CN111629475B - 一种照明调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照明调节系统及方法，涉及照明调节技术领域。该系统包括：光感受器、人员控制器和照明设备均与中央处理器无线连接；光感受器布设于预设监测点，用于接收监测点处的监测信息；人员控制器用于获取控制人员的光环境营造选择；中央处理器用于根据接收的监测信息和光环境营造选择实时调控照明设备的光束角、色温和照度；照明设备布设于室内预设的照明点。该照明调节系统的中央处理器根据监测信息和光环境营造选择实时调控照明设备的光束角、色温和照度，即对照明参数进行自动调节，通过对照明设备的照度、色温及光束角等照明参数的动态调节控制，实现室内健康非视觉光环境的营造，从而提升室内人员的工作效率。

Description

一种照明调节系统及方法

技术领域

本发明涉及照明调节技术领域，特别是涉及一种照明调节系统及方法。

背景技术

光环境是室内环境营造的一个重要因素，室内的照明通常需要满足人员的实际使用需求，以确保视觉上的舒适度。

近年来研究发现，光环境除了视觉效应外，还存在着对人体的非视觉效应影响。人眼处接收到光照的照度、色温和光谱特性等特征会影响人的工作效率、心理状态和健康状态，即为非视觉效应。受到人体自身生理节律调节特性的影响，人员对光照条件的需求在一天内也处于变化的状态。而长期不良的照明暴露则会导致人的工作效率降低，甚至对人的生理和心理健康产生影响。因此需要从光照的照度和色温变化入手，营造健康的室内动态非视觉光环境。

现有的技术方案为基于视觉需求提出的照明控制系统及方法，未考虑人眼处光照暴露对室内人员产生的非视觉影响，且调节参数局限于照度、色温两方面，不能满足室内健康动态非视觉光环境营造的要求。因此，现有照明控制技术调节的照明参数具有局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种照明调节系统及方法，以解决现有照明控制技术调节的照明参数具有局限性的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种照明调节系统，包括：光感受器、人员控制器、中央处理器和照明设备；

所述光感受器、所述人员控制器和所述照明设备均与所述中央处理器无线连接；

所述光感受器布设于室内预设的监测点，所述光感受器用于接收所述监测点处的监测信息，并传输至所述中央处理器；所述监测信息包括照度信息及色温信息；

所述人员控制器用于获取控制人员的光环境营造选择，并传输至所述中央处理器；

所述中央处理器用于接收所述光感受器的监测信息和所述人员控制器的光环境营造选择后，根据所述监测信息和所述光环境营造选择实时调控所述照明设备的光束角、色温和照度；

所述照明设备布设于室内预设的照明点，所述照明设备用于根据所述中央处理器的调控指令进行照明。

可选的，所述光感受器的安装高度为坐姿状态下的人眼高度；所述光感受器的监测探头垂直于地面，所述光感受器的监测探头用于监测垂直方向上所述照明设备的光照情况。

可选的，所述照明设备具体包括：位于灯筒内的控制模块、WiFi模块、光源模块和驱动模块；

所述控制模块通过所述WiFi模块与所述中央处理器进行通信；

所述光源模块安装于所述驱动模块的驱动端，所述控制模块分别与所述光源模块的控制端和所述驱动模块的控制端连接；

所述光源模块用于进行照明；

所述控制模块用于接收所述中央处理器的调控指令，并根据所述调控指令控制所述驱动模块调整所述光源模块的光束角，以及利用波宽控制调光方法调整所述光源模块的色温和照度。

可选的，所述驱动模块采用机械推杆机构；

所述机械推杆机构包括：电机、电动推杆和控制装置；

所述电机的驱动端与所述电动推杆的一端连接；所述电机用于带动所述电动推杆做往复运动；

所述光源模块安装于所述电动推杆的另一端；

所述控制装置分别与所述控制模块和所述电机连接；所述控制装置用于根据所述控制模块调整光束角的指令控制所述电机带动所述电动推杆做往复运动。

可选的，所述中央处理器，具体包括：

当前时刻获取模块，用于获取当前时刻；

第一判断模块，用于判断所述当前时刻是否处于照明设备的预设运行时段内，得到第一判断结果；

照明状态调整模块，用于当所述第一判断结果为否时，将所述照明设备的照明状态调整为所述照明设备前一次关闭前的运行设定；

信息获取模块，用于当所述第一判断结果为是时，获取所述当前时刻所述照明设备的光束角和光感受器采集的监测信息；

照明参数调节模块，用于根据所述光束角和所述监测信息对所述照明设备的照明参数进行调节，使所述照明参数符合所述预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件；所述照明参数包括光束角、色温和照度。

可选的，所述照明参数调节模块，具体包括：

第二判断单元，用于判断所述光束角是否等于所述预设运行时段对应的预设光束角，得到第二判断结果；

光束角调节单元，用于当所述第二判断结果为否时，将所述照明设备的光束角调节为所述预设运行时段对应的预设光束角；

第三判断单元，用于当所述第二判断结果为是时，根据所述监测信息判断所述照明设备的色温是否处于所述预设运行时段对应的预设色温阈值范围内，得到第三判断结果；

色温调节单元，用于当所述第三判断结果为否时，利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，使所述色温处于所述预设色温阈值范围内；

第四判断单元，用于当所述第三判断结果为是时，根据所述监测信息判断所述照明设备的照度是否处于所述预设运行时段对应的预设照度阈值范围内，得到第四判断结果；

照度调节单元，用于当所述第四判断结果为否时，利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，使所述照度处于所述预设照度阈值范围内。

一种照明调节方法，应用于上述的照明调节系统，所述照明调节方法包括：

获取当前时刻；

判断所述当前时刻是否处于照明设备的预设运行时段内，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为否，则将所述照明设备的照明状态调整为所述照明设备前一次关闭前的运行设定；

若所述第一判断结果为是，则获取所述当前时刻所述照明设备的光束角和光感受器采集的监测信息；

根据所述光束角和所述监测信息对所述照明设备的照明参数进行调节，使所述照明参数符合所述预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件；所述照明参数包括光束角、色温和照度。

可选的，所述根据所述光束角和所述监测信息对所述照明设备的照明参数进行调节，使所述照明参数符合所述预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件，具体包括：

判断所述光束角是否等于所述预设运行时段对应的预设光束角，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果为否，则将所述照明设备的光束角调节为所述预设运行时段对应的预设光束角；

若所述第二判断结果为是，则根据所述监测信息判断所述照明设备的色温是否处于所述预设运行时段对应的预设色温阈值范围内，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果为否，则利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，使所述色温处于所述预设色温阈值范围内；

若所述第三判断结果为是，则根据所述监测信息判断所述照明设备的照度是否处于所述预设运行时段对应的预设照度阈值范围内，得到第四判断结果；

若所述第四判断结果为否，则利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，使所述照度处于所述预设照度阈值范围内。

可选的，所述利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，使所述色温处于所述预设色温阈值范围内，具体包括：

利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，调节色温的调节值为[ΔT/50]×50K；其中，ΔT表示色温差值，ΔT＝T_设定-T_实际；T_设定表示所述预设运行时段对应的预设色温值；T_实际表示所述光传感器采集的色温实际值；K表示色温的单位；

判断调节后的色温是否处于所述预设色温阈值范围内，得到第五判断结果；所述预设色温阈值范围为所述预设运行时段对应的预设色温值-100K至所述预设色温值+100K；

若所述第五判断结果为否，则返回“利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，调节色温的调节值为[ΔT/50]×50K”。

可选的，所述利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，使所述照度处于所述预设照度阈值范围内，具体包括：

利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，调节照度的调节值为[ΔE/10]×10/Emax；其中，ΔE表示照度差值，ΔE＝E_设定-E_实际；E_设定表示所述预设运行时段对应的预设照度值；E_实际表示所述光传感器采集的照度实际值；Emax表示无自然光条件下照明设备最大功率时所述光感受器监测的照度值；

判断调节后的照度是否处于所述预设照度阈值范围内，得到第六判断结果；所述预设照度阈值范围为所述预设运行时段对应的预设照度值-20lux至所述预设照度值+20lux；lux表示照度的单位；

若所述第六判断结果为否，则返回“利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，调节照度的调节值为[ΔE/10]×10/Emax”。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种照明调节系统及方法。该系统包括：光感受器、人员控制器、中央处理器和照明设备；光感受器、人员控制器和照明设备均与中央处理器无线连接；光感受器布设于室内预设的监测点，光感受器用于接收监测点处的监测信息，并传输至中央处理器；监测信息包括照度信息及色温信息；人员控制器用于获取控制人员的光环境营造选择，并传输至中央处理器；中央处理器用于接收光感受器的监测信息和人员控制器的光环境营造选择后，根据监测信息和光环境营造选择实时调控照明设备的光束角、色温和照度；照明设备布设于室内预设的照明点，照明设备用于根据中央处理器的调控指令进行照明。该照明调节系统的中央处理器根据监测信息和光环境营造选择实时调控照明设备的光束角、色温和照度，即对照明设备的照明参数进行自动调节，通过对照明设备的照度、色温及光束角等照明参数的动态调节控制，实现室内健康非视觉光环境的营造，满足人体对动态照明的需求，从而提升室内人员的工作效率及生理、心理状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的照明调节系统的结构图；

图2为本发明实施例所提供的照明调节方法的流程图；

图3为本发明实施例所提供的光传感器在大型办公空间内的布置示意图；

图4为本发明实施例所提供的照明设备的结构图；

图5为本发明实施例所提供的光源模块的位置与光束角的关系示意图；

图6为本发明实施例所提供的自动控制模式下多参数智能动态照明调节系统的运行流程图；

图7为本发明实施例所提供的手动调节模式下多参数智能动态照明调节系统的运行流程图。

符号说明：1、光感受器；2、人员控制器；3、中央处理器；4、照明设备；5、控制模块；6、WiFi模块；7、光源模块；8、驱动模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种照明调节系统及方法，以解决现有照明控制技术调节的照明参数具有局限性的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供一种照明调节系统，图1为本发明实施例所提供的照明调节系统的结构图，参见图1，照明调节系统包括：光感受器1、人员控制器2、中央处理器3和照明设备4。

光感受器1、人员控制器2和照明设备4均与中央处理器3无线连接。光感受器1、人员控制器2和照明设备4内均设有WiFi模块，光感受器1、人员控制器2和照明设备4均通过WiFi模块与中央处理器3进行通信。

光感受器1和照明设备4的数量可为多个，每个光感受器1和每个照明设备4均与中央处理器3无线连接。

光感受器1布设于室内预设的监测点，光感受器用于接收监测点处的监测信息，并传输至中央处理器；监测信息包括照度信息及色温信息。

光感受器1的安装高度为坐姿状态下的人眼高度；光感受器1的监测探头垂直于地面，光感受器1的监测探头用于监测垂直方向上照明设备的光照情况。实际应用中，光感受器安装在人员的工位隔间或墙壁等立面上，光感受器的安装高度为坐姿状态下的人眼高度处(距地面1.2m)。光感受器的监测探头垂直于地面，用以监测垂直方向上的光照情况。

人员控制器2用于获取控制人员的光环境营造选择，并传输至中央处理器。光环境营造选择包括：照明设备的预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件，和控制人员对照明设备的照明参数的调节结果。本实施例预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件包括三种模式：唤醒模式、警觉模式和舒缓模式，三种模式对应的照明参数预设阈值参见表1。

表1三种模式对应的照明参数预设阈值

	唤醒模式	警觉模式	舒缓模式
				时间	8:00-12:00	12:00-17:00	17:00-19:00
色温	5000开尔文(K)	3500K	3000K
				照度	250勒克斯(lx)	270lx	190lx

中央处理器3用于接收光感受器的监测信息和人员控制器的光环境营造选择后，根据监测信息和光环境营造选择实时调控照明设备的光束角、色温和照度。中央处理器具体用于根据监测信息和光环境营造选择中的预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件实时调控照明设备的光束角、色温和照度；或根据光环境营造选择中的控制人员对照明设备的照明参数的调节结果对照明设备的光束角、色温、照度和光谱特性进行调节。

照明设备4布设于室内预设的照明点，照明设备用于根据中央处理器的调控指令进行照明。

照明设备4具体包括：位于灯筒内的控制模块、WiFi模块、光源模块和驱动模块。

控制模块通过WiFi模块与中央处理器进行通信。

光源模块安装于驱动模块的驱动端，控制模块分别与光源模块的控制端和驱动模块的控制端连接。

光源模块用于进行照明。光源模块采用多通道LED灯珠作为光源。

控制模块用于接收中央处理器的调控指令，并根据调控指令控制驱动模块调整光源模块的光束角，以及利用波宽控制调光方法调整光源模块的色温、照度和光谱特性。控制模块通过波宽控制(Pulse Width Modulation，PWM)调光方法，对光源的各颜色通道进行占空比调节，实现色温2500K～6500K范围内的无级调节，以及照度0-100％的无级调节。

驱动模块采用机械推杆机构。机械推杆机构通过调节光源模块在灯筒内的高度，实现对光束角的无级调节。

机械推杆机构包括：电机、电动推杆和控制装置。

电机的驱动端与电动推杆的一端连接；电机用于带动电动推杆做往复运动。

光源模块安装于电动推杆的另一端。

控制装置分别与控制模块和电机连接；控制装置用于根据控制模块调整光束角的指令控制电机带动电动推杆做往复运动。

中央处理器具体包括：

当前时刻获取模块，用于获取当前时刻。

第一判断模块，用于判断当前时刻是否处于照明设备的预设运行时段内，得到第一判断结果。

照明状态调整模块，用于当第一判断结果为否时，将照明设备的照明状态调整为照明设备前一次关闭前的运行设定。

信息获取模块，用于当第一判断结果为是时，获取当前时刻照明设备的光束角和光感受器采集的监测信息。

照明参数调节模块，用于根据光束角和监测信息对照明设备的照明参数进行调节，使照明参数符合预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件；照明参数包括光束角、色温和照度。

照明参数调节模块具体包括：

第二判断单元，用于判断光束角是否等于预设运行时段对应的预设光束角，得到第二判断结果。

光束角调节单元，用于当第二判断结果为否时，将照明设备的光束角调节为预设运行时段对应的预设光束角。

第三判断单元，用于当第二判断结果为是时，根据监测信息判断照明设备的色温是否处于预设运行时段对应的预设色温阈值范围内，得到第三判断结果。

色温调节单元，用于当第三判断结果为否时，利用波宽控制调光方法调节照明设备的色温，使色温处于预设色温阈值范围内。

色温调节单元具体包括：

色温调节子单元，用于利用波宽控制调光方法调节照明设备的色温，调节色温的调节值为[ΔT/50]×50K；其中，ΔT表示色温差值，ΔT＝T_设定-T_实际；T_设定表示预设运行时段对应的预设色温值；T_实际表示光传感器采集的色温实际值；K表示色温的单位开尔文。

第五判断子单元，用于判断调节后的色温是否处于预设色温阈值范围内，得到第五判断结果；预设色温阈值范围为预设运行时段对应的预设色温值-100K至预设色温值+100K。判断调节后的色温是否处于预设色温阈值范围内，即判断调节后的色温是否大于预设运行时段对应的预设色温值-100K且小于预设色温值+100K。

色温调节返回子单元，用于当第五判断结果为否时，执行色温调节子单元。

第四判断单元，用于当第三判断结果为是时，根据监测信息判断照明设备的照度是否处于预设运行时段对应的预设照度阈值范围内，得到第四判断结果。

照度调节单元，用于当第四判断结果为否时，利用波宽控制调光方法调节照明设备的照度，使照度处于预设照度阈值范围内。

照度调节单元具体包括：

照度调节子单元，用于利用波宽控制调光方法调节照明设备的照度，调节照度的调节值为[ΔE/10]×10/Emax；其中ΔE表示照度差值，ΔE＝E_设定-E_实际；E_设定表示预设运行时段对应的预设照度值；E_实际表示光传感器采集的照度实际值；Emax表示无自然光条件下照明设备最大功率时光感受器监测的照度值。

第六判断子单元，用于判断调节后的照度是否处于预设照度阈值范围内，得到第六判断结果；预设照度阈值范围为预设运行时段对应的预设照度值-20lux至预设照度值+20lux；lux表示照度的单位勒克斯。判断调节后的照度是否处于预设照度阈值范围内，即判断调节后的照度是否大于预设运行时段对应的预设照度值-20lux且小于预设照度值+20lux。

照度调节返回子单元，用于当第六判断结果为否时，执行照度调节子单元。

中央处理器还包括：

第七判断模块，用于获取是否进行色温调节的第七判断结果。

色温光谱特性调节模块，用于当第七判断结果为是时，获取色温调节结果，并根据色温调节结果对色温和光谱特性进行调节。

光谱特性调节模块，用于当第七判断结果为否时，获取光谱特性调节结果，并根据光谱特性调节结果确定照明设备的光源的各颜色通道的占空比，对光谱特性进行调控。光谱特性调节结果为光源的各颜色通道的组成比例。

光束角调节模块，用于获取光束角调节结果，并根据光束角调节结果对光束角进行调节。

照度调节模块，用于获取照度调节结果，并根据照度调节结果对照度进行调节。

第八判断模块，用于获取是否对照明参数预设阈值进行调节的第八判断结果。

监测信息获取模块，用于当第八判断结果为是时，获取光感受器的监测信息。

调节后照明参数预设阈值获取模块，用于获取待调节的应用时段，以及与待调节的应用时段对应的调节后的照明参数预设阈值。

照明参数预设阈值调节模块，用于根据调节后的照明参数预设阈值对待调节的应用时段对应的照明参数预设阈值进行调节。

本实施例还提供一种照明调节方法，应用于上述的照明调节系统。图2为本发明实施例所提供的照明调节方法的流程图，参见图2，照明调节方法包括：

步骤101，获取当前时刻。

步骤102，判断当前时刻是否处于照明设备的预设运行时段内，得到第一判断结果。本实施例预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件包括三种模式：唤醒模式、警觉模式和舒缓模式，三种模式对应的照明参数预设阈值参见表1。

表1三种模式对应的照明参数预设阈值

	唤醒模式	警觉模式	舒缓模式
				时间	8:00-12:00	12:00-17:00	17:00-19:00
色温	5000K	3500K	3000K
				照度	250lx	270lx	190lx

步骤103，若第一判断结果为否，则将照明设备的照明状态调整为照明设备前一次关闭前的运行设定。

步骤104，若第一判断结果为是，则获取当前时刻照明设备的光束角和光感受器采集的监测信息。

步骤105，根据光束角和监测信息对照明设备的照明参数进行调节，使照明参数符合预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件；照明参数包括光束角、色温和照度。

步骤105具体包括：

判断光束角是否等于预设运行时段对应的预设光束角，得到第二判断结果。

若第二判断结果为否，则将照明设备的光束角调节为预设运行时段对应的预设光束角。

若第二判断结果为是，则根据监测信息判断照明设备的色温是否处于预设运行时段对应的预设色温阈值范围内，得到第三判断结果。

若第三判断结果为否，则利用波宽控制调光方法调节照明设备的色温，使色温处于预设色温阈值范围内。具体包括：

利用波宽控制调光方法调节照明设备的色温，调节色温的调节值为[ΔT/50]×50K；其中，ΔT表示色温差值，ΔT＝T_设定-T_实际；T_设定表示预设运行时段对应的预设色温值；T_实际表示光传感器采集的色温实际值；K表示色温的单位开尔文。

判断调节后的色温是否处于预设色温阈值范围内，得到第五判断结果；预设色温阈值范围为预设运行时段对应的预设色温值-100K至预设色温值+100K。判断调节后的色温是否处于预设色温阈值范围内，即判断调节后的色温是否大于预设运行时段对应的预设色温值-100K且小于预设色温值+100K。

若第五判断结果为否，则返回“利用波宽控制调光方法调节照明设备的色温，调节色温的调节值为[ΔT/50]×50K”。

若第三判断结果为是，则根据监测信息判断照明设备的照度是否处于预设运行时段对应的预设照度阈值范围内，得到第四判断结果。

若第四判断结果为否，则利用波宽控制调光方法调节照明设备的照度，使照度处于预设照度阈值范围内。具体包括：

利用波宽控制调光方法调节照明设备的照度，调节照度的调节值为[ΔE/10]×10/Emax；其中，ΔE表示照度差值，ΔE＝E_设定-E_实际；E_设定表示预设运行时段对应的预设照度值；E_实际表示光传感器采集的照度实际值；Emax表示无自然光条件下照明设备最大功率时光感受器监测的照度值。

判断调节后的照度是否处于预设照度阈值范围内，得到第六判断结果；预设照度阈值范围为预设运行时段对应的预设照度值-20lux至预设照度值+20lux；lux表示照度的单位勒克斯。判断调节后的照度是否处于预设照度阈值范围内，即判断调节后的照度是否大于预设运行时段对应的预设照度值-20lux且小于预设照度值+20lux。

若第六判断结果为否，则返回“利用波宽控制调光方法调节照明设备的照度，调节照度的调节值为[ΔE/10]×10/Emax”。

照明调节方法还包括：

通过人员控制器获取是否进行色温调节的第七判断结果。

若第七判断结果为是，则通过人员控制器获取色温调节结果，并根据色温调节结果对色温和光谱特性进行调节。

若第七判断结果为否，则通过人员控制器获取光谱特性调节结果，并根据光谱特性调节结果确定照明设备的光源的各颜色通道的占空比，对光谱特性进行调控。光谱特性调节结果为光源的各颜色通道的组成比例。

通过人员控制器获取光束角调节结果，并根据光束角调节结果对光束角进行调节。

通过人员控制器获取照度调节结果，并根据照度调节结果对照度进行调节。

通过人员控制器获取是否对照明参数预设阈值进行调节的第八判断结果。

若第八判断结果为是，则获取光感受器的监测信息。

通过人员控制器获取待调节的应用时段，以及与待调节的应用时段对应的调节后的照明参数预设阈值。

根据调节后的照明参数预设阈值对待调节的应用时段对应的照明参数预设阈值进行调节。

本实施例还提供一种优化室内办公非视觉光环境的多参数智能动态照明调节系统。该多参数智能动态照明调节系统由光感受器、人员控制器、中央处理器和照明设备组成。

对于大型办公空间，由于不同进深处的自然采光情况存在差异，因此按照室内进深的差异，将室内空间划分为多个照明控制区域，并在每个照明控制区域中设定一个用于监测照度和色温的光感受器，图3为本发明实施例所提供的光传感器在大型办公空间内的布置示意图。分布在室内各区域的光感受器接收室内测点处的照度及色温信息，并传输至中央处理器；中央处理器接收到光感受器对室内光环境的监测信息后，结合人员控制器中控制人员对光环境营造的主观选择，对室内的照明设备运行情况进行分区域的调控，光感受器、人员控制器、中央处理器和照明设备之间的通信通过WiFi模块进行传输。

光感受器安装在人员的工位隔间或墙壁等立面上，安装高度为坐姿状态下的人眼高度处(距地面1.2m)。光感受器的监测探头垂直于地面，用以监测垂直方向上的光照情况。

照明设备内部设置WiFi模块6、控制模块5、驱动模块8和光源模块7，如图4所示。光源模块选取多通道LED灯珠作为光源，控制模块通过PWM调光方法对光源的各颜色通道进行占空比调节，实现色温2500K-6500K范围内的无级调节，以及照度0-100％的无级调节。照明设备内部的驱动模块引入机械推杆机构，从而通过机械推杆机构调节光源模块在灯筒内的高度，实现对光束角的无级调节。

控制模块5通过WiFi模块6与中央处理器进行通信，控制模块5分别与光源模块7的控制端和驱动模块8的控制端连接。控制模块起到根据占空比与光通量关系控制光源各颜色通道混合比例的作用。PWM调光方法既可以调色温也可以调照度，PWM调光方法的基本原理是反复开关LED驱动器，当开关频率高于100Hz时，人眼就看不到LED的关断，仅仅看到由占空比决定的亮度。占空比越小则开关平均断开的时间长，故平均电流小，人眼会观察到LED变暗。因此控制模块只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，就能调节光源模块的电路平均电流，从而调节照度。色温是通过各光源的组成比例来调节的。

机械推杆机构主要由电机、电动推杆和控制装置等机构组成的一种直线执行机构，将电机的旋转运动转变为电动推杆的直线运动，可以使电动推杆在一定范围行程内作往复运动。在实际使用中，将光源模块置于电动推杆的末端，电动推杆在竖直方向上的往复运动即光源模块在灯筒内高度的变化。图5为本发明实施例所提供的光源模块的位置与光束角的关系示意图，参见图5，光源模块在灯筒内的高度越高，光束角越小。

该多参数智能动态照明调节系统设定自动控制模式和手动调节模式两种运行模式。在自动控制模式下，多参数智能动态照明调节系统根据光传感器根据各区域人眼高度处垂直方向上光照条件的实际监测情况进行自动调节，调节后的照明设备的光束角、色温和照度符合预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件。照明参数预设阈值为默认的初始预设值，基于提升室内人员工作效率及非视觉健康而设立，照明参数预设阈值包括预设光束角、预设色温值和预设照度值，预设光束角保持最大，预设色温值和预设照度值随着一天内的时刻变化而改变。自动控制模式下，在多参数智能动态照明调节系统的设定中，照明参数与时间存在对应关系，即在不同的时间点上可以设定不同的照明参数预设阈值，在照明设备的工作时段内预设色温值和预设照度值可以分为唤醒模式、警觉模式和舒缓模式三种模式，如表1所示。

表1

	唤醒模式	警觉模式	舒缓模式
				时间	8:00-12:00	12:00-17:00	17:00-19:00
色温	5000K	3500K	3000K
				照度	250lx	270lx	190lx

在手动调节模式下，控制人员则可以通过人员控制器，对照明设备的光束角、照度、色温及光谱特性进行调节，并对照明参数预设阈值进行修改，从而根据实际使用需求营造出更多照明场景。

图6为本发明实施例所提供的自动控制模式下多参数智能动态照明调节系统的运行流程图。参见图6，在自动控制模式下，人员开启照明设备后，中央处理器判断当前时刻是否在8：00-19：00这一预设运行时段内。若不在这一预设运行时段内，则使照明设备的照明状态保持为前一次照明设备关闭前的运行设定，并判断人员是否关闭照明设备，若照明设备关闭，则调节结束；若照明设备未关闭，则返回“判断当前时刻是否在8：00-19：00这一预设运行时段内”。若处于预设运行时段内，则首先判断各照明设备的光束角是否处于当前时刻对应的预设运行时段对应的预设光束角，若否，则对各照明设备的光束角进行调节，将光束角调节至预设运行时段对应的预设光束角；若是，则根据各照明控制区域光感受器采集到的监测信息，分别对各照明控制区域照明设备进行照度和色温的分区调节。分别判断各个照明控制区域内光感受器采集到的色温是否在预设色温值的±100K范围内，若在这一范围内，则不进行色温调节；否则对色温不在预设色温值±100K范围内的照明控制区域内的照明设备的色温进行调节，调节值为[ΔT/50]×50K，其中ΔT表示色温差值，ΔT＝T_设定-T_实际，T_设定为色温的系统设定值(即预设色温值)，T_实际为光传感器采集到的色温实际值。调节色温后进行验证，若调节后的色温仍不能满足要求(即调节后的色温不在预设色温值±100K范围内)，则重复色温调节过程。色温调节完成后，随后对各照明控制区域的照度情况进行判断，分别判断各照明控制区域的光感受器采集到的照度是否在预设照度值的±20lux范围内，若满足要求(即采集的照度在预设照度值±20lux范围内)，则不进行照度调节；否则，调节不满足要求的照明控制区域内的照明设备的照度百分比，调节值为[ΔE/10]×10/Emax，其中，ΔE表示照度差值，ΔE＝E_设定-E_实际，E_设定为照度的系统设定值(即预设照度值)，E_实际为光感受器采集到的照度实际值，Emax为无自然光条件下照明设备最大功率时该照明控制区域光感受器监测到的照度值。照度调节完成后，判断人员是否关闭照明设备，若照明设备关闭，则调节结束；若照明设备未关闭，则返回“判断当前时刻是否在8：00-19：00这一预设运行时段内”。调节过程中，若人员未关闭照明设备，则保持这一调节过程，否则照明设备关闭，调节过程结束。

图7为本发明实施例所提供的手动调节模式下多参数智能动态照明调节系统的运行流程图。在手动调节模式下，控制人员可以对选定的照明设备进行光束角、色温、照度以及光谱特性的调节，并且可以对照明参数预设阈值进行修改。其中光谱特性的调节通过控制人员对光源各颜色通道的占空比的自主调控实现，即控制人员选择光源各颜色通道的组成比例，然后控制模块算出占空比。

参见图7，具体手动调节模式流程为：控制人员首先选择需要调控的照明设备，并对其开关状态(开on/关off)进行调节，若照明设备关闭，则调控结束。

照明设备开启的状态下，控制人员选择对光谱特性的调节方式，控制人员可通过色温高低的无级调节对光谱特性进行调节，也可以选择通过对多通道光源的各个通道分别进行PWM占空比个性化调节，实现对光谱特性的个性化调控。若照明设备开启，则控制人员首先选择是否进行色温调节，若是，则通过色温高低的无级调节实现对光谱特性的调节；否则，通过对多通道光源的各个通道分别进行PWM占空比个性化调节，实现对光谱特性的个性化调控。中央处理器将多通道光源的各个通道的PWM占空比个性化调节需求转化为目标参数，通过已知的基光谱参数和目标参数可计算出占空比参数，从而进行PWM占空比个性化调节；目标参数等于基光谱参数乘以占空比参数。

光谱特性调节完成后，控制人员随后进行光束角大小的无级调节，和照度高低的无级调节，并且可以选择是否根据当前状态对自动控制模式下的照明参数预设阈值进行修改，若需要进行修改，则中央处理器将从光传感器处读取当前的照度及色温信息，控制人员选择应用时段后，在多参数智能动态照明调节系统的人员控制器设置内，对所选应用时段的预设照度值、预设色温值和预设光束角进行修改，将所选应用时段的预设照度值、预设色温值和预设光束角修改为当前状态的照度、色温和光束角；否则调控结束。选择是否根据当前状态对照明参数预设阈值进行修改这一步的调节是为了使控制人员能自主修改多参数智能动态照明调节系统自动控制模式下的运行状态，即对初始预设值进行调整。读取当前的照度信息和色温信息是为了获取当前的照明环境状态，若当前的照明环境状态为控制人员希望多参数智能动态照明调节系统在这一应用时段内实现的照明情景，则选择当前的照明环境状态对应的应用时段，修改该应用时段的照明参数。选择应用时段是因为控制人员在对照明参数预设阈值设置进行修改时，需要选择当前照明情景运用的时间段，比如将多参数智能动态照明调节系统中14：00-16：00的预设照度值和预设色温值修改为当前的照度值和色温值。手动调节模式下，照明设备会始终保持控制人员手动调节下的运行状态。在手动调节模式中对系统设置(即照明参数预设阈值)进行的修改会在运行模式被切换至自动控制模式后生效。

手动调节模式不仅可以使控制人员对自动控制模式下的室内光照控制设定情况进行修改，还可以营造出光束角、光谱特征变化及彩色照明等多种个性化照明场景，使控制人员对于多参数智能动态照明调节系统具有更强的自主调节性。

本发明提出了一种多参数智能动态照明调节系统，能够解决室内动态非视觉光环境营造问题，并提升室内人员的工作效率及生理、心理状态。此外，本发明还能实现照度、色温、光谱特性和光束角等多项照明参数的调节功能，能个性化营造多种照明场景。在照明设备的控制调节中，通过引入机械推杆机构，实现了智能照明系统对光束角的调节；提出了一种光感受器安装方式，可以实现对不同区域人眼光照暴露情况的监测；在手动调节模式下，借助光源多通道的个性化调控方式，控制人员可调节光源的光谱特性，并营造白光照明色温变化及彩色照明等多种场景。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种照明调节系统，其特征在于，包括：光感受器、人员控制器、中央处理器和照明设备；

所述光感受器、所述人员控制器和所述照明设备均与所述中央处理器无线连接；

所述光感受器布设于室内预设的监测点，所述光感受器用于接收所述监测点处的监测信息，并传输至所述中央处理器；所述监测信息包括照度信息及色温信息；

所述人员控制器用于获取控制人员的光环境营造选择，并传输至所述中央处理器；

所述中央处理器用于接收所述光感受器的监测信息和所述人员控制器的光环境营造选择后，根据所述监测信息和所述光环境营造选择实时调控所述照明设备的光束角、色温和照度；

所述照明设备布设于室内预设的照明点，所述照明设备用于根据所述中央处理器的调控指令进行照明；

所述照明设备具体包括：位于灯筒内的控制模块、WiFi模块、光源模块和驱动模块；

所述控制模块通过所述WiFi模块与所述中央处理器进行通信；

所述光源模块安装于所述驱动模块的驱动端，所述控制模块分别与所述光源模块的控制端和所述驱动模块的控制端连接；

所述光源模块用于进行照明；

所述控制模块用于接收所述中央处理器的调控指令，并根据所述调控指令控制所述驱动模块调整所述光源模块的光束角，以及利用波宽控制调光方法调整所述光源模块的色温和照度；所述控制模块通过波宽控制调光方法，对光源的各颜色通道进行占空比调节；

所述驱动模块采用机械推杆机构；所述机械推杆机构用于调节所述光源模块在灯筒内的高度；

所述机械推杆机构包括：电机、电动推杆和控制装置；

所述电机的驱动端与所述电动推杆的一端连接；所述电机用于带动所述电动推杆做往复运动；

所述光源模块安装于所述电动推杆的另一端；

所述控制装置分别与所述控制模块和所述电机连接；所述控制装置用于根据所述控制模块调整光束角的指令控制所述电机带动所述电动推杆做往复运动。

2.根据权利要求1所述的照明调节系统，其特征在于，所述光感受器的安装高度为坐姿状态下的人眼高度；所述光感受器的监测探头垂直于地面，所述光感受器的监测探头用于监测垂直方向上所述照明设备的光照情况。

3.根据权利要求1所述的照明调节系统，其特征在于，所述中央处理器，具体包括：

当前时刻获取模块，用于获取当前时刻；

第一判断模块，用于判断所述当前时刻是否处于照明设备的预设运行时段内，得到第一判断结果；

照明状态调整模块，用于当所述第一判断结果为否时，将所述照明设备的照明状态调整为所述照明设备前一次关闭前的运行设定；

信息获取模块，用于当所述第一判断结果为是时，获取所述当前时刻所述照明设备的光束角和光感受器采集的监测信息；

照明参数调节模块，用于根据所述光束角和所述监测信息对所述照明设备的照明参数进行调节，使所述照明参数符合所述预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件；所述照明参数包括光束角、色温和照度。

4.根据权利要求3所述的照明调节系统，其特征在于，所述照明参数调节模块，具体包括：

第二判断单元，用于判断所述光束角是否等于所述预设运行时段对应的预设光束角，得到第二判断结果；

光束角调节单元，用于当所述第二判断结果为否时，将所述照明设备的光束角调节为所述预设运行时段对应的预设光束角；

第三判断单元，用于当所述第二判断结果为是时，根据所述监测信息判断所述照明设备的色温是否处于所述预设运行时段对应的预设色温阈值范围内，得到第三判断结果；

色温调节单元，用于当所述第三判断结果为否时，利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，使所述色温处于所述预设色温阈值范围内；

第四判断单元，用于当所述第三判断结果为是时，根据所述监测信息判断所述照明设备的照度是否处于所述预设运行时段对应的预设照度阈值范围内，得到第四判断结果；

照度调节单元，用于当所述第四判断结果为否时，利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，使所述照度处于所述预设照度阈值范围内。

5.一种照明调节方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任意一项所述的照明调节系统，所述照明调节方法包括：

获取当前时刻；

判断所述当前时刻是否处于照明设备的预设运行时段内，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为否，则将所述照明设备的照明状态调整为所述照明设备前一次关闭前的运行设定；

若所述第一判断结果为是，则获取所述当前时刻所述照明设备的光束角和光感受器采集的监测信息；

根据所述光束角和所述监测信息对所述照明设备的照明参数进行调节，使所述照明参数符合所述预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件；所述照明参数包括光束角、色温和照度。

6.根据权利要求5所述的照明调节方法，其特征在于，所述根据所述光束角和所述监测信息对所述照明设备的照明参数进行调节，使所述照明参数符合所述预设运行时段对应的照明参数预设阈值条件，具体包括：

判断所述光束角是否等于所述预设运行时段对应的预设光束角，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果为否，则将所述照明设备的光束角调节为所述预设运行时段对应的预设光束角；

若所述第二判断结果为是，则根据所述监测信息判断所述照明设备的色温是否处于所述预设运行时段对应的预设色温阈值范围内，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果为否，则利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，使所述色温处于所述预设色温阈值范围内；

若所述第三判断结果为是，则根据所述监测信息判断所述照明设备的照度是否处于所述预设运行时段对应的预设照度阈值范围内，得到第四判断结果；

若所述第四判断结果为否，则利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，使所述照度处于所述预设照度阈值范围内。

7.根据权利要求6所述的照明调节方法，其特征在于，所述利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，使所述色温处于所述预设色温阈值范围内，具体包括：

利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，调节色温的调节值为[ΔT/50]×50K；其中，ΔT表示色温差值，ΔT＝T_设定-T_实际；T_设定表示所述预设运行时段对应的预设色温值；T_实际表示所述光感受 器采集的色温实际值；K表示色温的单位；

判断调节后的色温是否处于所述预设色温阈值范围内，得到第五判断结果；所述预设色温阈值范围为所述预设运行时段对应的预设色温值-100K至所述预设色温值+100K；

若所述第五判断结果为否，则返回“利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的色温，调节色温的调节值为[ΔT/50]×50K”。

8.根据权利要求6所述的照明调节方法，其特征在于，所述利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，使所述照度处于所述预设照度阈值范围内，具体包括：

利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，调节照度的调节值为[ΔE/10]×10/Emax；其中，ΔE表示照度差值，ΔE＝E_设定-E_实际；E_设定表示所述预设运行时段对应的预设照度值；E_实际表示所述光感受 器采集的照度实际值；Emax表示无自然光条件下照明设备最大功率时所述光感受器监测的照度值；

判断调节后的照度是否处于所述预设照度阈值范围内，得到第六判断结果；所述预设照度阈值范围为所述预设运行时段对应的预设照度值-20lux至所述预设照度值+20lux；lux表示照度的单位；

若所述第六判断结果为否，则返回“利用波宽控制调光方法调节所述照明设备的照度，调节照度的调节值为[ΔE/10]×10/Emax”。

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