CN113670436A - 一种高精度的光照强度测量方法及装置 - Google Patents

一种高精度的光照强度测量方法及装置 Download PDF

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李征
赵一帆
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Abstract

本发明公开了一种高精度的光照强度测量方法及装置，由于光线是矢量，光传感器所得到的光强不仅与光源的本身的发光强度有关，也与光线和传感器的角度有关，所以本发明的方法包括：测量六个互相垂直平面上的光照强度；根据每个测量平面上的光照强度确定总光照强度。本发明通过对六个相互垂直的测量平面上光照强度的测量，可以精确的计算出总的光照强度，且计算结果不受光照角度、光源移动如太阳位置的影响，能够为人们提供准确、可靠的总光强度，并可为室外活动提供有用的建议。

Description

一种高精度的光照强度测量方法及装置
技术领域
本发明涉及测量设备技术领域，特别涉及一种高精度的光照强度测量方法及装置。
背景技术
光照是各种动植物生存的必备条件，适宜的光照能够使植物健康生长，也能让各种动物获得必要的能量来源。但是光照如果超过一定的限度，那么无论是植物还是动物，都将会受到不利影响。
光照，尤其是太阳光，是很多频率的光组合起来的混合光，从红外线、可见光到紫外线，每种光对人体的影响都不一样。以紫外线为例，少量的紫外线照射对人体健康是有益的，但是超过一定强度后，紫外线就会给人体带来多种不利影响，例如晒黑、晒伤、甚至诱发癌症等。因此需要对光照强度进行测量，为人们给出适当的防护建议。
然而，太阳相对于地面的角度是在不断变化的，因此光照强度无法被准确的测量到。
发明内容
本发明实施例提供了一种高精度的光照强度测量方法及装置，用以解决现有技术中的太阳光照强度无法被准确测量问题。
一方面，本发明实施例提供了一种高精度的光照强度测量方法，包括：
测量六个相互垂直的测量平面上的光照强度；
根据每个测量平面上的光照强度确定总光照强度。
在一种可能的实现方式中，还可以包括：根据总光照强度确定相应的提醒信息。
另一方面，本发明实施例还提供了一种高精度的光照强度测量装置，包括：测量体、光照强度测量单元和处理单元；
测量体上具有六个相互垂直的测量平面，每个测量平面上均至少设置有一个光照强度测量单元；
光照强度测量单元用于测量对应测量平面上的光照强度；
处理单元用于根据每个测量平面上的光照强度确定总光照强度。
在一种可能的实现方式中，测量体可以为空心结构，处理单元可以设置在测量体内部。
在一种可能的实现方式中，测量体的外侧面上可以设置有显示单元，显示单元可以用于显示处理单元确定的总光照强度。
在一种可能的实现方式中，测量体可以为正多面体，正多面体的每个外侧面均可以为测量平面，每个测量平面上均可以设置有一个光照强度测量单元。
本发明中的一种高精度的光照强度测量方法及装置，具有以下优点：
通过对六个相互垂直的测量平面上光照强度的测量，可以精确的计算出总的光照强度，且计算结果不受光照角度、太阳位置的影响，能够为人们出行提供准确、可靠的建议。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例提供的一种高精度的光照强度测量方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的总光照强度的计算示意图；
图3为本发明实施例提供的一种高精度的光照强度测量装置的结构示意图。
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。
图1为本发明实施例提供的一种高精度的光照强度测量方法的流程图。本发明实施例提供了一种高精度的光照强度测量方法，其特征在于，包括：
S100、测量六个相互垂直的测量平面上的光照强度；
S110、根据每个测量平面上的光照强度确定总光照强度。
示例性地，如图2所示，假设有三个测量平面，三个测量平面之间两两相互垂直，测量得到的三个测量平面上的光照分别为
Figure BDA0003273564750000031
Figure BDA0003273564750000032
和
Figure BDA0003273564750000033
假设总光照为
Figure BDA0003273564750000034
而总光照
Figure BDA0003273564750000035
和光照
Figure BDA0003273564750000036
之间的夹角为α，总光照
Figure BDA0003273564750000037
在X-Y平面上的投影为
Figure BDA0003273564750000038
该投影
Figure BDA0003273564750000039
与光照
Figure BDA00032735647500000310
之间的夹角为β，则总光照
Figure BDA00032735647500000311
的强度计算过程如下：
根据勾股定理，可得：
Figure BDA00032735647500000312
Figure BDA00032735647500000313
Figure BDA00032735647500000314
其中，
Figure BDA00032735647500000315
Figure BDA00032735647500000316
和
Figure BDA00032735647500000317
分别表示光照
Figure BDA00032735647500000318
总光照
Figure BDA00032735647500000319
的强度以及投影
Figure BDA00032735647500000320
的大小。
在X-Y平面上，同理可得：
Figure BDA0003273564750000041
Figure BDA0003273564750000042
Figure BDA0003273564750000043
其中，
Figure BDA0003273564750000044
和
Figure BDA0003273564750000045
分别表示光照
Figure BDA0003273564750000046
和
Figure BDA0003273564750000047
的强度。
将式(2)带入式(1)可得：
Figure BDA0003273564750000048
根据式(3)即可得到总光照强度。
在上述实施例中，三个测量平面之间均为两两垂直，因此可以得到上述计算结果。在其他的实施例中，各个测量平面之间的夹角还可以为其他角度，因此上述计算结果也需要做相应调整。
在一种可能的实施例中，方法还可以包括：根据总光照强度确定相应的提醒信息。
示例性地，在得到总光照强度后，还可以根据总光照强度给人们提供相应的防护建议。例如，预先设定了光照强度的判断标准，当确定的总光照强度属于较低强度时，给出的防护建议，或称提醒信息，可以是“当前光照强度较低，可放心出行”。当确定的总光照强度属于较高强度时，给出的防护建议可以是“当前光照强度较高，请谨慎出行，并注意防晒”。当确定的总光照强度属于很高的强度时，给出的防护建议可以是“当前光照强度很高，请尽量避免出行”。
本发明还提供了一种高精度的光照强度测量装置，如图3所示，该装置包括：测量体100、光照强度测量单元200和处理单元300；
测量体100上具有六个相互垂直的测量平面，每个测量平面上均至少设置有一个光照强度测量单元200；
光照强度测量单元200用于测量对应测量平面上的光照强度；
处理单元300用于根据每个测量平面上的光照强度确定总光照强度。
示例性地，测量体100可以是专门用于测量光照强度的装置，上述光照强度测量单元200和处理单元300均可以设置在该测量体100上。优选地，测量体100的每个外侧面均为平面，且每个平面均作为一个测量平面，每个测量平面上均可以设置一个光照强度测量单元200。
在本发明的实施例中，上述测量体100可以设置在一个固定的位置，或者由测量人员随身携带。但是无论采用哪种方式，都需要注意在测量时避免树木、建筑物等遮挡光照，以免造成测量结果不准确。同时，光照强度测量单元200作为整个测量装置中的关键部分，需要确保各个光照强度测量单元200都能输出准确的数据，在本发明实施例中，每个测量平面上使用的光照强度测量单元200都是相同型号的光照传感器。而且，为了确保整个一种高精度的光照强度测量装置时刻都能输出准确的数据，需要对整个装置进行定期或不定期的校准。
在一种可能的实施例中，测量体100为空心结构，处理单元300设置在测量体100内部。
示例性地，除处理单元300之外，测量体100内部还可以设置电池，该电池为光照强度测量单元200和处理单元300提供电源。当整个一种高精度的光照强度测量装置采用随身携带的方式时，设置在测量体100内部的电池可以为干电池或者蓄电池，采用蓄电池的，则需要在测量体100的外侧面上设置充电口，以方便使用电源适配器对蓄电池充电。当整个一种高精度的光照强度测量装置采用固定设置的方式时，设置在测量体100内部的电池为蓄电池，其采用设置在该装置附近的太阳能电池板充电。
在一种可能的实施例中，测量体100的外侧面上设置有显示单元400，显示单元400用于显示处理单元300确定的总光照强度。
示例性地，上述显示单元400可以为LCD(LiquidCrystalDisplay,液晶显示器)或LED(LightEmittingDiode,发光二极管)显示器，其通过导线与处理单元300电连接，以在处理单元300的控制下显示总光照强度。除了显示总光照强度外，显示单元400还可以显示处理单元300根据总光照强度给出的防护建议。同时，还可以通过语音单元播报总光照强度以及对应的防护建议。
在一些实施例中，还可以采用无线通信的方式，由处理单元300将确定的总光照强度传输至其他设备，例如用户使用的手机等。如果采用这种方式，则用户的手机上需要安装专用的应用程序，其可以调用手机的无线通信功能和处理单元300进行无线通信，以接收处理单元300确定的总光照强度，然后由应用程序确定相应的防护建议，并通过声音或光的方式提醒用户。
在一种可能的实施例中，测量体100为正多面体，正多面体的每个外侧面均为测量平面，每个测量平面上均设置有一个光照强度测量单元200。
示例性地，测量体100可以为正四面体、六面体等规则的立体结构，也可以为各种不规则的立体结构，只要确保各个侧面均为平面，且设置的光照强度测量单元200能够输出准确的数据即可。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种高精度的光照强度测量方法，其特征在于，包括：
测量六个相互垂直的测量平面上的光照强度；
根据每个所述测量平面上的光照强度确定总光照强度。
2.根据权利要求1所述的一种高精度的光照强度测量方法，其特征在于，还包括：
根据所述总光照强度确定相应的提醒信息。
3.应用权利要求1-2任一项所述的一种高精度的光照强度测量方法的装置，其特征在于，包括：测量体(100)、光照强度测量单元(200)和处理单元(300)；
所述测量体(100)上具有六个相互垂直的测量平面，每个所述测量平面上均至少设置有一个所述光照强度测量单元(200)；
所述光照强度测量单元(200)用于测量对应所述测量平面上的光照强度；
所述处理单元(300)用于根据每个所述测量平面上的光照强度确定总光照强度。
4.根据权利要求3所述的一种高精度的光照强度测量装置，其特征在于，所述测量体(100)为空心结构，所述处理单元(300)设置在所述测量体(100)内部。
5.根据权利要求3所述的一种高精度的光照强度测量装置，其特征在于，所述测量体(100)的外侧面上设置有显示单元(400)，所述显示单元(400)用于显示所述处理单元(300)确定的总光照强度。
6.根据权利要求3所述的一种高精度的光照强度测量装置，其特征在于，所述测量体(100)为正多面体，所述正多面体的每个外侧面均为所述测量平面，每个所述测量平面上均设置有一个所述光照强度测量单元(200)。
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