CN107290884B

CN107290884B - 舒适度自适应智能pdlc调光玻璃控制系统及方法

Info

Publication number: CN107290884B
Application number: CN201710622844.3A
Authority: CN
Inventors: 陈丽; 杨韫彧; 夏兴隆; 居敏花; 戴德花; 张春燕
Original assignee: Suzhou Vocational Institute of Industrial Technology
Current assignee: Suzhou Etag Technology Corp
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: CN107290884A

Abstract

本发明提供了一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统及方法，系统包括：PDLC调光玻璃，具有调光程度不同的若干工作状态；亮度传感装置，用于检测环境亮度值；场景设置装置，用于设置PDLC调光玻璃的工作场景；查找表单元，用于根据不同的环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态及工作场景建立并存储人体舒适度查找表；控制器，用于根据所述环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态及工作场景，查找所述人体舒适度查找表并根据查找结果控制所述PDLC调光玻璃切换工作状态。方法中控制器根据所述查找结果控制PDLC调光玻璃的切换工作状态。该系统及方法实现了根据环境亮度自适应地调整调光玻璃的透过率，无需人工干预。

Description

舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能家居、汽车设备技术领域，特别涉及一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统及方法。

背景技术

目前，调光玻璃在高档建筑、办公室隔断等场合有广泛应用。通过控制PDLC调光玻璃的磨砂状态和透明状态，改变环境光的路径。目前调光玻璃状态的调节大部分需要人为根据自己的需求进行手动控制，可以进行自动控制的主要是根据外界光强来实现自动控制。但是这样的自动控制方法较差，没有考虑不同应用场景，更无法根据人体的舒适度进行自适应调整工作状态，用户体验较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统及方法，以解决现有的PDLC调光玻璃不能根据人的感官来自动调节磨砂或者透明状态的切换问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统，包括：

PDLC调光玻璃，具有调光程度不同的若干工作状态

亮度传感装置，用于检测环境亮度值；

场景设置装置，用于设置PDLC调光玻璃的工作场景；

查找表单元，用于根据不同的环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态及工作场景建立并存储人体舒适度查找表；

控制器，用于根据所述环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态及工作场景，查找所述人体舒适度查找表并根据查找结果控制所述PDLC调光玻璃切换工作状态。

较佳地，还包括舒适度反馈单元，用于接收不同的环境亮度值、不同工作场景、不同的PDLC调光玻璃的工作状态下的舒适度反馈信号，并将所述舒适度反馈信号中的舒适度发送至所述查找表单元以建立环境亮度值、工作场景、PDLC调光玻璃的工作状态与舒适度对应的人体舒适度查找表。

较佳地，所述场景设置装置包括与不同的场景对应的若干个开关按键，当不同的开关按键被触发后，向所述控制器发送对应的PDLC调光玻璃的工作场景信息。

本发明还提供了一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制方法，包括以下步骤：

S1：采用亮度传感装置检测环境亮度值，检测PDLC调光玻璃的工作状态以及采用场景设置装置设置PDLC调光玻璃当前的工作场景；

S2：控制器获取所述环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态、工作场景并查找预先建立的人体舒适度查找表，以得到对应的查找结果；

S3：控制器根据所述查找结果控制PDLC调光玻璃的切换工作状态。

较佳地，所述人体舒适度查找表为预存于查找表单元的，所述查找表单元根据舒适度反馈单元所接收的不同环境亮度值、不同工作场景下PDLC调光玻璃的不同工作状态时的舒适度反馈信号，并根据所述舒适度反馈信号中的舒适度建立不同的环境亮度值、不同工作场景下的PDLC调光玻璃的工作状态与舒适度对应的人体舒适度查找表。

较佳地，建立人体舒适度查找表的过程具体包括：

S21：在不同的环境亮度值、不同工作场景下切换所述PDLC调光玻璃的工作状态；

S22：通过舒适度反馈单元接收不同工作状态下的舒适度反馈信号；

S23：建立不同的环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态、工作场景及舒适度对应的人体舒适度查找表，其中，所述PDLC调光玻璃的工作状态包括透明态和磨砂态。

较佳地，所述步骤S23具体包括：

A.根据不同工作场景下所述舒适度反馈信号对舒适度的影响，计算显著性因子，当显著性因子大于第一阈值时，则不同场景下舒适度结果统一，进入步骤B；否则，不同场景下舒适度结果不统一，进入步骤C；

B.统计全部舒适度反馈信号的数量为N，统计舒适度反馈信号中透明态对应的舒适度大于磨砂态对应的舒适度的数量为M，则计算透明态舒适度比例因子S’，S＝M*2/N，若S大于第二阈值，则人体舒适度查找表对应的驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为透明态的信号，否则，驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为磨砂态的信号。

C.分别对不同工作场景进行统计，设对其中任意一个工作场景下的全部舒适度反馈信号的数量为N’，该工作场景下舒适度反馈信号中透明态对应的舒适度大于磨砂态对应的舒适度的数量为M’，则计算该工作场景下透明态舒适度比例因子S’，S’＝M’*2/N’，则在该工作场景下，若S’大于第二阈值，则人体舒适度查找表对应的驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为透明态的信号，否则，驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为磨砂态的信号。

较佳地，所述步骤S3具体包括：控制器通过驱动装置驱动PDLC调光玻璃，具体控制过程如下：控制器根据接收到环境亮度值，找出人体舒适度查找表中最接近的环境亮度值，将最接近的环境亮度值对应的工作场景下的驱动信号作为查找结果，并将查找结果发送至驱动装置，驱动装置根据所述驱动信号驱动PDLC调光玻璃。

本发明具有以下有益效果：

能够在现有PDLC调光玻璃手动调节透过率的基础上，通过建立人体舒适度数据对应的查找表，在不同场景下，根据环境亮度实现了自适应地调整调光玻璃的透过率，不需要人工干预处理；

采用人眼视觉感知积累人眼感官数据查找表，根据真实的人眼感知数据及亮度传感装置、以及控制装置实现PDLC调光玻璃的状态选择切换。

附图说明

图1为本发明优选实施例的系统组成图；

图2为本发明优选实施例提供的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

如图1所示，本实施例提供了一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统，该系统具体包括：

PDLC调光玻璃10，具有调光程度不同的若干工作状态

亮度传感装置20，用于检测环境亮度值；

场景设置装置30，用于设置PDLC调光玻璃的工作场景；

查找表单元40，用于根据不同的环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态及工作场景建立并存储人体舒适度查找表；

控制器50，用于根据所述环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态及工作场景，查找所述人体舒适度查找表并根据查找结果控制所述PDLC调光玻璃切换工作状态。

其中，该系统还包括舒适度反馈单元，用于接收不同的环境亮度值、不同工作场景、不同的PDLC调光玻璃的工作状态下的舒适度反馈信号，并将所述舒适度反馈信号中的舒适度发送至所述查找表单元以建立环境亮度值、工作场景、PDLC调光玻璃的工作状态与舒适度对应的人体舒适度查找表。

具体地，场景设置装置包括与不同的场景对应的若干个开关按键，当不同的开关按键被触发后，向所述控制器发送对应的PDLC调光玻璃的工作场景信息。这里以阅读、休息、电脑前工作等场景为例，按下对应场景的不同开关按键，则在不同按键按下后，向控制器反馈不同的信号。假设场景1，按下阅读键，向控制器反馈01信号；场景2，按下休息键，向控制器反馈10信号；场景3按下电脑键，反馈11信号。收到反馈的信号后，控制器即可得知当前的场景。当然，在其他变形实施例中，不同场景对应的信号可以为其他具体形式，这里不做具体限定。

如图2所示，本实施例还提供了一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制方法，包括以下步骤：

其中，上述预先建立的人体舒适度查找表为预存于查找表单元的，查找表单元根据舒适度反馈单元所接收的不同环境亮度值、不同工作场景下PDLC调光玻璃的不同工作状态时的舒适度反馈信号，并根据所述舒适度反馈信号中的舒适度建立不同的环境亮度值、不同工作场景下的PDLC调光玻璃的工作状态与舒适度对应的人体舒适度查找表。

具体地，建立人体舒适度查找表的过程具体包括：

以模拟环境亮度值为50lx为例，分别模拟阅读(场景一)、休息(场景二)、电脑前工作(场景三)等场景，通过舒适度反馈单元接收在该些场景下被测人员在调光玻璃开启和关闭情况下的打分结果(这里的舒适度反馈单元是可以进行独立进行反馈结果采集及反馈结果分析处理的设备，如单片机，计算机等设备)，打分分值如表一：

表一：不同舒适度对应分值

分值	舒适度
		1	极不舒适
2	不舒适
		3	一般
4	舒适
		5	非常舒适

则，采集当前环境亮度下的舒适度反馈结果如表二：

表二：当前环境亮度下的不同场景的舒适度反馈结果

则对当某一场景下，若磨砂态打分高于透明态时，记为0；透明态打分高于磨砂态时，记为1，得到以下表格三：

表格三：不同场景的打分比较结果

被试	场景1	场景2	场景3
				1	1	1	1
2	1	1	0
				3	1	1	1
4	1	1	1
				5	1	1	1
6	1	0	1
				7	1	1	0
8	1	1	1
				9	1	1	1
10	1	1	1

进一步的，上述的步骤S23具体包括：

B.统计全部舒适度反馈信号的数量为N，统计舒适度反馈信号中透明态对应的舒适度大于磨砂态对应的舒适度的数量为M，则计算透明态舒适度比例因子S，S＝M*2/N，若S大于第二阈值，则人体舒适度查找表对应的驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为透明态的信号，否则，驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为磨砂态的信号。

则步骤S3具体包括：控制器通过驱动装置驱动PDLC调光玻璃，具体控制过程如下：控制器根据接收到环境亮度值，找出人体舒适度查找表中最接近的环境亮度值，将最接近的环境亮度值对应的工作场景下的驱动信号作为查找结果，并将查找结果发送至驱动装置，驱动装置根据所述驱动信号驱动PDLC调光玻璃。

具体地，步骤B中，通过以下方式计算显著性因子Sig。设第i行，第j列的值用x_ij表示：

计算表三中所有结果的平均值X_总＝(Σ_jΣ_ix_ij)/30＝0.9；

计算表三中场景j所有结果的平均值X_场景j＝(Σ_ix_ij)/10，三个场景平均值分别为1，0.9，0.8；

计算总离差平方和SST＝Σ_jΣ_i(x_ij-X_总)²＝2.7；

计算水平项离差平方和SSA＝10Σ_j(X_总-X_场景j)²＝0.2；

计算误差项离差平方和SSE＝Σ_jΣ_i(x_ij-X_场景j)²＝2.5；

计算组间方差MSA＝SSA/2＝0.1；

计算组内方差MSE＝SSE/27＝0.0926；

计算检验统计量F＝MSA/MSE＝1.08；

在F分布表中查找自由度为2，27时，显著性水平为0.05时，对应的临界值为3.35.此时F<3.35，此时场景对结果无显著影响，相应地，显著性因子>0.05。

则第一阈值根据需要设为0.05，当显著性因子>0.05时，认为不同场景下的舒适度打分无显著差异。当显著性因子≤0.05时，认为不同场景下的舒适度打分有显著差异(则不同场景下舒适度结果不统一)，表明场景对结果有显著影响，需要进行分别控制。根据上述实验结果，这里根据上述表一、表二及表三的结果进行方差分析后，可知显著性因子均大于0.05，则不同场景下，结果无显著差异(则不同场景下舒适度结果统一)，表明场景对结果无显著影响，不需分别控制。

当场景对结果无显著影响时，则在步骤C中，统计所有打分次数N，统计所有透明态打分高于磨砂态的次数M。

计算S＝M*2/N。，设第二阈值为0.5，则当S>0.5时，说明大部分被试在透明态时，感觉更舒适，则此亮度下，驱动信号为1，使调光玻璃状态为透明；当S≤0.5时，说明大部分被试在磨砂态时，感觉更舒适，则此亮度下，驱动信号为0，使调光玻璃状态为磨砂。根据上述实验结果：环境亮度50lx时，S为1，所有被试均在透明状态下更舒适，设置调光玻璃的状态为透明，驱动信号为1。

控制器设置此时的查找表与驱动信号对应表为表四，以便根据表四的驱动信号驱动调光玻璃：

表四：查找表中的驱动信号

而当场景对结果有显著影响时，针对不同场景分别统计打分次数N’和该场景下透明态打分高于磨砂态的次数M’，则计算S’＝M’*2/N’。当S’>0.5时，说明大部分被试在该亮度、该场景下，调光玻璃为透明态时，感觉更舒适，则此亮度、该场景下，驱动信号为1，使调光玻璃状态为透明；当S’≤0.5时，说明大部分被试在该亮度、该场景下，调光玻璃为磨砂态时，感觉更舒适，则此亮度、该场景下，驱动信号为0，使调光玻璃状态为磨砂。

若在另一测试结果中，如在场景1，大部分被试觉得透明态更舒适；场景2，大部分被试觉得磨砂态更舒适；场景3，大部分被试觉得透明态更舒适。

控制器设置此时的查找表与驱动信号对应表为表五，以便根据表五的驱动信号驱动调光玻璃：

表四：查找表中的驱动信号

进行模拟环境亮度为50lx到1000lx，间隔50lx，重复上述步骤S21～S23，即可得到全部亮度及场景下的人体舒适度查找表中的驱动信号对应表。

则控制器通过驱动装置驱动PDLC调光玻璃，具体控制过程如下：

1.假设控制器接收到环境亮度为85lx，开关信号为01，找到查找表中，场1，与85lx，最接近的亮度，则该亮度最接近的亮度为100lx，则找到100lx在场景1时对应的驱动信号，如果100lx对应的驱动信号为1，则此时向驱动信号输出1。

当亮度正好处于查找表两个值之间时，以小于该亮度的查找表对应的驱动信号为准。假设控制装置接收到环境亮度为75lx，正好处于查找表50lx和100lx之间，则以50lx对应的驱动信号为准。

2.驱动装置接收到控制器发送的控制信号，当信号为1，则向调光玻璃发送高电平，驱动调光玻璃呈现透明状态。当信号为0时，则向调光玻璃发送低电平，驱动调光玻璃呈现磨砂状态。

PDLC调光玻璃接收到驱动信号，根据驱动信号在磨砂和透明状态之间进行切换。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统，其特征在于，包括：PDLC调光玻璃，具有调光程度不同的若干工作状态；

亮度传感装置，用于检测环境亮度值；

场景设置装置，用于设置PDLC调光玻璃的工作场景；

舒适度反馈单元，用于接收不同的环境亮度值、不同工作场景、不同的PDLC调光玻璃的工作状态下的舒适度反馈信号，并将所述舒适度反馈信号中的舒适度发送至所述查找表单元以建立环境亮度值、工作场景、PDLC调光玻璃的工作状态与舒适度对应的人体舒适度查找表；

2.根据权利要求1所述的舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制系统，其特征在于，所述场景设置装置包括与不同的场景对应的若干个开关按键，当不同的开关按键被触发后，向所述控制器发送对应的PDLC调光玻璃的工作场景信息。

3.一种舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2：控制器获取所述环境亮度值、PDLC调光玻璃的工作状态、工作场景并查找预先建立的人体舒适度查找表，以得到对应的查找结果；所述人体舒适度查找表为预存于查找表单元的，所述查找表单元根据舒适度反馈单元所接收的不同环境亮度值、不同工作场景下PDLC调光玻璃的不同工作状态时的舒适度反馈信号，并根据所述舒适度反馈信号中的舒适度建立不同的环境亮度值、不同工作场景下的PDLC调光玻璃的工作状态与舒适度对应的人体舒适度查找表；

4.根据权利要求3所述的舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制方法，其特征在于，建立人体舒适度查找表的过程具体包括：

5.根据权利要求4所述的舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制方法，其特征在于，所述步骤S23具体包括：

B.统计全部舒适度反馈信号的数量为N，统计舒适度反馈信号中透明态对应的舒适度大于磨砂态对应的舒适度的数量为M，则计算透明态舒适度比例因子S，S＝M*2/N，若S大于第二阈值，则人体舒适度查找表对应的驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为透明态的信号，否则，驱动信号为控制所述PDLC调光玻璃的工作状态为磨砂态的信号；

6.根据权利要求3或5所述的舒适度自适应智能PDLC调光玻璃控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：控制器通过驱动装置驱动PDLC调光玻璃，具体控制过程如下：控制器根据接收到环境亮度值，找出人体舒适度查找表中最接近的环境亮度值，将最接近的环境亮度值对应的工作场景下的驱动信号作为查找结果，并将查找结果发送至驱动装置，驱动装置根据所述驱动信号驱动PDLC调光玻璃。