CN108235518B - 一种led智能控制节能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED智能控制节能系统，包括第一LED灯组，用以提供照明，所述LED灯组通过感应自然光，根据自然光的光亮度来调整LED灯组的发光强度，还包括第一光亮传感器，其对所述第一LED灯组附近的光亮度进行检测，并将检测结果传输至控制单元内；还包括第一光谱传感器，其对所述第一LED灯组附近的光谱进行检测，传输至控制单元中，控制单元根据检测光谱的波长范围划分自然光与人造光，并与所述第一LED灯组的第一LED灯组附近的光亮度进行运算获取第一LED灯组附近的自然光亮度情况。本发明自然光亮度值越高，相应的LED灯组的发光强度越小，自然光亮度值越低，相应的LED灯组的发光强度越大。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置技术领域，尤其涉及一种LED智能控制节能系统。
背景技术
太阳光广义是指太阳所有频谱的电磁辐射，而我们一般的是指经过地球大气层过滤后照射到地球表面的太阳辐射。主要包含紫外线、可见光、红外线，光谱为100纳米至1毫米的连续光谱；白炽是指对一个物体施加能量，使它温度上升，直到产生可见光的现象，白炽灯也是利用这一原理。它是热辐射的一个特殊状况，也属于黑体辐射，它的光谱可以由普朗克定理得知。日常用白炽灯的光谱是200纳米至700纳米的连续的可见光光谱。
目前，发光二极管(LED)由于其寿命长、耗电少、光效高、易于控制和绿色环保等特点，正逐步应用于道路照明、办公照明、家居照明、工业照明、农业照明等领域。
现有技术中的节能灯一般根据其所在环境的光照、温度、或声音的影响而改变其明暗状态，但不能够解决持续变化，也不能解决各节能灯之间的光照相互干扰的照明过程，从而影响节能灯的使用环境。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED智能控制节能系统，用以克服上述技术缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种LED智能控制节能系统，包括第一LED灯组，用以提供照明，所述LED灯组通过感应自然光，根据自然光的光亮度来调整LED灯组的发光强度，
还包括第一光亮传感器，其对所述第一LED灯组附近的光亮度进行检测，并将检测结果传输至控制单元内；还包括第一光谱传感器，其对所述第一LED灯组附近的光谱进行检测，传输至控制单元中，控制单元根据检测光谱的波长范围划分自然光与人造光，并与所述第一LED灯组的第一LED灯组附近的光亮度进行运算获取第一LED灯组附近的自然光亮度情况；
所述第一光亮传感器实时获取第一LED灯组附近的光亮度值L，判断单元获取第一光谱传感器采集的实时光谱信息，所述判断单元获取采集的光谱的波长范围为A－D，并且在判断单元内预设有LED灯组的波长范围B－C，以及确定采集波长的最大值λ1、及最小值λ2，以确定波长范围与波长值λ的正弦函数：
λ(t)＝λ2+sin(wt+k) (1)
式中，λ表示波长值，t表示波长范围值，其值从A－D，在t取值为A或D时，λ取值为λ2，在t取值为
时，λ取值为λ1，k表示常数，在确定正弦函数关系式时，常数值可确定，w取值为任一常数；
基于上述正弦函数确定的模型，确定自然光亮度系数a1；
第一LED灯组附近的自然光亮度值L1；
L1＝L×a1 (3)
式中，L表示所述第一光亮传感器实时获取第一LED灯组附近的光亮度值，a1为自然光亮度系数。
进一步地，所述判断单元设定一预设值d0，其表示预设的两组LED灯组之间的距离，在该距离相互之间的人造光不产生影响；
则第N LED灯组对第一LED灯组的影响系数：
式中，N1i表示第N LED灯组对第一LED灯组的影响系数，d表示第i LED灯组与第一LED灯组之间的距离，ai表示第i组LED灯组的自然光亮度系数；
则最终第一LED灯组附近的自然光亮度值L11由下述公式确定：
L11＝L1×N12×N13×…×N1n (5)
式中，L11表示最终第一LED灯组附近的自然光亮度值，N12表示第二LED灯组对第一LED灯组的影响系数，N13表示第三LED灯组对第一LED灯组的影响系数，N1n表示第n LED灯组对第一LED灯组的影响系数。
与现有技术相比本发明的有益效果在于，本发明提供一种LED智能控制节能系统，由于LED灯组设置在室内，若检测实时的亮度情况，则不能排除其他LED灯组的影响检测的光亮度不仅仅是自然光的光亮度，还包括其他LED灯组产生的人造光，若此时根据环境中光亮度调整LED灯组的亮度，则不能够起到节能的效果。因此，本发明控制单元中设置一判断单元，用于接收所有LED灯组检测的光亮度，并与第一光谱传感器采集的光谱信息运算获取自然光的亮度。
本发明通过自然光系数的确定，排除人造光的影响，将自然光与人造光的光谱，根据波长确定正弦模型，并通过对正弦的积分运算，也即求取正弦函数中，波长范围为A－B，以及C－D的面积之和占整个波长范围A－D基于正弦函数的面积比值，其中波长范围B－C为人造光所能达到的范围，其能够根据照明装置的使用而具体设定。
本发明计算各个LED灯组之间的距离影响系数，进一步确定对应的LED灯组的自然光亮度值，并且，距离越近，其光亮度影响越大，对自然光亮度值的影响就越大，能够很好的实现节能的效果。因此，系数值越大，故本实施例通过引入各个LED灯组之间的距离影响系数以精准确定LED灯组附近的自然光亮度值。
附图说明
图1为本发明实施例的LED智能控制节能系统的框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1所示，其为本发明实施例的LED智能控制节能系统的框图，其包括第一LED灯组，用以提供照明；本实施例的LED灯组通过感应自然光，根据自然光的光亮强度来调整LED灯组的光亮度L，为了实现节能控制，LED灯组的光亮度L与自然光的强度成反比，也即，越是天黑就越亮，白天，就会自动关灯，阴天，亮度调整到某一预设值，既能够满足照明需求，还能够起到节能作用。还包括第一光亮传感器，其对所述第一LED灯组附近的光亮度进行检测，并将检测结果传输至控制单元内，控制单元根据检测的自然光情况，确定第一LED灯组的明亮程度。还包括第一光谱传感器，其对所述第一LED灯组附近的光谱进行检测，传输至控制单元中，控制单元根据检测光谱的波长范围划分自然光与人造光，并与所述第一LED灯组的第一LED灯组附近的光亮度进行运算获取第一LED灯组附近的自然光亮度情况。
本发明中，由于LED灯组设置在室内，若检测实时的亮度情况，则不能排除其他LED灯组的影响检测的光亮度不仅仅是自然光的光亮度，还包括其他LED灯组产生的人造光，若此时根据环境中光亮度调整LED灯组的亮度，则不能够起到节能的效果。因此，本发明实施例中，控制单元中设置一判断单元，用于接收所有LED灯组检测的光亮度，并与第一光谱传感器采集的光谱信息运算获取自然光的亮度。
具体而言，所述第一光亮传感器实时获取第一LED灯组附近的光亮度值L，判断单元获取第一光谱传感器采集的实时光谱信息，所述判断单元获取采集的光谱的波长范围为A－D，并且在判断单元内预设有LED灯组的波长范围B－C，以及确定采集波长的最大值λ1、及最小值λ2，以确定波长范围与波长值λ的正弦函数：
λ(t)＝λ2+sin(wt+k) (1)
式中，λ表示波长值，t表示波长范围值，其值从A－D，在t取值为A或D时，λ取值为λ2，在t取值为
时，λ取值为λ1，k表示常数，在确定正弦函数关系式时，常数值可确定，w取值为任一常数，在本实施例中取值为1。
基于上述正弦函数确定的模型，确定自然光亮度系数a1。
第一LED灯组附近的自然光亮度值L1。
L1＝L×a1 (3)
式中，L表示所述第一光亮传感器实时获取第一LED灯组附近的光亮度值，a1为自然光亮度系数。
本发明通过自然光系数的确定，排除人造光的影响，将自然光与人造光的光谱，根据波长确定正弦模型，并通过对正弦的积分运算，也即求取正弦函数中，波长范围为A－B，以及C－D的面积之和占整个波长范围A－D基于正弦函数的面积比值，其中波长范围B－C为人造光所能达到的范围，其能够根据照明装置的使用而具体设定。
通过上述模型计算的第一LED灯组附近的自然光亮度值L1可初步进行测定，还可对其余人造光的影响进一步进行排出。
本实施例中，设置第二LED灯组、以及对第二LED灯组进行亮度检测的第二光亮传感器、对所述第二LED灯组附近的光谱进行检测的第二光谱传感器；设置第三LED灯组、以及对第三LED灯组进行亮度检测的第三光亮传感器、对所述第三LED灯组附近的光谱进行检测的第三光谱传感器；设置第N LED灯组、以及对第N LED灯组进行亮度检测的第N光亮传感器、对所述第N LED灯组附近的光谱进行检测的第N光谱传感器。
具体而言，上述各组LED灯组分别按照上述公式(1)－(3)确定各自的自然光亮度系数ai，i表示对应的各组LED灯组的序号。并在所述判断单元设定一预设值d0，其表示预设的两组LED灯组之间的距离，在该距离相互之间的人造光不产生影响。
则第N LED灯组对第一LED灯组的影响系数：
式中，N1i表示第N LED灯组对第一LED灯组的影响系数，d表示第i LED灯组与第一LED灯组之间的距离，ai表示第i组LED灯组的自然光亮度系数。
则最终第一LED灯组附近的自然光亮度值L11由下述公式确定：
L11＝L1×N12×N13×…×N1n (5)
式中，L11表示最终第一LED灯组附近的自然光亮度值，N12表示第二LED灯组对第一LED灯组的影响系数，N13表示第三LED灯组对第一LED灯组的影响系数，N1n表示第n LED灯组对第一LED灯组的影响系数。
通过上述公式(4)－(5)计算各个LED灯组之间的距离影响系数，进一步确定对应的LED灯组的自然光亮度值，并且，距离越近，其光亮度影响越大，对自然光亮度值的影响就越大，因此，系数值越大，故本实施例通过引入各个LED灯组之间的距离影响系数以精准确定LED灯组附近的自然光亮度值。
在确定完成LED灯组附近的自然光亮度值后，所述控制单元按照与自然光亮度值成反比的方式，确定LED灯组的发光强度程度；也即，自然光亮度值越高，相应的LED灯组的发光强度越小，自然光亮度值越低，相应的LED灯组的发光强度越大。LED灯组与具体的控制电路及控制方式，可根据实际需要进行设置，如通过继电器组实现，控制通入LED灯组的电流大小，即可实现调节。当然，也可直接通过控制电路板进行控制。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种LED智能控制节能系统，其特征在于，包括第一LED灯组，用以提供照明，所述LED灯组通过感应自然光，根据自然光的光亮度来调整LED灯组的发光强度，
还包括第一光亮传感器，其对所述第一LED灯组附近的光亮度进行检测，并将检测结果传输至控制单元内；还包括第一光谱传感器，其对所述第一LED灯组附近的光谱进行检测，传输至控制单元中，控制单元根据检测光谱的波长范围划分自然光与人造光，并与所述第一LED灯组的第一LED灯组附近的光亮度进行运算获取第一LED灯组附近的自然光亮度情况；
所述第一光亮传感器实时获取第一LED灯组附近的光亮度值L，判断单元获取第一光谱传感器采集的实时光谱信息，所述判断单元获取采集的光谱的波长范围为A－D，并且在判断单元内预设有LED灯组的波长范围B－C，以及确定采集波长的最大值λ1、及最小值λ2，以确定波长范围与波长值λ的正弦函数：
λ(t)＝λ2+sin(wt+k) (1)
式中，λ表示波长值，t表示波长范围值，其值从A－D，在t取值为A或D时，λ取值为λ2，在t取值为
时，λ取值为λ1，k表示常数，在确定正弦函数关系式时，常数值可确定，w取值为任一常数；
基于上述正弦函数确定的模型，确定自然光亮度系数a1；
第一LED灯组附近的自然光亮度值L1；
L1＝L×a1 (3)
式中，L表示所述第一光亮传感器实时获取第一LED灯组附近的光亮度值，a1为自然光亮度系数。
2.根据权利要求1所述的LED智能控制节能系统，其特征在于，所述判断单元设定一预设值d0，其表示预设的两组LED灯组之间的距离，在该距离相互之间的人造光不产生影响；
则第N LED灯组对第一LED灯组的影响系数：
式中，N1i表示第NLED灯组对第一LED灯组的影响系数，d表示第iLED灯组与第一LED灯组之间的距离，ai表示第i组LED灯组的自然光亮度系数；
则最终第一LED灯组附近的自然光亮度值L11由下述公式确定：
L11＝L1×N12×N13×…×N1n (5)
式中，L11表示最终第一LED灯组附近的自然光亮度值，N12表示第二LED灯组对第一LED灯组的影响系数，N13表示第三LED灯组对第一LED灯组的影响系数，N1n表示第nLED灯组对第一LED灯组的影响系数。
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