所需亮度值，形成控制信号；调节模块，与控制模块连接，根据控制信号对每个LED灯的亮度进行调节。本发明实现节能和用户舒适度之间的优化，在满足用户舒适度的基础上最大限度节约能源，在复杂的室内环境中，可以根据用户不同的情景和需求实现多样化的控制，总节能可达20％。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体涉及一种LED照明系统。
背景技术
随着移动通信技术的发展，用户、网络、终端三者的连接技术已经日益成熟。用户可以通过网络在远程随时随地的访问和遥控系统以及交换和监测数据。因此智能时代已经来临，智能家居系统概念被提出并得到了飞速的发展。作为智能家居系统的重要组成部分，智能LED照明系统也得到了高度的重视。智能LED照明系统并不是传统意义上的以照明为系统核心，而是以LED灯的可控性为基础，结合了当前的通信、传感器、物联网等先进技术，以智能化控制为核心的产品。
现有的照明控制系统只能根据用户的移动和环境亮度进行简单的开关或者调光控制，很难被应用到复杂的环境中，比如人多的房间或者办公室等。复杂的环境需要根据用户不同的情景和需求实现多样化的控制。由于现有系统的限制，大部分照明系统只能适应前门和走廊的应用。而且现有的照明系统没有考虑到用户舒适度参数的实时设置，因此不能根据不同用户的需求来满足用户舒适度，也没法实现节能和用户舒适度之间的优化。
发明内容
本发明提供了一种LED照明系统，以解决现有技术中存在的不能根据不同用户的需求来满足用户舒适度以及实现节能和用户舒适度之间的优化的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种LED照明系统，包括：
亮度检测模块，实时检测照明区域的光照亮度；
用户检测模块，实时检测照明区域内的用户数量；
设置模块，设置照明区域所需的光照强度参数以及确认当前光照强度是否舒适；
控制模块，与所述亮度检测模块、用户检测模块和设置模块连接，根据照明区域的光照亮度和用户数量以及舒适度信号采用最小亮度算法计算出照明区域内每个LED灯所需亮度值，形成控制信号；
调节模块，与所述控制模块连接，根据控制信号对每个LED灯的亮度进行调节。
进一步的，所述照明区域设有若干个，每个照明区域对应若干LED灯。
进一步的，所述亮度检测模块包括与所述照明区域一一对应的亮度传感器，每个亮度传感器实时检测对应照明区域内的光照亮度，并将检测到的数据发送至控制模块。
进一步的，所述用户检测模块包括与所述照明区域一一对应的红外传感器，每个红外传感器实时检测对应照明区域内的用户数量，并将检测到的数据发送至控制模块。
进一步的，所述设置模块包括用户设置模块和管理员设置模块，所述用户设置模块提供用户设置所在照明区域所需的光照强度参数以及确认当前光照强度是否舒适，所述管理员设置模块提供管理员设置每个照明区域的光照强度的初始最小、最大亮度值参数，所述用户设置模块和管理员设置模块将设置的参数发送至控制模块。
进一步的，还包括数据收发模块，所述数据收发模块设于所述亮度检测模块、用户检测模块、用户设置模块、调节模块与所述控制模块之间。
进一步的，所述最小亮度算法包括以下步骤：
S1：设置LED灯的初始最小和最大亮度值；
S2：接收用户检测模块的检测数据，当用户数量≥1时，控制LED灯根据100％进行照明，当用户数量<1时，控制LED灯根据当前最小亮度值进行照明；
S3：接收用户设置模块的数据，若接收到不舒适信号，则取最小亮度值和最大亮度值的均值作为最小亮度值，若没有接收到不舒适信号，则取当前的最小亮度值和最大亮度值的均值作为最大亮度值；
S4：重复步骤S2-S3，直到最大亮度值与最小亮度值的差值小于5％，当用户数量<1时，控制LED灯根据最小亮度值进行照明。
进一步的，所述控制模块采用微处理器、单片机或MCU。
进一步的，所述调节模块包括单独调节模块和集中调节模块，所述单独调节模块包括与LED灯一一对应的第一亮度调节器，所述集中调节模块为与照明区域一一对应的第二亮度调节器。
进一步的，所述第一亮度调节器和第二亮度调节器采用LED驱动模块，所述LED驱动模块包括电流控制模组。
本发明提供的LED照明系统，通过亮度检测模块和用户检测模块分别实时检测照明区域的光照亮度和用户数量，同时通过设置模块设置照明区域所需的光照强度参数并确认当前光照强度是否舒适，通过控制模块根据照明区域的光照亮度和用户数量以及设置模块的设置参数采用最小亮度算法计算出照明区域内每个LED灯所需亮度值，形成控制信号，通过调节模块对每个LED的亮度进行调节，实现节能和用户舒适度之间的优化，在满足用户舒适度的基础上最大限度节约能源，在复杂的室内环境中，可以根据用户不同的情景和需求实现多样化的控制，总节能可达20％。
附图说明
图1是本发明LED照明系统的结构框图。
图中所示：1、亮度检测模块；11、亮度传感器；2、用户检测模块；21、红外传感器；3、设置模块；31、用户设置模块；32、管理员设置模块；4、控制模块；5、照明区域；6、调节模块；61、单独调节模块；62、集中调节模块；7、数据收发模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
如图1所示，本发明提供了一种LED照明系统，包括亮度检测模块1、用户检测模块2、设置模块3、控制模块4和调节模块6。
亮度检测模块1，实时检测照明区域5的光照亮度；优选的，所述照明区域设有若干个，每个照明区域5对应若干LED灯，亮度检测模块1包括与照明区域5一一对应的亮度传感器11，每个亮度传感器11实时检测对应照明区域5的光照亮度，并将检测到的数据发送至控制模块4。具体的，本实施例中为针对室内的LED照明系统，如办公室、商场或房间等，根据室内的形状大小，将2-6个相邻的LED灯划分为一个照明区域5，每个照明区域5对应一个亮度传感器11，用于实时检测光照强度，包括自然光和LED灯光的总和，并将检测到的数据发送至控制模块4。
用户检测模块2，实时检测照明区域内的用户数量；所述用户检测模块2包括与所述照明区域一一对应的红外传感器21，每个红外传感器21实时检测对应照明区域5内的用户数量，并将检测到的数据发送至控制模块4。具体的，本实施例中，红外传感器21只需检测对应的照明区域内是否有用户即可，以便控制模块4对该照明区域5的光照亮度进行控制。
设置模块3，设置照明区域5所需的光照强度参数；设置模块3包括用户设置模块31和管理员设置模块32，所述用户设置模块31提供用户设置所在照明区域5所需的光照强度参数以及确认当前光照强度是否舒适，所述管理员设置模块32提供管理员设置每个照明区域5的光照强度上限、下限和通用值参数，所述用户设置模块31和管理员设置模块32将设置的参数发送至控制模块4。具体的，用户设置模块31可以是手机或PAD上的app操作端，用户根据当前照明区域5内的光照亮度给予反馈，如确定当前的光照强度是否舒适或根据需要设置所需的光照强度值，以便于控制模块4根据用户的反馈数据进行对该照明区域5的光照亮度进行控制。管理员设置模块32可以是手机、PAD、笔记本电脑或计算机中的操作终端，用于设置每个照明区域5的光照强度上限、下限和通用值参数，用于提供控制模块4的控制初始值或参考值。
控制模块4，与所述亮度检测模块1、用户检测模块2和设置模块3连接，根据照明区域5的光照亮度和用户数量以及舒适度信号采用最小亮度算法计算出照明区域5内每个LED灯所需亮度值，形成控制信号；优选的，该控制模块4采用微处理器、单片机或MCU，根据亮度检测模块1和用户检测模块2的检测数量和设置模块3的设置参数采用最小亮度算法计算出照明区域5内每个LED灯所需亮度值，该最小亮度算法包括以下步骤：
S1：设置LED灯的初始最小和最大亮度值；如初始最小亮度值Lmin＝0。最大亮度值Lmax＝100％。
S2：接收用户检测模块的检测数据，当用户数量≥1时，控制LED灯根据最大亮度值100％进行照明，当用户数量<1时，控制LED灯根据当前最小亮度值进行照明，且在之后的照明过程中，当用户数量≥1时，LED灯都根据100％进行照明。
S3：接收用户设置模块31的数据，若接收到不舒适信号，则取最小亮度值和最大亮度值的均值作为最小亮度值，即当用户发出不舒适信号时，将最小亮度值进行更新。若没有接收到不舒适信号，则取当前的最小亮度值和最大亮度值的均值作为最大亮度值，即当用户没有发出不舒适信号时，对最大亮度值进行更新。
S4：重复步骤S2-S3，直到最大亮度值与最小亮度值的差值小于5％，当用户数量<1时，控制LED灯根据最小亮度值进行照明，此时的最小亮度值为LED灯的最优亮度值，当用户检测模块2连续多次或在一段时间(如3次以上或5分钟)检测到对应照明区域5内没有用户时，可以熄灭该照明区域5内的LED灯。
需要说明的是，为了给用户一段适应时间，需前后两次更新的时间间隔T，通常情况下，T为3-5min。
控制模块4针对每个照明区域5进行最小亮度算法的运算，得到LED灯的最优亮度值，在满足用户舒适度的基础上最大限度节约能源。每个照明区域5内的不同LED灯的亮度值可根据其位置进行微调，如靠窗的LED灯的亮度可小于远离窗的LED灯的亮度，LED灯的位置数据可由管理员通过管理员设置模块输入控制模块4，并通过控制模块4形成对应的控制信号。当然，若用户直接通过用户设置模块31设定当前所需的光照强度，则控制模块4控制LED灯根据该设定的光照强度值进行照明。控制模块4接收亮度检测模块1的实时检测数据，并将该检测数据与对应照明区域5当前所需的亮度值进行对比，保证控制精度。
调节模块6，与所述控制模块4连接，根据控制信号对每个LED灯的亮度进行调节。优选的，所述调节模块6包括单独调节模块61和集中调节模块62，所述单独调节模块61包括与LED灯一一对应的第一亮度调节器，所述集中调节模块62为与照明区域5一一对应的第二亮度调节器。所述第一亮度调节器和第二亮度调节器采用LED驱动模块，所述LED驱动模块包括电流控制模组，通过调节LED灯的电流大小对其进行255级亮度调节。具体的，当控制模块4针对某个照明区域5形成的控制信号中LED灯的亮度不一致时，通过单独调节模块61根据每个LED灯的亮度进行单独调节，当控制模块4针对某个照明区域5形成的控制信号中LED灯的亮度一致时，通过集中集中调节模块62对该照明区域5内的LED灯同时进行调节。
优选的，该LED照明系统还包括数据收发模块7，所述数据收发模块7设于所述亮度检测模块1、用户检测模块2、用户设置模块31、调节模块6与所述控制模块4之间，即亮度检测模块1、用户检测模块2、用户设置模块3通过数据收发模块7将检测数据或设置的参数发送至控制模块4，同时控制模块4通过数据收发模块7将控制信号发送至调节模块6，而管理员设置模块32则将设置的参数直接发送至控制模块4，该数据收发模块7可以采用ZigBee(250kbps/2.4GHz)收发器。
当然该LED照明系统还包括电源模块，该电源模块电源部分可以由12V开关电源和电源调节器组成，用于对亮度检测模块1、用户检测模块2、用户设置模块3、控制模块4、调节模块6和数据收发模块7进行供电。
综上所述，本发明提供的LED照明系统，通过亮度检测模块1和用户检测模块2分别实时检测照明区域5的光照亮度和用户数量，同时通过设置模块3设置照明区域5所需的光照强度参数并确认当前光照强度是否舒适，通过控制模块4根据照明区域5的光照亮度和用户数量以及设置模块3的设置参数采用最小亮度算法计算出照明区域5内每个LED灯所需亮度值，形成控制信号，通过调节模块6对每个LED的亮度进行调节，实现节能和用户舒适度之间的优化，在满足用户舒适度的基础上最大限度节约能源，在复杂的室内环境中，可以根据用户不同的情景和需求实现多样化的控制，总节能可达20％。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种LED照明系统，其特征在于，包括：
亮度检测模块，实时检测照明区域的光照亮度；
用户检测模块，实时检测照明区域内的用户数量；
设置模块，设置照明区域所需的光照强度参数以及确认当前光照强度是否舒适；
控制模块，与所述亮度检测模块、用户检测模块和设置模块连接，根据照明区域的光照亮度和用户数量以及舒适度信号采用最小亮度算法计算出照明区域内每个LED灯所需亮度值，形成控制信号；
调节模块，与所述控制模块连接，根据控制信号对每个LED灯的亮度进行调节。
2.根据权利要求1所述的LED照明系统，其特征在于，所述照明区域设有若干个，每个照明区域对应若干LED灯。
3.根据权利要求2所述的LED照明系统，其特征在于，所述亮度检测模块包括与所述照明区域一一对应的亮度传感器，每个亮度传感器实时检测对应照明区域内的光照亮度，并将检测到的数据发送至控制模块。
4.根据权利要求2所述的LED照明系统，其特征在于，所述用户检测模块包括与所述照明区域一一对应的红外传感器，每个红外传感器实时检测对应照明区域内的用户数量，并将检测到的数据发送至控制模块。
5.根据权利要求2所述的LED照明系统，其特征在于，所述设置模块包括用户设置模块和管理员设置模块，所述用户设置模块提供用户设置所在照明区域所需的光照强度参数以及确认当前光照强度是否舒适，所述管理员设置模块提供管理员设置每个照明区域的光照强度的初始最小、最大亮度值参数，所述用户设置模块和管理员设置模块将设置的参数发送至控制模块。
6.根据权利要求5所述的LED照明系统，其特征在于，还包括数据收发模块，所述数据收发模块设于所述亮度检测模块、用户检测模块、用户设置模块、调节模块与所述控制模块之间。
7.根据权利要求5所述的LED照明系统，其特征在于，所述最小亮度算法包括以下步骤：
S1：设置LED灯的初始最小和最大亮度值；
S2：接收用户检测模块的检测数据，当用户数量≥1时，控制LED灯根据100％进行照明，当用户数量<1时，控制LED灯根据当前最小亮度值进行照明；
S3：接收用户设置模块的数据，若接收到不舒适信号，则取最小亮度值和最大亮度值的均值作为最小亮度值，若没有接收到不舒适信号，则取当前的最小亮度值和最大亮度值的均值作为最大亮度值；
S4：重复步骤S2-S3，直到最大亮度值与最小亮度值的差值小于5％，当用户数量<1时，控制LED灯根据最小亮度值进行照明。
8.根据权利要求2所述的LED照明系统，其特征在于，所述控制模块采用微处理器、单片机或MCU。
9.根据权利要求2所述的LED照明系统，其特征在于，所述调节模块包括单独调节模块和集中调节模块，所述单独调节模块包括与LED灯一一对应的第一亮度调节器，所述集中调节模块为与照明区域一一对应的第二亮度调节器。
10.根据权利要求9所述的LED照明系统，其特征在于，所述第一亮度调节器和第二亮度调节器采用LED驱动模块，所述LED驱动模块包括电流控制模组。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |