CN109068440A - 一种节能照明智能控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种节能照明智能控制方法及系统,包括控制单元、照明驱动电路、LED灯、光照传感模块和红外感应模块;控制单元,根据当前光照强度,以及人体探测数据,实时的自动调节LED灯的共工作状态。本发明能够智能地根据情况或需求,自主进行照明调节。在适当照明触发条件下将照明驱动电路设置为节能的第一状态,以降低照明功耗;在另一些条件下结合自然光照明轻度自主进行照明调节,适应用户照明习惯,实时保证照明光线时刻处于适宜的水平。

Description

一种节能照明智能控制方法及系统
技术领域
本发明涉及照明领域,尤其涉及一种照明的控制方法及系统。
背景技术
传统的白炽灯,因其控制原理简单,控制方式粗放,而很难动态调节光线的强度。并且,白炽灯因其照明原理所限,在照明过程中必然会产生大量的热量损耗,因此能,其耗高的问题始终难以得到解决;
随着我国城市化进程的加快,照明领域逐渐开始追求绿色、高效、节能,长寿命的产品与技术。LED灯作为一种典型的绿色光源,具有节能,环保,使用寿命长,体积小等特点。因而,LED灯也逐渐成为节能照明领域的主流产品。
但实际应用中,由于照明光源即调光器件位置相对固定,而室内照明条件因入射自然光而始终处于动态变化的过程中。因此目前的调光方案仍然难以智能地追踪环境需求而动态调整照明强度。室内不合适的光线强度会增加人眼的视力负担,长期下去会诱发近视,弱视等问题。
此外,现有的调光方式,其操作通常还需依赖单独的硬件或软件,需人工操作才能够实现对光照强度的调节。当前的调光方式,其智能化、人性化仍然欠缺,很难自主配合人们的使用习惯。
因此,目前急需一种能够智能地根据情况或需求,自主进行照明调节的方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种节能照明智能控制方法及系统。
首先,为实现上述目的,提出一种照明控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,设置并存储照明控制表,所述照明控制表内存储有每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,所述照明控制模式信息包括当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C;
步骤S2,各光照传感模块分别采集当前光照强度,各红外感应模块分别采集人体探测数据;
步骤S3,控制单元分别获取所述当前光照强度以及所述人体探测数据;查询所述照明控制表,确定各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度和照明控制模式信息;
步骤S4,所述控制单元分别判断所述各照明驱动电路对应的人体探测数据是否满足该照明驱动电路对应的照明触发条件C,若不满足则设置该照明驱动电路为第一状态;否则,设置该照明驱动电路为第二状态;
所述第一状态下:所述各照明驱动电路分别按照该照明驱动电路对应的当前照明模式下预设的占空比M输出信号,以控制LED灯的工作状态;
所述第二状态下:所述各照明驱动电路分别调节其输出信号的占空比,直至该照明驱动电路对应的当前光照强度达到该照明驱动电路对应的所述光照强度预设值S;
步骤S5,判断是否接收到照明控制表更新信号,若是则跳转至步骤S1;否则,跳转至步骤S6;
步骤S6,判断是否接收到关闭信号,若是则关闭所述照明驱动电路;否则,跳转至步骤S2。
可选的,如上所述的照明控制方法,其中,所述照明控制模式信息所包括的光照强度预设值S、预设的占空比M或照明触发条件C通过如下步骤确定:
步骤T1,获取并拼接各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度为该照明驱动电路的特征向量x;获取各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,并设置为该照明驱动电路所对应的特征向量的标签X;
步骤T2,分别将同一标签X所对应的各特征向量x输入递归神经网络进行训练,将计算结果与该特征向量对应的标签X比较,根据损失函数计算出误差;
步骤T3,将所述误差反馈回所述递归神经网络中,通过梯度下降函数调节下一个特征向量x进行递归计算时的计算参数,并根据步骤T2继续对下一个特征向量x进行递归计算,直至完成对同一标签X所对应的全部所述特征向量x的递归计算,得到标签X所对应的照明控制模式信息中的光照强度预设值S、预设的占空比M或照明触发条件C。
一种照明控制系统,包括至少一个控制单元(1)、照明驱动电路(2)和LED灯(3),所述控制单元(1)控制所述照明驱动电路(2),所述照明驱动电路(2)输出PWM占空比信号,所述PWM占空比信号驱动所述LED灯(3)并控制所述LED灯(3)的工作状态,其特征在于,还包括:至少一个光照传感模块(4)和至少一个红外感应模块(5);所述光照传感模块(4)连接所述控制单元(1),用于采集当前光照强度,并将所述当前光照强度输出至所述控制单元(1);所述红外感应模块(5)连接所述控制单元(1),用于采集人体探测数据,并将所述人体探测数据输出至所述控制单元(1);
所述控制单元预先设置有照明控制表,所述照明控制表;内存储有每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,所述照明控制模式信息包括当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C;
所述控制单元,首先,分别获取所述当前光照强度以及所述人体探测数据;查询预先设置的照明控制表,确定各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度和照明控制模式信息;然后,分别判断所述各照明驱动电路对应的人体探测数据是否满足该照明驱动电路对应的照明触发条件C,若不满足则设置该照明驱动电路为第一状态;否则,设置该照明驱动电路为第二状态;判断是否接收到关闭信号,若是则关闭所述照明驱动电路;否则,重复上述步骤;
其中,所述第一状态下:所述各照明驱动电路分别按照该照明驱动电路对应的当前照明模式下预设的占空比M输出信号,以控制LED灯的工作状态;
所述第二状态下:所述各照明驱动电路分别调节其输出信号的占空比,直至该照明驱动电路对应的当前光照强度达到该照明驱动电路对应的所述光照强度预设值S。
可选的如上所述的照明控制系统,其中,所述光照传感模块(4)包括GY-30数字光强度传感器及相应的外围电路。
可选的如上所述的照明控制系统,其中,所述红外感应模块(5)包括红外传感器以及比较器,所述比较器连接所述红外传感器,判断所述红外传感器输出的电压是否变化,并在所述红外传感器输出电压变化时输出相应的人体探测数据。
可选的如上所述的照明控制系统,其中,还包括蓝牙模块,用于获取传输每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息、当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C,以设置所述照明控制表。
本发明具有如下有益效果:
本发明利用可编程的单片机作为控制单元,结合数字光强度传感器实现自动调节室内的光强,以达到人眼舒适的要求。并在控制单元内设置有多种模式以满足不同条件下的需求。并进一步兼容了手机蓝牙控制,可利用手机蓝牙与控制单元数据交互,随时随地对室内光强进行调节,为使用者营造一个适宜的用眼环境,防止或抑制近视问题。并且,本发明还能够在满足人眼舒适的前提下使得照明能量消耗大量减少。既保证了节能,又能让人眼舒适。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,并与本发明的实施例一起,用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为根据本发明的照明控制系统架构图;
图2为根据本发明的照明控制系统中的控制单元的架构图;
图3为根据本发明的照明控制系统中的控制单元的一种控制流程示意图;
图4为根据本发明的照明控制系统中的红外感应模块的电路图;
图5为本发明的照明控制系统中的控制单元的训练流程示意图;
图6为根据本发明的照明控制系统中的控制单元的另一种控制流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图1为根据本发明的一种照明控制系统,包括至少一个控制单元1、照明驱动电路2和LED灯3,所述控制单元1控制所述照明驱动电路2,所述照明驱动电路2输出PWM占空比信号,所述PWM占空比信号驱动所述LED灯3并控制所述LED灯3的工作状态,其特征在于,还包括:至少一个光照传感模块4和至少一个红外感应模块5;所述光照传感模块4连接所述控制单元1,用于采集当前光照强度,并将所述当前光照强度输出至所述控制单元1;所述红外感应模块5连接所述控制单元1,用于采集人体探测数据,并将所述人体探测数据输出至所述控制单元1;
所述控制单元内部架构可参考图2所示,该控制单元内预先设置有照明控制表,所述照明控制表;内存储有每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,所述照明控制模式信息包括当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C;
参照图3所示,所述控制单元按照如下步骤工作:
首先,分别获取所述当前光照强度以及所述人体探测数据;查询预先设置的照明控制表,确定各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度和照明控制模式信息;然后,分别判断所述各照明驱动电路对应的人体探测数据是否满足该照明驱动电路对应的照明触发条件C,若不满足则设置该照明驱动电路为第一状态;否则,设置该照明驱动电路为第二状态;判断是否接收到关闭信号,若是则关闭所述照明驱动电路;否则,重复上述步骤;
其中,所述第一状态下:所述各照明驱动电路分别按照该照明驱动电路对应的当前照明模式下预设的占空比M输出信号,以控制LED灯的工作状态;
所述第二状态下:所述各照明驱动电路分别调节其输出信号的占空比,直至该照明驱动电路对应的当前光照强度达到该照明驱动电路对应的所述光照强度预设值S。
如上所述的照明控制系统,其中,所述光照传感模块包括GY-30数字光强度传感器及相应的外围电路。设计中为了充分利用光源,常在光源上附加一个反射装置,使得某些方向能够得到比较多的光通量,增加被照面上的照度。本次设计采用的是GY-30传感器,其光照范围广,为0-655351x。当接上电源后光照传感模块自动检测并显示对应的外界光照强度,光照传感模块电路如图2.3所示,当检测到外界光照强度时,GY-30传感器通过SCL和SDA两个引脚进行光照度数据的传输。基于该方案,本发明根据光照强度的不同LED照明系统进行相应的调节,外界光照强度增强了,在接收信号后单片机减少LED的光照强度;外界光照强度减少了,在接收信号后单片机增强LED的光照强度,使整个环境始终处在一个适宜人眼视觉特性的条件。其实现方式为:在光照传感模块接收外界光照强度,光强的变化转化为电压的数据形式进行传输。驱动GY-30对接收的数据进行处理,在数据发送后经接收模块上进行合成,符合显示要求的光照数据,部分合成代码如下:
dis_data=BUF[0];dis_data(dis_data<<6)+BUF[1];//合成光照数据temp=(float)dis_data/1.2驱动GY-30在使用时设置对应的端口,选取P_1和P_2作为光照传感器与单片机的连接口,设定SCL为驱动时钟的引脚,SDA数据与P_1和P_2引脚对应。选取串口后对系统进行测试,使用控制小灯亮灭的循环控制方式进行检测,部分程序如下:Whi le(0){SCL=1;SDA=1;Halmcu(3);SCL=0;SDA=0;Halmcu(3)}成功读取和接受数据后,SDA将处理的数据发送单片机,光照强度在液晶屏上显示,根据上一阶段的光照强度进行对比,单片机改变LED的光照强度
参考图4所示,如上所述的照明控制系统,其中,所述红外感应模块5包括红外传感器以及比较器,所述比较器连接所述红外传感器,判断所述红外传感器输出的电压是否变化,并在所述红外传感器输出电压变化时输出相应的人体探测数据。本设计利用人体温度和环境温度区同的原理,当环境温度保持稳定时,温度没有明显的变化从而没有电平变化;当有人进入检测区时造成温度的变化引起时,电平打破前一阶段的状态发生改变,这一改变给单片机传输相应的操作信号;当人体在检测区不动时,温度的不变产生的电平保持与前一状态保持一致,不会给单片机发送相应操作信号。红外感应模块电路如图4所示。
LED驱动模块可采用现有驱动芯片或成熟电路。其输入范围5-35V,输出350mA±20mA驱动1-10颗1W LED,支持PWM调光高电平关闭输出低电平开启输出。降压工作模式保证LED的总压差低于输入电源电压2-3V即可工作。
在本发明的另一种实施方式下,如上所述的照明控制系统,还可进一步包括蓝牙模块,用于获取传输每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息、当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C,将这些数据与控制单元交互,以设置所述照明控制表。
该蓝牙模块电路主要用于短距离的数据传输无线传输邻域,能与手机的蓝牙设备进行数据的传输,或者两个模块之间数据互通。利用蓝牙模块,通过手机APP对LED照明系统调节光照强度。利用自适应调频技术改善用户在同时使用蓝牙和无线局域网的两种装置时出现干扰的情况。蓝牙模块电路如图所示,蓝牙模块主要有六个外部接口,其中“TXD、RXD”是其UART引脚,“WAKEUP”是模块唤醒控制较,“STATE”是模块连接状态查询脚。
由此,上述的照明控制系统可采用如下的工作方式:
步骤S1,通过蓝牙模块设置照明控制表,将所述照明控制表存储于控制单元内,所述照明控制表内存储有每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,所述照明控制模式信息包括当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C;
步骤S2,各光照传感模块分别采集当前光照强度,各红外感应模块分别采集人体探测数据;
步骤S3,控制单元分别获取所述当前光照强度以及所述人体探测数据;查询所述照明控制表,确定各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度和照明控制模式信息;
步骤S4,所述控制单元分别判断所述各照明驱动电路对应的人体探测数据是否满足该照明驱动电路对应的照明触发条件C,若不满足则设置该照明驱动电路为第一状态;否则,设置该照明驱动电路为第二状态;
所述第一状态下:所述各照明驱动电路分别按照该照明驱动电路对应的当前照明模式下预设的占空比M输出信号,以控制LED灯的工作状态;
所述第二状态下:所述各照明驱动电路分别调节其输出信号的占空比,直至该照明驱动电路对应的当前光照强度达到该照明驱动电路对应的所述光照强度预设值S;
步骤S5,判断是否接收到照明控制表更新信号,若是则跳转至步骤S1;否则,跳转至步骤S6;
步骤S6,判断是否接收到关闭信号,若是则关闭所述照明驱动电路;否则,跳转至步骤S2。
上述控制单元中,具体的照明模式可通过图5所述的训练步骤而获得:
步骤T1,获取并拼接各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度为该照明驱动电路的特征向量x;获取各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,并设置为该照明驱动电路所对应的特征向量的标签X;
步骤T2,分别将同一标签X所对应的各特征向量x输入递归神经网络进行训练,将计算结果与该特征向量对应的标签X比较,根据损失函数计算出误差;这里的递归神经网络具体选择为LSTM(Long-Short Term Memory)训练器;训练器使用的模型包括但不限于LSTM模型。
步骤T3,将所述误差反馈回所述递归神经网络中,通过梯度下降函数调节下一个特征向量x进行递归计算时的计算参数,并根据步骤T2继续对下一个特征向量x进行递归计算,直至完成对同一标签X所对应的全部所述特征向量x的递归计算,得到标签X所对应的照明控制模式信息中的光照强度预设值S、预设的占空比M或照明触发条件C。
本实例中LSTM训练器采用python深度学习theano库编写。LSTM模型相比其他递归神经网络模型,引入了记忆细胞单元,解决了其他模型中后节点对前节点感知力下降的问题。其他模型中,从输入的数据上来看,对本次结果影响最大的是本次输入,接着是上次输入,再次是上上次输入。影响程度随着距离愈远而愈来愈小,最初的输入几乎对本次结果无影响。而LSTM模型中,在序列中坐标过多时,前面坐标的计算结果反馈至后面与后面坐标一并计算时,前面坐标计算结果的影响不会衰减。因而本发明所述的识别方法不至于忽略最初计算的结果,而是考虑了本次输入的向量中的每一个值,因而具有很高的识别精度。
而且本发明可通过选择性地改变LSTM模型中各层的参数数目,调整模型参数结构,在计算量和计算时间中取得平衡。具体而言,本方法中,隐藏层存在多个门,每个门都有参数。如果要求结果精确可以对每个参数都调整;如果追求速度,那么可以固定部分参数不调整。从而获得很高的灵活性。
在实际使用阶段中,LSTM模型的记录细胞单元会保留识别错误的特征向量,将前几次未成功识别的向量重新输入LSTM模型,采用梯度下降方法,调整模型参数。这种训练使模型符合用户习惯,对于用户而言,训练结束即可有效提高随后的控制精度。使用时间越长,用户特征习惯就提取得越充分,识别时匹配度就越好。
基于上述的训练步骤,在一种较为典型的应用场景下可通过训练获得如下的照明模式:教室模式、楼道模式或厕所模式;
所述教室模式下对应的照明触发条件C为判断所述人体探测数据为有人,所述教室模式下对应的预设的占空比M使所述LED灯熄灭,所述教室模式下对应的光照强度预设值S为480lx;
所述楼道模式下对应的照明触发条件C为当前光照强度小于250lx,所述楼道模式下对应的预设的占空比M使所述LED灯关闭,所述楼道模式下对应的光照强度预设值S为200lx;
所述厕所模式下对应的照明触发条件C为判断所述人体探测数据为有人,所述厕所模式下对应的预设的占空比M使所述LED灯的光照强度为0.1lx,所述厕所模式下对应的光照强度预设值S为100lx。
进而,参考图6所示的系统,在这种典型的应用场景下,控制单元的实际控制过程可简化为:
第一步,采集当前光照强度和人体探测数据;获取当前照明模式,获取当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C;
第二步,判断所述人体探测数据是否满足所述照明触发条件C,若不满足则设置一组或多组照明驱动电路为第一状态;否则,设置一组或多组照明驱动电路为第二状态;
所述第一状态下:所述一组或多组照明驱动电路按照当前照明模式下预设的占空比M输出信号,以控制LED灯的工作状态;
所述第二状态下:先判断当前光照强度是否达到所述光照强度预设值S,若未达到则递增所述一组或多组照明驱动电路输出信号的占空比直至当前光照强度达到所述光照强度预设值S;否则,维持所述一组或多组照明驱动电路输出信号的占空比;
第四步,判断是否接收到关闭信号,若是则关闭所述照明驱动电路;否则,跳转至第一步。
该系统相对于前述实施例增加LCD显示模块以直观体现对系统照明模式的设置。由此进行照明效果的测试。还可进一步将控制单元或单片机的控制方式区分为自动或还是手动两种模式。手动模式下,单片机上电后会输出一定占空比的PWM,点亮LED灯泡。LED灯泡的亮度通过按键上增加光强或者减少光强的两个按键进行调节,改变PWM占空比而改变LED灯泡的亮度。自动模式下,光照传感模块测得的光照强度通过IIC总线传送给单片机,改变PWM占空比,实现自动调节灯光功能,同时将光照强度显示在LCD显示屏上。即,当单片机接收的是光照传感器发过来的信号,与上一阶段的光照强度进行比较,如果外界光照强度与之前比较增强了,增加PWM占空比,LED灯泡变亮,反之就灯泡亮度变暗。在手动模式下,当单片机接收到无线遥控模块的信号时,判断信号是增强亮度还是减少亮度,若是增强信号,增加PWM的占空比让LED灯泡变亮,若是减少亮度,减少PWM占空比让LED灯泡变暗。
考虑到系统中放置了两个对应的红外对接管,既定手向左调节减少PWM的占空比,向右调节右滑增加PWM的占空比,根据手势滑动的不同增强或者减少光强。通过自动和手动多种模式的切换以多种控制方式对光照强度进行调节,在实现智能操作的同时对节能能源起到积极的意义。灯光亮度的变化一方面通过环境光度直观感知LED亮度的改变,另一方面通过显示器显示当前的光照强度。各模块的功能在对硬件外部不同的操作指令进行测试,达到预期的基于环境光度比的节能和多控的功能。试验中:
在教室模式下,在教室有人时当外部光照照度达到500lx时,光敏传感器接收到之后利用单片机内部的程序控制照明系统关闭。当外部光照照度低于300lx时,则控制照明系统光照度为300lx,在无人时红外感应模块检测到之后通过单片机控制照明系统使其关闭。改变周围环境光度的不同,对灯亮度的变化进行观测,测试的结果如下,在教室模式下有无人和光照强度不同灯的亮度变化。教室模式在显示屏上代表数字为0。
在走廊模式下楼道时当外部光照照度达到250lx时,通过光敏传感器检测,控制单片机将光照系统关闭,当光照照度低于于200lx时,控制光照系统使其照度达到200lx。改变不同的外部光强观察灯的亮度变化,和有无人时灯能否常亮。走廊模式在显示屏上代表数字为1。
用在厕所时夜间无人时保持光照度为0.1lx,有人时红外感应模块接收到信号之后利用单片机控制照明系统使光照度保持在100lx。改变白天和夜间时间并改变外部光强可以观察其功能.夜间无人时厕所保持微弱灯光。厕所模式在显示屏上代表数字为2。
经测试,上述系统的光照传感模块、红外传感模块和蓝牙模块全部正常,可以以多种控制方式去调节光照强度。其对节能的分析方面如表1所示[17]。
表1满足人们正常生活要求的光照强度(占空比为70%)得到的数据
作品完成之后,为了对其性能进行科学的研究,我们在教室和厕所内分别进行了一天的节电量实验——分别对二十四小时内普通的厕所照明和用该系统控制厕所照明进行比较。
因为厕所的情况,使用一般的照明厕所灯光24小时一直打开,而该系统控制的厕所照明在光照足够时一直是关闭状态,节省约11小时电量。而在清晨与黄昏时亮度较完全打开时降低许多。夜间采取微弱光+进出人照明控制,据统计夜间灯光共打开193次,除人较多的傍晚几乎一直打开外,深夜灯光共打开42次共计约160分钟,合计完全打开时间约370分钟,部分打开的时间约140分钟。
所选实验教室内共有22根灯管,每根灯管的功率大约为40W,第一个同学进入教室打开灯时间为7:44,中午保洁人员关闭灯光时间为11:42共打开238分钟,下午第一个同学进入教室打开灯的时间为12:47分,至晚上最后一个同学离开关灯时间为9:02分共打开495分钟.对比该系统控制的灯光,灯从教室有人7:31进来同学之后一直处于半开状态,至8:22自然光充足后全教室灯光完全熄灭,之后8:52由于后排窗帘拉上最后一排4盏灯部分开启至11:38保洁人员拉开窗帘灯光又完全关闭,合计4盏完全打开时间约166分钟,部分打开时间约为51分钟。下午第一个同学进入教室的时间为12:45分一直至4:21所有灯光均未打开,4:22分由于拉上窗帘一直至5:21分最后一个同学离开教室,灯光为半开状态。灯从教室有人6:21分开始第一个同学进入教室至8:55最后一个同学离开教室均为全开状态。半开状态共计59分钟,全开状态共计154分钟。
根据计算,我们可以得出用在厕所一般系统与本系统的用电量如下表所示。
用在教室时一般系统与本系统的用电量如下表所示。
用在厕所时节约了69.4%的电能,用在教室时节约了48.85%的电能。
本发明所述系统在基于环境光度比的特性下,在自动调节和手动调节的模式下能够对LED的光照强度进行调节,符合多控要求;而且经计算得知,改善后的光照系统起到节能减排的作用,设计达到预期多控和节能的目的。
该系统可以根据不同工作环境下使用者的需求和外界光照强度自动调节亮度。可以完全手动或通过蓝牙控制照明系统的亮度。本系统可靠性高,适用于城市中的多种不同环境下,可用性强;践行节能环保的理念,智能调节光照强度,进而减轻家庭电费负担,减少城市用电负担;通过选择适合自身的灯光,对眼睛的压力也有一定程度上的缓解,可以缓解近视,弱势等问题。智能控制系统的使用是市场发展的一大趋势,在现在甚至未来的时间里也具有十分大的市场潜力。
可以根据不同工作环境下使用者的需求和外界光照强度自动调节亮度。可以完全手动或通过蓝牙控制照明系统的亮度。本系统可靠性高,适用于城市中的多种不同环境下,可用性强;践行节能环保的理念,智能调节光照强度,进而减轻家庭电费负担,减少城市用电负担;通过选择适合自身的灯光,对眼睛的压力也有一定程度上的缓解,可以缓解近视,弱势等问题。智能控制系统的使用是市场发展的一大趋势,在现在甚至未来的时间里也具有十分大的市场潜力。
本领域普通技术人员可以理解:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种照明控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,设置并存储照明控制表,所述照明控制表内存储有每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,所述照明控制模式信息包括当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C;
步骤S2,各光照传感模块分别采集当前光照强度,各红外感应模块分别采集人体探测数据;
步骤S3,控制单元分别获取所述当前光照强度以及所述人体探测数据;查询所述照明控制表,确定各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度和照明控制模式信息;
步骤S4,所述控制单元分别判断所述各照明驱动电路对应的人体探测数据是否满足该照明驱动电路对应的照明触发条件C,若不满足则设置该照明驱动电路为第一状态;否则,设置该照明驱动电路为第二状态;
所述第一状态下:所述各照明驱动电路分别按照该照明驱动电路对应的当前照明模式下预设的占空比M输出信号,以控制LED灯的工作状态;
所述第二状态下:所述各照明驱动电路分别调节其输出信号的占空比,直至该照明驱动电路对应的当前光照强度达到该照明驱动电路对应的所述光照强度预设值S;
步骤S5,判断是否接收到照明控制表更新信号,若是则跳转至步骤S1;否则,跳转至步骤S6;
步骤S6,判断是否接收到关闭信号,若是则关闭所述照明驱动电路;否则,跳转至步骤S2。
2.如权利要求1所述的照明控制方法,其特征在于,所述照明控制模式信息所包括的光照强度预设值S、预设的占空比M或照明触发条件C通过如下步骤确定:
步骤T1,获取并拼接各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度为该照明驱动电路的特征向量x;获取各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,并设置为该照明驱动电路所对应的特征向量的标签X;
步骤T2,分别将同一标签X所对应的各特征向量x输入递归神经网络进行训练,将计算结果与该特征向量对应的标签X比较,根据损失函数计算出误差;
步骤T3,将所述误差反馈回所述递归神经网络中,通过梯度下降函数调节下一个特征向量x进行递归计算时的计算参数,并根据步骤T2继续对下一个特征向量x进行递归计算,直至完成对同一标签X所对应的全部所述特征向量x的递归计算,得到标签X所对应的照明控制模式信息中的光照强度预设值S、预设的占空比M或照明触发条件C。
3.一种照明控制系统,包括至少一个控制单元(1)、照明驱动电路(2)和 LED灯(3),所述控制单元(1)控制所述照明驱动电路(2),所述照明驱动电路(2)输出PWM占空比信号,所述PWM占空比信号驱动所述LED灯(3)并控制所述LED灯(3)的工作状态,其特征在于,还包括:至少一个光照传感模块(4)和至少一个红外感应模块(5);所述光照传感模块(4)连接所述控制单元(1),用于采集当前光照强度,并将所述当前光照强度输出至所述控制单元(1);所述红外感应模块(5)连接所述控制单元(1),用于采集人体探测数据,并将所述人体探测数据输出至所述控制单元(1);
所述控制单元预先设置有照明控制表,所述照明控制表;内存储有每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息,所述照明控制模式信息包括当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C;
所述控制单元,首先,分别获取所述当前光照强度以及所述人体探测数据;查询预先设置的照明控制表,确定各照明驱动电路对应的人体探测数据、当前光照强度和照明控制模式信息;然后,分别判断所述各照明驱动电路对应的人体探测数据是否满足该照明驱动电路对应的照明触发条件C,若不满足则设置该照明驱动电路为第一状态;否则,设置该照明驱动电路为第二状态;判断是否接收到关闭信号,若是则关闭所述照明驱动电路;否则,重复上述步骤;
其中,所述第一状态下:所述各照明驱动电路分别按照该照明驱动电路对应的当前照明模式下预设的占空比M输出信号,以控制LED灯的工作状态;
所述第二状态下:所述各照明驱动电路分别调节其输出信号的占空比,直至该照明驱动电路对应的当前光照强度达到该照明驱动电路对应的所述光照强度预设值S。
4.如权利要求3所述的照明控制方法,其特征在于,所述光照传感模块(4)包括GY-30数字光强度传感器及相应的外围电路。
5.如权利要求3所述的照明控制系统,其特征在于,所述红外感应模块(5)包括红外传感器以及比较器,所述比较器连接所述红外传感器,判断所述红外传感器输出的电压是否变化,并在所述红外传感器输出电压变化时输出相应的人体探测数据。
6.如权利要求3所述的照明控制系统,其特征在于,还包括蓝牙模块,用于获取传输每一个红外感应模块与各照明驱动电路的对应关系,每一个光照传感模块与各照明驱动电路的对应关系,以及各照明驱动电路对应的照明控制模式信息、当前照明模式下对应的光照强度预设值S、预设的占空比M和照明触发条件C,以设置所述照明控制表。
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