CN112291906A - 一种生物节律照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物节律照明系统,包括:控制模块、第一照明灯和第二照明灯,所述控制模块用于执行上课控制模式和休息控制模式,所述上课控制模式包括:开启第一照明灯,关闭第二照明灯;所述休息控制模式包括:关闭第一照明灯,开启第二照明灯;所述第一照明灯的CS值≥0.35,所述第二照明灯的CS值<0.1。通过选择适合的第一照明灯和第二照明灯,通过控制模块针对场景进行第一照明灯和第二照明灯的控制,为整个教室提供包括上课场景和休息场景的照明方案。本发明主要用于教室照明中。
Description
技术领域
本发明涉及照明灯具技术领域,特别涉及一种生物节律照明系统。
背景技术
学校是学习的场所,对于教室的照明系统中,采光达标已经是教室照明的最低要求,更进一步要考虑到的是视力保护、节能环保和用户感受等指标。现有的照明系统针对教室照明,已经出现很多自动控制的方案。在这些已有的教室照明方案中,有的关注夜间人工光源照明时课桌的照度分布,也有关注对视力保护的。但是,对于生物节律的关注则不多。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物节律照明系统,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是:一种生物节律照明系统,包括:控制模块、第一照明灯和第二照明灯,所述控制模块用于执行上课控制模式和休息控制模式,所述上课控制模式包括:开启第一照明灯,关闭第二照明灯;所述休息控制模式包括:关闭第一照明灯,开启第二照明灯;所述第一照明灯的CS值≥0.35,所述第二照明灯的CS值<0.1。
进一步,所述控制模块包括执行模块,所述执行模块确认执行上课控制模式或者休息控制模式。
进一步,所述控制模块还包括人机交互装置,所述人机交互装置包括:登陆界面和模式选择界面,所述登陆界面用于确认匹配登陆者的身份信息,显示模式选择界面,模式选择界面确认用户的选择信息,根据所述选择信息向执行模块输出第一指令或者第二指令,所述执行模块确认第一指令后执行上课控制模式,所述执行模块确认第二指令后执行休息控制模式。
进一步,所述人机交互装置为手机APP。
进一步,所述第一照明灯的光源1.7米处照度为500lx。
进一步,所述第二照明灯的光源1.7米处照度为30lx。
进一步,所述第一照明灯的相对光谱功率分布依次穿过十二个特征点,分别为第一特征点的横坐标为408nm,纵坐标为0.017,第二特征点的横坐标为417nm,纵坐标为0.230,第三特征点的横坐标为430nm,纵坐标为0.453,第四特征点的横坐标为438nm,纵坐标为0.421,第五特征点的横坐标为475nm,纵坐标为0.458,第六特征点的横坐标为524nm,纵坐标为0.493,第七特征点的横坐标为549nm,纵坐标为0.436,第八特征点的横坐标为570nm,纵坐标为0.406,第九特征点的横坐标为595nm,纵坐标为0.442,第十特征点的横坐标为619nm,纵坐标为0.484,第十一特征点的横坐标为684nm,纵坐标为0.235,第十二特征点的横坐标为779nm,纵坐标为0.016,纵坐标为相对强度,其以66.113mW/nm为比例基准。
进一步,所述第二照明灯的相对光谱功率分布依次穿过九个特征点,分别为第一特征点的横坐标为425nm,纵坐标为0.012,第二特征点的横坐标为441nm,纵坐标为0.062,第三特征点的横坐标为455nm,纵坐标为0.176,第四特征点的横坐标为465nm,纵坐标为0.112,第五特征点的横坐标为480nm,纵坐标为0.084,第六特征点的横坐标为539nm,纵坐标为0.184,第七特征点的横坐标为601nm,纵坐标为0.359,第八特征点的横坐标为680nm,纵坐标为0.096,第九特征点的横坐标为779nm,纵坐标为0.005,纵坐标为相对强度,其以66.113mW/nm为比例基准。
本发明的有益效果是:提供一种生物节律照明系统,包括:控制模块、第一照明灯和第二照明灯,所述控制模块用于执行上课控制模式和休息控制模式,所述上课控制模式包括:开启第一照明灯,关闭第二照明灯;所述休息控制模式包括:关闭第一照明灯,开启第二照明灯;所述第一照明灯的CS值≥0.35,所述第二照明灯的CS值<0.1。通过选择适合的第一照明灯和第二照明灯,通过控制模块针对场景进行第一照明灯和第二照明灯的控制,为整个教室提供包括上课场景和休息场景的照明方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是生物节律照明系统的系统框图;
图2是第一照明灯发出的光的相对光谱功率分布;
图3是第二照明灯发出的光的相对光谱功率分布。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。另外,文中所提到的所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1,参考图1,一种生物节律照明系统,包括:控制模块、第一照明灯和第二照明灯,所述控制模块用于执行上课控制模式和休息控制模式,所述上课控制模式包括:开启第一照明灯,关闭第二照明灯;所述休息控制模式包括:关闭第一照明灯,开启第二照明灯;所述第一照明灯的CS值≥0.35,所述第二照明灯的CS值<0.1。
所谓生物节律包括:昼夜节律作用因子(CAF)acv,生理节律光照度CLa(circadianlight)以及生理节律刺激值CS(circadian stimulus)。近年来,有关褪黑激素的光谱敏感性的研究越来越多,2002年Gall通过总结Brainard和Thapan对窄带光源对于褪黑激素的敏感性的测量,提出了昼夜节律光谱敏感度函数C(λ),并提出了昼夜节律作用因子(CAF)acv的概念来表示昼夜节律和视觉刺激的比率,如下所示:
其中,C(λ)为昼夜节律光谱敏感度(Gall模型),P(λ)为相对光谱功率分布,V(λ)为视觉对光照敏感度的曲线。
研究发现,通过整合昼夜节律因子及光源照度,提出了昼夜节律光照度CLa(circadian light)以及生理节律刺激值CS(circadian stimulus),其计算公式如下:
CLa=(2.3748acv-0.67)Evcor,
其中,Evcor为人体收到的光源照度;
当CS值≥0.35时,人体对于褪黑激素分泌的抑制处于高水平,精神充沛,精力旺盛。
当CS值介于0.1到0.35之间时,人体对于褪黑激素分泌的抑制处于中等水平。
当CS值低于0.1时。人体对于褪黑激素分泌的抑制处于极低水平,基本进入休息模式精神放松。能快速进入睡眠状态。
为此,通过设置控制模块、第一照明灯和第二照明灯,通过选择特殊CS值的光源作为第一照明灯,选择特殊CS值的光源作为第二照明灯。通过控制模块控制第一照明灯和第二照明灯的开启或者关闭,使得整个生物节律照明系统可以应用在课室中。当需要课室营造出上课的氛围时,则将整个生物节律照明系统进入到上课控制模式。当需要课室营造出休息的氛围时,则将整个生物节律照明系统进入到休息控制模式。其中,控制模块可以通过现有技术进行搭建。对于第一照明灯和第二照明灯的控制,可以通过电控开关来实现。
本生物节律照明系统,通过选择适合的第一照明灯和第二照明灯,通过控制模块针对场景进行第一照明灯和第二照明灯的控制,为整个教室提供包括上课场景和休息场景的照明方案。
在一些实施例中,所述控制模块包括执行模块,所述执行模块指的是进行执行的模块。所述执行模块可以是自动化执行,也可以是手动化的执行。当执行模块是自动化的执行的时候,其可以接收到外部的指令信息,并根据指令信息来执行上课控制模式或者休息控制模式。其中,指令信息的传输方式可以是无线传输方式或者有线传输方式,无线传输方式包括但不限于:基于蓝牙通讯的传输方式、基于WIFI通讯的传输方式、基于433通讯的传输协议、基于3G、4G或者5G的传输方式。所述有线传输方式包括但不限于:基于485总线的传输方式,基于CAN总线的传输方式、基于网线的传输方式、基于IIC总线的传输方式、基于串口总线的传输方式。
还有一种是手动化的执行,即执行模块通过机械操作以执行上课控制模式或者休息控制模式。比如说执行模块可以由两个不同的开关进行操作,通过两个不同的开关的开启或者闭合的组合,从而形成执行上课控制模式或者休息控制模式。在一些具体的实施例中,执行模块为两个开关,分别为第一开关和第二开关,第一开关用于控制第一照明灯,第二开关用于控制第二照明灯。在这种情况下,当执行模块需要执行上课控制模式时,则通过第一开关闭合点亮第一照明灯;第二开关断开,熄灭第二照明灯。当执行模块需要执行休息控制模式时,则通过第一开关断开熄灭第一照明灯;第二开关闭合,点亮第二照明灯。
当执行模块为自动化执行时,则是通过接口接收指令,并根据指令来执行上课控制模式或者休息控制模式。其中,指令的形式可以是静态的电平信号,比如说高电平或者低电平。也可以是动态的电平信号,比如说是一定频率的脉冲信号。
本公开在一些优选的实施例中,提供一种控制模块的实现方案,所述控制模块包括人机交互装置和执行模块,所述人机交互装置包括:登陆界面和模式选择界面,所述登陆界面用于确认匹配登陆者的身份信息,显示模式选择界面,模式选择界面确认用户的选择信息,根据所述选择信息向执行模块输出第一指令或者第二指令,所述执行模块确认第一指令后执行上课控制模式,所述执行模块确认第二指令后执行休息控制模式。其中,所述人机交互装置为手机APP。
当用户需要针对场景进行控制时,则可以通过打开手机APP,并进入到登录界面,用户输入事先已经注册好的用户身份ID。登录界面根据用户输入的信息进行匹配,当用户输入的信息与事先注册的信息相匹配,则说明用户登录成功。之后便进入到模式选择界面中,模式选择界面中弹出反应出上课控制模式和休息控制模式的交互按钮,用户选择交互按钮并告知控制模块用户需要进入的模式。比如说:当需要对教室进行上课场景的照明,则用户可以选择反映出上课控制模式的交互按钮,当所述交互按钮被触发,则开启第一照明灯,关闭第二照明灯,进入到上课控制模式。当需要对教室进行休息场景的照明,则用户可以选择反映出休息控制模式的交互按钮,当所述交互按钮被触发,则开启第二照明灯,关闭第一照明灯,进入到休息控制模式。
对于第一照明灯和第二照明灯的亮度选择,通过测试得到,当需要CS值大于等于0.35,则需要将第一照明灯的光源1.7米处照度设置为500lx。当需要CS值小于0.1,则需要将第二照明灯的光源1.7米处照度设置为30lx。从而实现对不同的应用场景进行不同的照明方案。
对于第一照明灯,如图2所示,第一照明灯的相对光谱功率分布,所述相对光谱功率分布的横坐标为波长,单位nm,所述相对光谱功率分布的纵坐标为相对强度,所述相对强度反应出第一照明灯在特定波长中的相对光谱功率情况,其中,所述相对强度是以66.113mW/nm为比例基准,即当相对强度为1时,则特定波长的光谱功率为66.113mW/nm。其中,所述第一照明灯的相对光谱功率分布依次穿过十二个特征点,分别为第一特征点的横坐标为408nm,纵坐标为0.017,第二特征点的横坐标为417nm,纵坐标为0.230,第三特征点的横坐标为430nm,纵坐标为0.453,第四特征点的横坐标为438nm,纵坐标为0.421,第五特征点的横坐标为475nm,纵坐标为0.458,第六特征点的横坐标为524nm,纵坐标为0.493,第七特征点的横坐标为549nm,纵坐标为0.436,第八特征点的横坐标为570nm,纵坐标为0.406,第九特征点的横坐标为595nm,纵坐标为0.442,第十特征点的横坐标为619nm,纵坐标为0.484,第十一特征点的横坐标为684nm,纵坐标为0.235,第十二特征点的横坐标为779nm,纵坐标为0.016。在本实施例中,第一照明灯的CS值为0.36。
为了使得第一照明灯得到上述的相对光谱功率分布,可以通过多种特定波长的灯珠混光而成,也可以通过定制符合所述相对光谱功率分布的灯珠来实现。其中,通过定制符合所述相对光谱功率分布的灯珠来实现最为推荐。对于所述灯珠,所述灯珠是以:由发射主峰在380nm-430nm的紫光芯片激发荧光粉发光,所述荧光粉按质量份计,由64.5%的RbNa3(Li3SiO4)4:Eu2+、13.1%的BaSiON2:Eu2+、9.5%的La3Si6N11:Ce3+以及12.9%的CaAlSiN3:Eu2+混合而成。
对于第二照明灯,如图3所示,第二照明灯的相对光谱功率分布,所述相对光谱功率分布的横坐标为波长,单位nm,所述相对光谱功率分布的纵坐标为相对强度,所述相对强度反应出第二照明灯在特定波长中的相对光谱功率情况,其中,所述相对强度是以66.113mW/nm为比例基准,即当相对强度为1时,则特定波长的光谱功率为66.113mW/nm。所述第二照明灯的相对光谱功率分布依次穿过九个特征点,分别为第一特征点的横坐标为425nm,纵坐标为0.012,第二特征点的横坐标为441nm,纵坐标为0.062,第三特征点的横坐标为455nm,纵坐标为0.176,第四特征点的横坐标为465nm,纵坐标为0.112,第五特征点的横坐标为480nm,纵坐标为0.084,第六特征点的横坐标为539nm,纵坐标为0.184,第七特征点的横坐标为601nm,纵坐标为0.359,第八特征点的横坐标为680nm,纵坐标为0.096,第九特征点的横坐标为779nm,纵坐标为0.005。在本实施例中,第二照明灯的CS值为0.05。
为了使得第二照明灯得到上述的相对光谱功率分布,可以通过多种特定波长的灯珠混光而成,也可以通过定制符合所述相对光谱功率分布的灯珠来实现。其中,通过定制符合所述相对光谱功率分布的灯珠来实现最为推荐。对于所述灯珠,所述灯珠是以:由发射主峰在380nm-430nm的紫光芯片激发荧光粉发光,所述荧光粉按质量份计,由45.3%的Ba5(PO4)3Cl:Eu2+、26.6%的BaSiON2:Eu2+、17.0%的La3Si6N11:Ce3+以及11.1%的Ca2Si5N8:Eu2+混合而成。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种生物节律照明系统,其特征在于,包括:控制模块、第一照明灯和第二照明灯,所述控制模块用于执行上课控制模式和休息控制模式,所述上课控制模式包括:开启第一照明灯,关闭第二照明灯;所述休息控制模式包括:关闭第一照明灯,开启第二照明灯;所述第一照明灯的CS值≥0.35,所述第二照明灯的CS值<0.1。
2.根据权利要求1所述的一种生物节律照明系统,其特征在于:所述控制模块包括执行模块,所述执行模块确认执行上课控制模式或者休息控制模式。
3.根据权利要求2所述的一种生物节律照明系统,其特征在于:所述控制模块还包括人机交互装置,所述人机交互装置包括:登陆界面和模式选择界面,所述登陆界面用于确认匹配登陆者的身份信息,显示模式选择界面,模式选择界面确认用户的选择信息,根据所述选择信息向执行模块输出第一指令或者第二指令,所述执行模块确认第一指令后执行上课控制模式,所述执行模块确认第二指令后执行休息控制模式。
4.根据权利要求3所述的一种生物节律照明系统,其特征在于:所述人机交互装置为手机APP。
5.根据权利要求1所述的一种生物节律照明系统,其特征在于:所述第一照明灯的光源1.7米处照度为500lx。
6.根据权利要求1所述的一种生物节律照明系统,其特征在于:所述第二照明灯的光源1.7米处照度为30lx。
7.根据权利要求1所述的一种生物节律照明系统,其特征在于:所述第一照明灯的相对光谱功率分布依次穿过十二个特征点,分别为第一特征点的横坐标为408nm,纵坐标为0.017,第二特征点的横坐标为417nm,纵坐标为0.230,第三特征点的横坐标为430nm,纵坐标为0.453,第四特征点的横坐标为438nm,纵坐标为0.421,第五特征点的横坐标为475nm,纵坐标为0.458,第六特征点的横坐标为524nm,纵坐标为0.493,第七特征点的横坐标为549nm,纵坐标为0.436,第八特征点的横坐标为570nm,纵坐标为0.406,第九特征点的横坐标为595nm,纵坐标为0.442,第十特征点的横坐标为619nm,纵坐标为0.484,第十一特征点的横坐标为684nm,纵坐标为0.235,第十二特征点的横坐标为779nm,纵坐标为0.016,纵坐标为相对强度,其以66.113mW/nm为比例基准。
8.根据权利要求1所述的一种生物节律照明系统,其特征在于:所述第二照明灯的相对光谱功率分布依次穿过九个特征点,分别为第一特征点的横坐标为425nm,纵坐标为0.012,第二特征点的横坐标为441nm,纵坐标为0.062,第三特征点的横坐标为455nm,纵坐标为0.176,第四特征点的横坐标为465nm,纵坐标为0.112,第五特征点的横坐标为480nm,纵坐标为0.084,第六特征点的横坐标为539nm,纵坐标为0.184,第七特征点的横坐标为601nm,纵坐标为0.359,第八特征点的横坐标为680nm,纵坐标为0.096,第九特征点的横坐标为779nm,纵坐标为0.005,纵坐标为相对强度,其以66.113mW/nm为比例基准。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210129 |