CN108601167A - 可调色温的智能电灯及电灯色温的智能调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调色温的智能电灯及电灯色温的智能调节方法，属于智能家居技术领域，解决现有技术的智能电灯无法调色温满足人们工作和生活所需的技术问题，本案的智能电灯包括发光模块、温度传感器、湿度传感器、时钟以及控制器，通过设置温度传感器和湿度传感器能够实时检测环境温度和环境湿度并且提供相应的温度信息和湿度信息，通过设置时钟和控制器，利用控制器调用当前时间并实施计算对应各个时间段内的色温值，使得智能电灯在一天内的各个时间段内能够输出不同的色温，满足用户在一天各个时间段内的工作和生活所需。

Description

可调色温的智能电灯及电灯色温的智能调节方法

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，特别涉及一种可调色温的智能电灯及电灯色温的智能调节方法。

背景技术

现在已有多种智能电灯已经被研发出来并投入使用，这些智能电灯相对传统的电灯更加智能，主要表现在可以调节灯光亮度或颜色，可以实现远程开关，也有部分方案在此基础上增加了扬声器以实现音乐播放。可以说相对传统的电灯只能提供单一的照明功能而言，智能电灯可以调节的选项更多，更加人性化。

但目前的智能电灯大同小异，均为为用户提供多种光照度及颜色的选项，多个方案使用可以远程遥控开关电灯的功能，少数方案还集成了扬声器以播放音乐之流。但显然这些方案仍不够智能，不具备全自动化控制灯光开关的能力。

公开号为CN103899963B的中国发明专利，针对智能电灯的开启问题，在其说明书中提出了如下技术方案；该智能电灯包括LED发光模块、微处理器、无线通讯模块、报警模块、传感器模块以及语音控制模块；传感器模块包括超声波传感器和声音传感器；超声波传感器探测超声波声场内的全部物体的返回波信号，可触发防盗报警模块报警，语音控制模用于接收语音控制命令，并且通过语音指令来控制智能电灯；还包括亮度传感器和温度传感器，亮度传感器用于感测周围环境的亮度，自动控制电灯的开关状态、亮度以及早晚自动开、关灯；温度传感器用于感测周围环境的温度，判断是否出现火灾，并发出报警信息；该智能电灯具有多种工作模式，包括定时开关灯和根据超声波采集的附近是否有人活动的数据自动开关灯以及计算是否处于深夜，或者是否在短时间内连续两侧触动电灯的开关，而自动转变灯光为低功率小夜灯模式。

上述所述的智能电灯的结构主要在于如何开启智能电灯以及利用智能电灯提供报警，并不能满足用户日益提高的生活需求，例如，用户在一天内的各个时间段内，希望智能电灯能够输出不同的色温，使得当用户在睡眠或听音乐时，智能电灯的光线能够更加柔和，更加贴合环境所需，为用户营造一种良好的居家氛围。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种可调色温的智能电灯；本发明的第二目的是提供一种电灯色温的智能调节方法。

为了实现上述发明的第一目的，本发明采用如下技术方案：

一种可调色温的智能电灯，包括：

发光模块；

温度传感器，用于检测环境温度T；

湿度传感器，用于检测环境湿度R；

时钟，用于提供当前时间t；

控制器，与所述的发光模块、温度传感器、湿度传感器以及时钟分别信号连接，用于接收所述的环境温度T、环境湿度R以及当前时间t，并根据所述的环境温度T、环境湿度R以及当前时间t计算环境色温值K1，以及根据所述的环境色温值K1和所述控制器内预设的色温阈值K2计算所述的发光模块的输出色温值K，输出色温值K满足以下条件：

K=K1+K2；

其中，K1= T*(1+R)*100+C；其中，2500≤C≤3000；

当7<t<18时，1000≤K2≤1500；

当18≤t≤23h和5≤t≤7时，-1500≤K2≤-1000；

当0<t<5以及23<t<24时，则K≤2500。

上述技术方案中，优选的，还包括与所述控制器信号连接的扬声器以及语音控制模块，所述的扬声器用于播放音乐，所述的语音控制模块用于接收用户的语音指令并且开启/关闭所述的发光模块与/或扬声器。

上述技术方案中，优选的，所述的语音控制模块为麦克风。

上述技术方案中，优选的，当0<t<5以及23<t<24时，所述发光模块的光照度为10~15lux。

上述技术方案中，优选的，所述的发光模块包括多个LED灯珠。

上述技术方案中，优选的，还包括用于检测环境光亮值并且根据环境光亮值与所述控制器内预设光亮值进行比较的光敏传感器、用于检测环境物体的超声波传感器以及用于检测环境声音的声控传感器，所述的控制器与所述的光敏传感器、超声波传感器以及声控传感器分别信号连接，所述的控制器能够根据比较的结果来开启所述的超声波传感器以及声控传感器，所述的超声波传感器与声控传感器能够根据各自的检测结果来共同开启所述的发光模块。

上述技术方案中，优选的，还包括与所述的控制器信号连接的无线通讯模块，所述的无线通讯模块能够接收用户发出的无线通讯指令并且开启/关闭所述的发光模块。

为了实现上述发明的第二目的，本发明采用如下技术方案：

一种电灯色温的智能调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

①提取当前时间t，并同时提取对应当前时间t下的环境温度T、环境湿度R；计算环境色温值K1，K1= T*(1+R)*100+ C，其中，2500≤C≤3000；

②判断当前时间t所处阶段，其中，当7<t<18时，选取预设色温阈值K2，其中，1000≤K2≤1500，计算所述电灯的输出色温K，K= K1+K2；当18≤t≤23h和5≤t≤7时，选取预设色温阈值K2，其中，-1500≤K2≤-1000，计算所述电灯的输出色温K，K= K1+K2；

③当0<t<5以及23<t<24时，则所述电灯的输出色温K≤2500。

本发明与现有技术相比获得如下有益效果：通过设置温度传感器和湿度传感器能够实时检测环境温度和环境湿度并且提供相应的温度信息和湿度信息，通过设置时钟和控制器，利用控制器调用当前时间并实施计算对应各个时间段内的色温值，使得智能电灯在一天内的各个时间段内能够输出不同的色温，满足用户在一天各个时间段内的工作和生活所需。

附图说明

附图1为本发明的智能电灯中PCB板的结构示意图；

附图2为本发明的智能电灯中电灯侧视示意图；

附图3为本发明的智能电灯中智能开关系统的工作流程图；

附图4为本发明的智能电灯中色温调节系统的工作流程图；

附图5为本发明的智能电灯中安睡系统的工作流程图；

附图6为本发明的智能电灯的电路结构示意图；

其中：1、PCB板；2、彩色LED灯珠；3、彩色LED灯珠；4、彩色LED灯珠；5、彩色LED灯珠；6、彩色LED灯珠；7、彩色LED灯珠；8、彩色LED灯珠；9、彩色LED灯珠；10、扬声器；11、温度传感器；12、湿度传感器；13、声控传感器；14、超声波传感器；15、光敏传感器；16、控制器；17、电灯基座；18、电灯外壳；19、麦克风；20、卡口；21、卡口；22、供电线；23、连接部件；24、连接部件；25、天线。

具体实施方式

为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

根据附图1和附图2所示，智能电灯包括灯头和设置在灯头内的PCB板1，灯头包括电灯基座17以及安装在电灯基座17上的电灯外壳18，电灯外壳18连接在电灯基座17上，并且PCB板1通过连接部件23、连接部件24固定在电灯基座17上，供电线22与PCB板1相连，负责供电给PCB板1。电灯基座17通过卡口20、卡口21将电灯安装在指定的地方。

PCB板1上集成设置有发光模块、时钟、语音控制模块、扬声器10、温度传感器11、湿度传感器12、声控传感器13、超声波传感器14、光敏传感器15以及控制器16。其中，发光模块包括彩色LED灯珠2、彩色LED灯珠3、彩色LED灯珠4、彩色LED灯珠5、彩色LED灯珠6、彩色LED灯珠7、彩色LED灯珠8以及彩色LED灯珠9，语音控制模块为麦克风19。

这8个彩色LED灯珠分别与控制器16相连且受控制器16控制，能根据不同的情况调节不同的颜色和亮度。时钟能够供控制器16读取当前时间，扬声器10与控制器16相连并且处于PCB板1正中心，其用来播放不同的音频，例如播放音乐。温度传感器11和湿度传感器12分别与控制器16相连，其用来检测电灯所处环境的温度和湿度信息，并且能够将检测到的温度信息和湿度信息反馈至控制器16。

声控传感器13与控制器16相连，其用来检测电灯附近的区域是否有声音。超声波传感器14与控制器16相连，其用来检测电灯附近是否有物体出现。光敏传感器15与控制器16相连，用来检测环境的光量值，并能够将检测到的光亮值反馈至控制器16，并与控制器16内预设的光亮值进行比较，然后控制器16再根据比较结果来判断是否开启超声波传感器14和声控传感器13。具体的，控制器16与发光模块、扬声器10、温度传感器11、湿度传感器12、声控传感器13、超声波传感器14、光敏传感器15、麦克风19以及天线25分别通过导线相连，天线25负责位控制器16收发不同的信号，并且控制LED灯珠发出不同的亮度和颜色以及控制各个相应的传感器工作。麦克风19安装在电灯基座17上，与控制器16相连，负责接收用户发出的语音指令。

如图3所示，本发明所述的智能电灯可以选择通过传统开关实现开关控制，也可以选择智能开关系统来控制电灯的开关。本例中所述的传统开关即为机械开关，即通过触点或闸刀来实现电路的导通和断开，一般通过手动控制，比较常见，不多赘述。智能开关系统具体为可以通过预设智能电灯的开启时间和关闭时间来实现电灯自动供电和断电的自动开关，若到了电灯的预设开启时间则打开电灯，之后系统会持续检测是否到达预设关闭时间，若到达了关闭时间则关闭电灯。若不预设自动开关的时间，则控制器会通过接收光敏传感器检测到的光亮值来与系统预设的光亮值进行比较，若环境光亮值低于预设光亮值则打开声控传感器和超声波传感器，声控传感器会检测电灯附近是否有声音，超声波传感器则检测电灯附近是否有物体，以此判断电灯周围是否有人存在或经过，若检测到了声音或物体则打开电灯，打开电灯后电灯会持续点亮一段时长，该段时长为控制器内预设时长。本例中，控制器16内预设时长为5～10分钟，优选为5分钟。超过了这段预设时长后，控制器16会再次打开声控传感器和超声波传感器以分别检测声音和物体，若有声音或物体则表明电灯附近有人存在，则电灯继续点亮，之后持续重复上一步动作以检测周围是否有人存在，若有人存在则持续点亮电灯，当超声波传感器和声控传感器最终检测不到人存在或经过时则电灯关闭。为了避免单一传感器在工作时产生的误操作，例如，只利用超声波传感器工作来开启智能电灯，由于超声波传感器在检测室容易被物体遮挡而持续检测到物体而误以为有人存在；只利用声控传感器工作来控制智能电灯的开启，由于声控传感器容易受到外界的杂音而误以为是人为发出的声音，从而误开启智能电灯，造成能源的浪费。本例中，通过超声波传感器和声控传感器的结合作业，即通过超声波传感器和声控传感器同时检测到有人的发出的声音和动作信息后，再开启智能电灯，能够保证开灯的准确性。

此外，系统会持续打开麦克风监听语音指令，若检测到用户开启电灯的语音指令，则打开电灯，若检测到了关闭电灯的语音指令，则关闭电灯，若没有检测到语音指令则系统持续监听。

如图4所示，本发明所述的智能电灯能够自动调节发光模块的色温，其具体实现步骤如下：

①提取当前时间t，并同时提取对应当前时间t下的环境温度T、环境湿度R；计算环境色温值K1，K1= T*(1+R)*100+ C，其中，2500≤C≤3000；

②判断当前时间t所处阶段，其中，当7<t<18时，选取预设色温阈值K2，其中，1000≤K2≤1500，计算所述电灯的输出色温K，K= K1+K2；当18≤t≤23h和5≤t≤7时，选取预设色温阈值K2，其中，-1500≤K2≤-1000，计算所述电灯的输出色温K，K= K1+K2；

③当0<t<5以及23<t<24时，则所述电灯的输出色温K≤2500。

在本例中，当7<t<18时，控制器判断当前智能电灯所处阶段为白天，则K2优选为1000开尔文；当18≤t≤23h和5≤t≤7时，控制器判断当前智能电灯所处阶段分别为夜晚和清晨，则K2优选为-1000开尔文；当0<t<5以及23<t<24时，控制器判断当前智能电灯所处阶段为深夜，则电灯的输出色值K优选为2500开尔文，当然，用户也可选择在此阶段关闭智能电灯。其中，在本例中，上述所述的输出色温K、预设色温C、环境色温K1以及预设色温K2的物理单位均为开尔文，环境湿度R的物理单位为RH%，t的物理单位为小时，C优选为2500开尔文。

如图5所示，智能电灯具有安睡功能，当用户激活了此功能后，智能电灯会询问用户是否打开音乐播放功能，若用户同意播放则控制器会控制电灯中内置的扬声器播放音乐，若不同意，这扬声器处于关闭状态。同时，电灯开启后将色温调节至容易入睡的色温K为2000开尔文的暖光，并且将光照度调节至1勒克斯。之后智能电灯会检测是否达到预设开启时长，若没有达到，这继续播放音乐并开启暖光，若达到了时长，这关闭扬声器和智能电灯。

本发明所述的智能电灯拥有深夜模式，具体为在当天深夜11点到第二天早晨5点之间，电灯的控制器能将将色温控制在小于2500开尔文的范围内，将光照度控制在10～15勒克斯，优选为10勒克斯，让电灯发出的光尽可能柔和。但用户可以通过语音控制模块直接语音或用软件远程控制灯光取消深夜模式，取消后深夜模式后，系统将恢复到标准模式，在标准模式下，色温和光照恢复正常水平。具体为，色温标准值6000~7000开尔文，光照度标准值150～200 勒克斯。

此外，本发明所述的智能电灯还拥有其他的一些功能。用户通过用软件与电灯互联后，既可以实现调整电灯的开关、光照强度、色温、颜色，也可以用电灯自带的扬声器播放音乐，并且控制器还能根据音乐旋律的变化而改变其颜色及其变色的速度。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可调色温的智能电灯，其特征在于，包括：

发光模块；

温度传感器，用于检测环境温度T；

湿度传感器，用于检测环境湿度R；

时钟，用于提供当前时间t；

控制器，与所述的发光模块、温度传感器、湿度传感器以及时钟分别信号连接，用于接收所述的环境温度T、环境湿度R以及当前时间t，并根据所述的环境温度T、环境湿度R以及当前时间t计算环境色温值K1，以及根据所述的环境色温值K1和所述控制器内预设的色温阈值K2计算所述的发光模块的输出色温值K，输出色温值K满足以下条件：

K=K1+K2；

其中，K1= T*(1+R)*100+C；其中，2500≤C≤3000；

当7<t<18时，1000≤K2≤1500；

当18≤t≤23h和5≤t≤7时，-1500≤K2≤-1000；

当0<t<5以及23<t<24时，则K≤2500。

2.根据权利要求1所述的可调色温的智能电灯，其特征在于：还包括与所述控制器信号连接的扬声器以及语音控制模块，所述的扬声器用于播放音乐，所述的语音控制模块用于接收用户的语音指令并且开启/关闭所述的发光模块与/或扬声器。

3.根据权利要求2所述的可调色温的智能电灯，其特征在于：所述的语音控制模块为麦克风。

4.根据权利要求2所述的可调色温的智能电灯，其特征在于：当0<t<5以及23<t<24时，所述发光模块的光照度为10~15lux。

5.根据权利要求1所述的可调色温的智能电灯，其特征在于：所述的发光模块包括多个LED灯珠。

6.根据权利要求1所述的可调色温的智能电灯，其特征在于：还包括用于检测环境光亮值并且根据环境光亮值与所述控制器内预设光亮值进行比较的光敏传感器、用于检测环境物体的超声波传感器以及用于检测环境声音的声控传感器，所述的控制器与所述的光敏传感器、超声波传感器以及声控传感器分别信号连接，所述的控制器能够根据比较的结果来开启所述的超声波传感器以及声控传感器，所述的超声波传感器与声控传感器能够根据各自的检测结果来共同开启所述的发光模块。

7.根据权利要求1所述的可调色温的智能电灯，其特征在于：还包括与所述的控制器信号连接的无线通讯模块，所述的无线通讯模块能够接收用户发出的无线通讯指令并且开启/关闭所述的发光模块。

8.一种电灯色温的智能调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

①提取当前时间t，并同时提取对应当前时间t下的环境温度T、环境湿度R；计算环境色温值K1，K1= T*(1+R)*100+ C，其中，2500≤C≤3000；

②判断当前时间t所处阶段，其中，当7<t<18时，选取预设色温阈值K2，其中，1000≤K2≤1500，计算所述电灯的输出色温K，K= K1+K2；当18≤t≤23h和5≤t≤7时，选取预设色温阈值K2，其中，-1500≤K2≤-1000，计算所述电灯的输出色温K，K= K1+K2；

③当0<t<5以及23<t<24时，则所述电灯的输出色温K≤2500。