CN109104786A - 一种智能化情景感知光源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化情景感知光源管理系统，应用于智慧场景领域，包括环境数据采集模块、用户数据采集模块和产品数据采集模块，分别用于采集环境数据、用户数据和产品数据，并将采集的数据发送至决策处理装置；决策处理装置，根据采集的数据产生对光源装置的控制信号，并将该控制信号发送至可编程LED驱动器；可编程LED驱动器，用于接收所述控制信号并驱动光源装置进行光亮度、色度以及动态闪烁效果的调节；光源装置，包括多个LED灯，根据可编程LED驱动器的驱动作相应动作。本发明通过识别用户情绪变化、肢体动作、体温及产品特性，自动调节灯光的亮度、色彩、色温及动态变化效果。

Description

一种智能化情景感知光源管理系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种智能化情景感知光源管理系统。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。物联网服务于智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康以及电子商务等各领域。现有的线下购物体验店中，其环境均比较单调，例如其灯光的控制，均是采用白炽灯等，既不能调节灯光的亮度，也不能调节灯光的色彩，更不能对客户的情绪变化进行响应，导致用户体验差，目前还未见有利用物联网技术来实现灯光的场景化管理的技术方案。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种智能化情景感知光源管理系统。

本发明所采用的技术方案为：一种智能化情景感知光源管理系统，包括：

数据采集装置，包括环境数据采集模块、用户数据采集模块和产品数据采集模块，分别用于采集环境数据、用户数据和产品数据，并将采集的数据发送至决策处理装置；

决策处理装置，根据采集的用户数据和环境数据产生对光源装置的光亮度、色度以及动态闪烁效果的控制信号，并将该控制信号发送至可编程LED驱动器；

可编程LED驱动器，用于接收所述控制信号并驱动光源装置进行光亮度、色度以及动态闪烁效果的调节；

光源装置，包括多个LED灯，根据可编程LED驱动器的驱动作相应动作。

可选地，所述环境数据采集模块包括：

光强传感器，用于检测环境光强度；

温度传感器，用于检测环境温度；

节气识别单元，用于识别当日所属节气及季节。

可选地，所述用户数据采集模块包括：

面部表情识别单元，用于采集用户面部表情数据；

身高测量单元，用于采集用户身高数据；

体重测量单元，用于采集用户体重数据；

肢体动作识别单元，用于采集用户肢体动作数据。

可选地，所述决策处理装置包括：

PWM调光模块，通过改变信号占空比和信号周期分别调节LED灯亮度和闪烁频率；

全彩数字发光模块，通过改变RGB三基色光的比例调整混合光的发光颜色。

可选地，所述决策处理装置还包括：

自反馈模块，用于根据调光后用户的面部表情变化以及肢体动作变化产生反馈信号至决策处理装置装置，为决策处理装置的继续决策提供数据支持。

可选地，所述决策处理装置还包括：

情景模式设置模块，用于设置光源情景工作模块，包括气候模式、个性化模式、娱乐模式和节庆模式。

本发明的有益效果为：

(1)本发明中，通过光强传感器检测环境光强度，温度传感器检测环境温度，节气识别单元识别当日所属节气及季节，面部表情识别单元采集用户面部表情数据，身高测量单元采集用户身高数据，体重测量单元采集用户体重数据；肢体动作识别单元采集用户肢体动作数据，并将采集的数据发送至决策处理装置，为决策处理装置提供有效地数据支持。

(2)决策处理装置根据采集数据调节光源装置的光亮度、色度以及动态闪烁效果，营造个性化、定制化、娱乐感的灯光情景化场景模式，提升用户到店体验和购物体验。

具体地，数据存储装置中存储有各种面部表情数据，比如人处于沮丧、开心、烦躁等各种情绪下的面部表情数据，面部表情识别单元采集用户的面部表情数据后与存储的各种面部表情数据进行比对判断用户处于何种情绪，进而调节光源变化，当用户处于沮丧情绪时调节灯光为暖色，用户处于开心情绪时调节灯光不停地变化色彩并闪烁以响应用户情绪，用户处于烦躁情绪时则需要为用户营造安静的环境，调节灯光为唯一色且不闪烁；当光强传感器检测环境光强度较暗时，则调节增加光源亮度；数据存储装置中存储有人体处于各种姿态的肢体动作数据，包括处于放松状态和戒备状态时的肢体动作数据，肢体动作识别单元将采集的用户肢体动作数据与存储的肢体动作数据进行比对，判断用户处于何种状态，若用户处于放松状态，则保持当前光源状态，若用户处于戒备状态则调节当前光源状态。

具体地，通过PWM调光模块调节灯光的亮度和闪烁频率，脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，即是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。

调制信号的占空比决定了电流的平均值，电流的平均值则决定了被调制灯光的实际亮度，通过改变占空比则可调节光源亮度；调制信号的频率则决定了被调制灯光是否会闪烁以及闪烁的频率，通常，当调制信号的频率大于200Hz时，由于视角残留，人眼感觉不到闪烁，但当调制信号的频率小于200Hz时，人眼会感觉到闪烁，即通过改变调制信号的频率可决定光源是否闪烁以及闪烁的频率。

(3)自反馈模块分析灯光调节后用户的面部表情变化和肢体动作变化，若用户的面部表情趋于满意状态以及肢体动作趋于放松状态，则调节灯光按同样趋势变化直至用户的面部表情处于满意状态以及肢体动作处于放松状态，否则，调节灯光按相反趋势变化，基于自主学习算法实现对用户情绪变化的反应，极大地提升了用户体验。

如灯光调节后，用户由皱眉逐渐趋于眉梢舒展，则说此次灯光调节有效，继续降低灯光的闪烁频率，否则按相反变化趋势调节灯光，增大灯光的闪烁频率；可将几种常见的肢体动作定义为戒备状态，如双手环抱胸腔、双手紧握等，当调节灯光后，用户肢体仍然表现为戒备状态，则说明此次灯光调节无效，需要按相反趋势调节灯光变化，直至用户肢体表现为放松状态。

附图说明

图1是智能化情景感知光源管理系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例

如图1所示，一种智能化情景感知光源管理系统，包括：

数据采集装置，包括环境数据采集模块、用户数据采集模块和产品数据采集模块，分别用于采集环境数据、用户数据和产品数据，并将采集的数据发送至决策处理装置；

决策处理装置，根据采集的用户数据和环境数据产生对光源装置的光亮度、色度以及动态闪烁效果的控制信号，并将该控制信号发送至可编程LED驱动器，具体地，决策处理装置采用控制器，如单片机等，有电源模块为各模块供电；

可编程LED驱动器，用于接收所述控制信号并驱动光源装置进行光亮度、色度以及动态闪烁效果的调节；

光源装置，包括多个LED灯，根据可编程LED驱动器的驱动作相应动作。

所述环境数据采集模块包括：

光强传感器，用于检测环境光强度；

温度传感器，用于检测环境温度；

节气识别单元，用于识别当日所属节气及季节。

所述用户数据采集模块包括：

面部表情识别单元，用于采集用户面部表情数据；

身高测量单元，用于采集用户身高数据；

体重测量单元，用于采集用户体重数据；

肢体动作识别单元，用于采集用户肢体动作数据。

所述产品数据采集模块包括RFID阅读器和RFID电子标签，RFID电子标签贴于产品上，RFID阅读器通过扫描产品上的RFID电子标签即可获得产品唯一标签，通过该标签可在储存服务器中查找到该标签对应的产品特性数据。

所述决策处理装置包括：

PWM调光模块，通过改变信号占空比和信号周期分别调节LED灯亮度和闪烁频率；

全彩数字发光模块，通过改变RGB三基色光的比例调整混合光的发光颜色。

所述决策处理装置还包括：

自反馈模块，用于根据调光后用户的面部表情变化以及肢体动作变化产生反馈信号至决策处理装置装置，为决策处理装置的继续决策提供数据支持。

所述决策处理装置还包括：

情景模式设置模块，用于设置光源情景工作模块，包括气候模式、个性化模式、娱乐模式和节庆模式。

本发明中，通过光强传感器检测环境光强度，温度传感器检测环境温度，节气识别单元识别当日所属节气及季节，面部表情识别单元采集用户面部表情数据，身高测量单元采集用户身高数据，体重测量单元采集用户体重数据；肢体动作识别单元采集用户肢体动作数据，并将采集的数据发送至决策处理装置，为决策处理装置提供有效地数据支持。

决策处理装置根据采集数据调节光源装置的光亮度、色度以及动态闪烁效果，营造个性化、定制化、娱乐感的灯光情景化场景模式，提升用户到店体验和购物体验。具体地，数据存储装置中存储有各种面部表情数据，比如人处于沮丧、开心、烦躁等各种情绪下的面部表情数据，面部表情识别单元采集用户的面部表情数据后与存储的各种面部表情数据进行比对判断用户处于何种情绪，进而调节光源变化，当用户处于沮丧情绪时调节灯光为暖色，用户处于开心情绪时调节灯光不停地变化色彩并闪烁以响应用户情绪，用户处于烦躁情绪时则需要为用户营造安静的环境，调节灯光为唯一色且不闪烁；当光强传感器检测环境光强度较暗时，则调节增加光源亮度；数据存储装置中存储有人体处于各种姿态的肢体动作数据，包括处于放松状态和戒备状态时的肢体动作数据，肢体动作识别单元将采集的用户肢体动作数据与存储的肢体动作数据进行比对，判断用户处于何种状态，若用户处于放松状态，则保持当前光源状态，若用户处于戒备状态则调节当前光源状态。

具体地，通过PWM调光模块调节灯光的亮度和闪烁频率，脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，即是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。

调制信号的占空比决定了电流的平均值，电流的平均值则决定了被调制灯光的实际亮度，通过改变占空比则可调节光源亮度；调制信号的频率则决定了被调制灯光是否会闪烁以及闪烁的频率，通常，当调制信号的频率大于200Hz时，由于视角残留，人眼感觉不到闪烁，但当调制信号的频率小于200Hz时，人眼会感觉到闪烁，即通过改变调制信号的频率可决定光源是否闪烁以及闪烁的频率。

自反馈模块分析灯光调节后用户的面部表情变化和肢体动作变化，若用户的面部表情趋于满意状态以及肢体动作趋于放松状态，则调节灯光按同样趋势变化直至用户的面部表情处于满意状态以及肢体动作处于放松状态，否则，调节灯光按相反趋势变化，基于自主学习算法实现对用户情绪变化的反应，极大地提升了用户体验。如灯光调节后，用户由皱眉逐渐趋于眉梢舒展，则说此次灯光调节有效，继续降低灯光的闪烁频率，否则按相反变化趋势调节灯光，增大灯光的闪烁频率；可将几种常见的肢体动作定义为戒备状态，如双手环抱胸腔、双手紧握等，当调节灯光后，用户肢体仍然表现为戒备状态，则说明此次灯光调节无效，需要按相反趋势调节灯光变化，直至用户肢体表现为放松状态。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能化情景感知光源管理系统，其特征在于，包括：

数据采集装置，包括环境数据采集模块、用户数据采集模块和产品数据采集模块，分别用于采集环境数据、用户数据和产品数据，并将采集的数据发送至决策处理装置；

决策处理装置，根据采集的用户数据和环境数据产生对光源装置的光亮度、色度以及动态闪烁效果的控制信号，并将该控制信号发送至可编程LED驱动器；

可编程LED驱动器，用于接收所述控制信号并驱动光源装置进行光亮度、色度以及动态闪烁效果的调节；

光源装置，包括多个LED灯，根据可编程LED驱动器的驱动作相应动作。

2.根据权利要求1所述的智能化情景感知光源管理系统，其特征在于，所述环境数据采集模块包括：

光强传感器，用于检测环境光强度；

温度传感器，用于检测环境温度；

节气识别单元，用于识别当日所属节气及季节。

3.根据权利要求1所述的智能化情景感知光源管理系统，其特征在于，所述用户数据采集模块包括：

面部表情识别单元，用于采集用户面部表情数据；

身高测量单元，用于采集用户身高数据；

体重测量单元，用于采集用户体重数据；

体温传感器，用于测量用户体温；

肢体动作识别单元，用于采集用户肢体动作数据。

4.根据权利要求3所述的智能化情景感知光源管理系统，其特征在于，所述决策处理装置包括：

PWM调光模块，通过改变信号占空比和信号周期分别调节LED灯亮度和闪烁频率；

全彩数字发光模块，通过改变RGB三基色光的比例调整混合光的发光颜色。

5.根据权利要求4所述的智能化情景感知光源管理系统，其特征在于，所述决策处理装置还包括：

自反馈模块，用于根据调光后用户的面部表情变化以及肢体动作变化产生反馈信号至决策处理装置装置，为决策处理装置的继续决策提供数据支持。

6.根据权利要求4所述的智能化情景感知光源管理系统，其特征在于，所述决策处理装置还包括：

情景模式设置模块，用于设置光源情景工作模块，包括气候模式、个性化模式、娱乐模式和节庆模式。