CN114501715A - 一种用于半导体照明器件的调光控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于半导体照明器件的调光控制系统，涉及照明控制技术领域；包括红外传感器、数据分析模块以及调光控制模块；当半导体照明器件上电之后，红外传感器用于感应预设范围内是否有人以及对应的距离信息；当预设范围内有人，数据分析模块用于获取实时环境亮度信息和人员距离信息进行分析，得到半导体照明器件的调光值，进而确定半导体照明器件的切换模式，满足用户需求多样化；控制器用于将切换模式与当前光照模式相比较，若不一致，则生成切换指令并发送至调光控制模块；响应于接收到切换指令，切换分析模块用于获取半导体照明器件的模式切换信息并进行分析，根据切换系数判断是否执行切换指令，提高服务安全系数。

Description

一种用于半导体照明器件的调光控制系统

技术领域

本发明涉及照明控制技术领域，具体是一种用于半导体照明器件的调光控制系统。

背景技术

灯光照明是人们在工作和生活中不可或缺的一部分，传统的照明工具为白炽灯和荧光灯；随着LED(发光二极管)照明技术出现，其由于节能、寿命长、低热量及环保等优点逐渐替代白炽灯、荧光灯和氙气灯而越来越多的被用户使用；随着经济的发展和用户需求的多样化，单一亮度的照明已无法满足用户的需求；

在通用照明领域中，光源的调光性能已经成为衡量照明用具使用性能的重要指标之一，因此对光线的智能调控尤为重要；然而现有的调光控制系统功能单一、智能化程度低，同时若对照明用具频繁进行调光控制，容易对照明用具造成额外损耗，缩短其使用寿命；为此，我们提出一种用于半导体照明器件的调光控制系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于半导体照明器件的调光控制系统。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种用于半导体照明器件的调光控制系统，包括红外传感器、数据分析模块、模式监测模块以及调光控制模块；

当半导体照明器件上电之后，所述红外传感器用于感应预设范围内是否有人以及对应的距离信息；当预设范围内有人，所述红外传感器用于将感应到的距离信息传输至数据分析模块；

所述数据分析模块用于获取实时环境亮度信息和人员的距离信息并进行分析，得到半导体照明器件的调光值TG，并根据调光值TG确定半导体照明器件的切换模式；所述数据分析模块用于将切换模式传输至控制器，所述控制器接收到切换模式后将切换模式与当前光照模式相比较，若不一致，则生成切换指令并发送至调光控制模块；

响应于接收到切换指令，由调光控制模块向切换分析模块发送切换指令确认消息；响应于接收到切换指令确认消息，所述切换分析模块用于获取半导体照明器件的模式切换信息并进行分析，根据切换系数QH判断是否执行切换指令。

进一步地，所述数据分析模块的具体分析步骤为：

对实时环境亮度信息进行分析，得到环境亮度迁移值H1；

统计预设范围内的人数为R1；将每个人的距离信息标记为Dm，统计Dm大于距离阈值的次数为C1；当Dm大于距离阈值时，将Dm与距离阈值的差值进行求和得到超距值CL；利用公式

计算得到人员分布系数RF，其中a1、a2、a3为系数因子；

利用公式

计算得到调光值TG，其中a4、a5为系数因子。

进一步地，根据调光值TG确定半导体照明器件的切换模式，具体为：

所述数据库内预存有光照模式与调光值的映射关系表，确定调光值TG在映射关系表中位于的调光值区间，若TG处于该调光值区间的持续时间达到第二时间阈值，则根据该调光值区间获取对应的光照模式并标记为切换模式；否则，保持当前光照模式不变。

进一步地，环境亮度迁移值H1的具体分析过程如下：

按照预设间隔时长采集实时环境亮度信息，得到环境亮度排序集；

获取环境亮度排序集中距离当前时刻t最近的环境亮度信息并标记为第一环境亮度值GL1，获取环境亮度排序集中距离前一时刻t-T0最近的环境亮度信息并标记为第二环境亮度值GL2；其中T0为预设值；

利用公式

计算得到环境亮度迁移值H1，其中λ为均衡因子，GL0为亮度阈值。

进一步地，当半导体照明器件上电之后，若红外传感器感应到预设范围内无人且持续时间达到第一时间阈值，则控制器控制半导体照明器件断电。

进一步地，当半导体照明器件上电之后，所述控制器会自动读取半导体照明器件上一次的光照模式，如果读取为空，则恢复到初始模式，否则恢复到上一次的光照模式；所述半导体照明器件包括若干个光照模式，每个光照模式对应不同的光照强度阈值。

进一步地，当半导体照明器件上电之后，所述模式监测模块用于对半导体照明器件的光照模式进行监测，当光照模式发生变化时，记录模式切换信息；其中模式切换信息包括切换时刻、切换前后半导体照明器件的最高温度以及经过半导体照明器件的最大电压值。

进一步地，所述切换分析模块的具体分析步骤为：

统计半导体照明器件的模式切换次数为M1，将每次切换时半导体照明器件的损耗值SH进行求和得到损耗总值SZ；将相邻的切换时刻进行时间差计算得到切换间隔Qg，形成切换间隔信息组；

按照标准差计算公式计算得到切换间隔信息组的标准差μ；将最近一次的切换时刻与系统当前时间进行时间差计算得到缓冲时长HT；

若μ≤预设标准差阈值，则利用公式QH＝(M1×b3+SZ×b4)/(Qn×b5+HT×b6)计算得到切换系数QH，其中b3、b4、b5、b6为系数因子；Qn表示最近一次切换间隔；若μ＞预设标准差阈值，则对差隔系数ZK进行评估，利用公式QH＝(M1×b3+SZ×b4+ZK×b7)/(Qn×b5+HT×b6)计算得到切换系数QH；其中b7为系数因子；

若QH＜切换阈值，则切换分析模块向调光控制模块发送执行切换消息；所述调光控制模块接收到执行切换消息后将半导体照明器件切换至对应的切换模式；否则，保持当前光照模式不变。

进一步地，损耗值SH的具体分析过程如下：

将每次切换时半导体照明器件的最高温度标记为ZT1，最大电压值标记为U1；利用公式

计算得到损耗值SH，其中b1、b2为系数因子，X1为温度阈值，U0为电压阈值。

进一步地，对差隔系数ZK进行评估的具体过程如下：

获取切换间隔信息组中所有小于Qn的Qg，将其标记为Zwg；将Qn与Zwg的差值进行求和得到差隔值CK，统计Zwg的数量为K1，利用公式ZK＝K1×g1+CK×g2计算得到差隔系数ZK，其中g1、g2为系数因子。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、当半导体照明器件上电之后，所述数据分析模块用于获取实时环境亮度信息和人员的距离信息并进行分析，结合环境亮度迁移值和人员分布系数计算得到半导体照明器件的调光值，根据调光值确定半导体照明器件的切换模式，若切换模式与当前光照模式不一致，则生成切换指令并发送至调光控制模块，智能化程度高，同时用户还可通过按键手动切换半导体照明器件的光照模式，实现半导体照明器件的在线以及离线控制，满足用户需求的多样化；

2、响应于接收到切换指令，由调光控制模块向切换分析模块发送切换指令确认消息；所述切换分析模块用于获取半导体照明器件的模式切换信息并进行分析，结合模式切换次数、每次切换时半导体照明器件的损耗值以及切换间隔，计算得到切换系数QH；若QH＜切换阈值，则切换分析模块向调光控制模块发送执行切换消息，否则，保持当前光照模式不变；避免频繁地对半导体照明器件进行调光控制，导致其使用寿命缩短；提高服务安全系数。

3、当半导体照明器件上电之后，所述控制器会自动读取半导体照明器件上一次的光照模式，如果读取为空，则恢复到初始模式，否则恢复到上一次的光照模式，满足大部分用户需求；若红外传感器感应到预设范围内无人且持续时间达到第一时间阈值，则控制器控制半导体照明器件断电，节省电力资源。

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为本发明一种用于半导体照明器件的调光控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种用于半导体照明器件的调光控制系统，包括红外传感器、控制器、调光控制模块、数据分析模块、光照监测模块、数据库、模式监测模块以及切换分析模块；

红外传感器设置在半导体照明器件上，用于感应预设范围内是否有人以及对应的距离信息；当半导体照明器件上电之后，若红外传感器感应到预设范围内无人且持续时间达到第一时间阈值，则控制器控制半导体照明器件断电；

当半导体照明器件上电之后，控制器会自动读取半导体照明器件上一次的光照模式，如果读取为空，则恢复到初始模式，否则恢复到上一次的光照模式；半导体照明器件包括若干个光照模式，每个光照模式对应不同的光照强度阈值；

调光控制模块与控制器相连接，用于切换半导体照明器件的光照模式，当光照模式切换等待5秒钟之后控制器会自动记忆保存当前光照模式，往复循环；在本实施例中，用户还可通过按键手动切换半导体照明器件的光照模式；

当预设范围内有人，红外传感器用于将感应到的距离信息传输至数据分析模块，光照监测模块用于采集实时环境亮度信息并将实时环境亮度信息传输到数据分析模块；

数据分析模块用于获取实时环境亮度信息和人员的距离信息并进行分析，得到半导体照明器件的调光值；具体分析步骤为：

步骤一：对实时环境亮度信息进行分析，得到环境亮度迁移值，具体分析过程如下：

按照预设间隔时长采集实时环境亮度信息，并标记为Li；利用预设的环境亮度权重将环境亮度信息进行等级划分，并按照时间先后进行排列，得到环境亮度排序集；

获取环境亮度排序集中距离当前时刻t最近的环境亮度信息并标记为第一环境亮度值GL1，获取环境亮度排序集中距离前一时刻t-T0最近的环境亮度信息并标记为第二环境亮度值GL2；其中T0为预设值；

利用公式

计算得到环境亮度迁移值H1，其中λ为均衡因子；GL0为亮度阈值；

步骤二：统计预设范围内的人数为R1，将每个人的距离信息标记为Dm，其中m表示第m个人；将Dm与距离阈值相比较；

若Dm大于距离阈值，则将对应的Dm标记为影响距离；统计影响距离出现的次数为C1，将影响距离与距离阈值的差值进行求和得到超距值CL；利用公式

计算得到人员分布系数RF，其中a1、a2、a3为系数因子；

步骤三：将环境亮度迁移值、人员分布系数进行归一化处理并取其数值，利用公式

计算得到调光值TG，其中a4、a5为系数因子；

步骤四：根据调光值TG确定半导体照明器件的光照模式，具体为：

数据库内预存有光照模式与调光值的映射关系表，确定调光值TG在映射关系表中位于的调光值区间，若TG处于该调光值区间的持续时间达到第二时间阈值，则根据调光值区间获取对应的光照模式并标记为切换模式；否则，保持当前光照模式不变；

数据分析模块用于将切换模式传输至控制器，控制器接收到切换模式后将切换模式与当前光照模式相比较，若不一致，则生成切换指令并发送至调光控制模块；

本发明中控制器具有记忆功能，当光照模式切换等待5秒钟之后会自动记忆保存当前光照模式，在下一次半导体照明器件上电之后恢复最后记忆光照模式，方便大量用户需求，同时数据分析模块用于获取实时环境亮度信息和人员的距离信息并进行分析，根据半导体照明器件的调光值确定对应的光照模式并进行切换，智能化程度高，用户还可通过按键手动切换半导体照明器件的光照模式，实现半导体照明器件的在线以及离线控制，满足用户需求的多样化；

当半导体照明器件上电之后，模式监测模块用于对半导体照明器件的光照模式进行监测，当光照模式发生变化时，记录模式切换信息；其中模式切换信息包括切换时刻、切换前后半导体照明器件的最高温度以及经过半导体照明器件的最大电压值；

切换分析模块与调光控制模块相连接，响应于接收到切换指令，由调光控制模块向切换分析模块发送切换指令确认消息；响应于接收到切换指令确认消息，切换分析模块用于获取半导体照明器件的模式切换信息并进行分析，具体分析步骤为：

获取半导体照明器件的模式切换信息，统计半导体照明器件的模式切换次数为M1，将每次切换时半导体照明器件的最高温度标记为ZT1，最大电压值标记为U1；利用公式

计算得到损耗值SH，其中b1、b2为系数因子；X1为温度阈值，U0为电压阈值；将所有的损耗值SH进行求和得到损耗总值SZ；

将所有的切换时刻按照时间先后进行排序，将相邻的切换时刻进行时间差计算得到切换间隔Qg，形成切换间隔信息组；将最近一次的切换时刻与系统当前时间进行时间差计算得到缓冲时长HT；

按照标准差计算公式计算得到切换间隔信息组的标准差μ，若μ≤预设标准差阈值，则利用公式QH＝(M1×b3+SZ×b4)/(Qn×b5+HT×b6)计算得到切换系数QH，其中b3、b4、b5、b6为系数因子；Qn表示最近一次切换间隔；

若μ＞预设标准差阈值，获取切换间隔信息组中所有小于Qn的Qg，将其标记为Zwg；将Qn与Zwg的差值进行求和得到差隔值CK，统计Zwg的数量为K1，利用公式ZK＝K1×g1+CK×g2计算得到差隔系数ZK，其中g1、g2为系数因子；利用公式QH＝(M1×b3+SZ×b4+ZK×b7)/(Qn×b5+HT×b6)计算得到切换系数QH，其中b7为系数因子；

将切换系数QH与切换阈值相比较，若QH＜切换阈值，则切换分析模块向调光控制模块发送执行切换消息，调光控制模块接收到执行切换消息后将半导体照明器件切换至对应的光照模式；否则，保持当前光照模式不变；

在本实施例中，调光控制模块接收到切换指令后，通过切换分析模块获取半导体照明器件的模式切换信息并进行分析，计算得到切换系数QH，根据切换系数QH判断是否执行切换指令，避频繁地对半半导体照明器件进行调光控制，导致其使用寿命缩短，提高服务安全系数。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

一种用于半导体照明器件的调光控制系统，在工作时，当半导体照明器件上电之后，所述控制器会自动读取半导体照明器件上一次的光照模式，如果读取为空，则恢复到初始模式，否则恢复到上一次的光照模式；所述红外传感器用于感应预设范围内是否有人以及对应的距离信息，若红外传感器感应到预设范围内无人且持续时间达到第一时间阈值，则控制器控制半导体照明器件断电；当预设范围内有人，所述数据分析模块用于获取实时环境亮度信息和人员的距离信息并进行分析，结合环境亮度迁移值和人员分布系数计算得到半导体照明器件的调光值，根据调光值确定半导体照明器件的光照模式，所述调光控制模块用于切换半导体照明器件的光照模式，智能化程度高，用户还可通过按键手动切换半导体照明器件的光照模式，实现半导体照明器件的在线以及离线控制，满足用户需求的多样化；

响应于接收到切换指令，由调光控制模块向切换分析模块发送切换指令确认消息；响应于接收到切换指令确认消息，所述切换分析模块用于获取半导体照明器件的模式切换信息并进行分析，计算得到切换系数QH；若QH＜切换阈值，则切换分析模块向调光控制模块发送执行切换消息，否则，保持当前光照模式不变；避频繁地对半半导体照明器件进行调光控制，导致其使用寿命缩短，提高服务安全系数。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，包括红外传感器、数据分析模块、模式监测模块以及调光控制模块；

当半导体照明器件上电之后，所述红外传感器用于感应预设范围内是否有人以及对应的距离信息；当预设范围内有人，所述红外传感器用于将感应到的距离信息传输至数据分析模块；

所述数据分析模块用于获取实时环境亮度信息和人员的距离信息并进行分析，得到半导体照明器件的调光值TG，并根据调光值TG确定半导体照明器件的切换模式；所述数据分析模块用于将切换模式传输至控制器，所述控制器接收到切换模式后将切换模式与当前光照模式相比较，若不一致，则生成切换指令并发送至调光控制模块；

响应于接收到切换指令，由调光控制模块向切换分析模块发送切换指令确认消息；响应于接收到切换指令确认消息，所述切换分析模块用于获取半导体照明器件的模式切换信息并进行分析，根据切换系数QH判断是否执行切换指令。

2.根据权利要求1所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，所述数据分析模块的具体分析步骤为：

对实时环境亮度信息进行分析，得到环境亮度迁移值H1；

统计预设范围内的人数为R1；将每个人的距离信息标记为Dm，统计Dm大于距离阈值的次数为C1；当Dm大于距离阈值时，将Dm与距离阈值的差值进行求和得到超距值CL；利用公式

计算得到人员分布系数RF，其中a1、a2、a3为系数因子；

利用公式

计算得到调光值TG，其中a4、a5为系数因子。

3.根据权利要求1所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，根据调光值TG确定半导体照明器件的切换模式，具体为：

所述数据库内预存有光照模式与调光值的映射关系表，确定调光值TG在映射关系表中位于的调光值区间，若TG处于该调光值区间的持续时间达到第二时间阈值，则根据该调光值区间获取对应的光照模式并标记为切换模式；否则，保持当前光照模式不变。

4.根据权利要求2所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，环境亮度迁移值H1的具体分析过程如下：

按照预设间隔时长采集实时环境亮度信息，得到环境亮度排序集；

获取环境亮度排序集中距离当前时刻t最近的环境亮度信息并标记为第一环境亮度值GL1，获取环境亮度排序集中距离前一时刻t-T0最近的环境亮度信息并标记为第二环境亮度值GL2；其中T0为预设值；

利用公式

计算得到环境亮度迁移值H1，其中λ为均衡因子，GL0为亮度阈值。

5.根据权利要求1所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，当半导体照明器件上电之后，若红外传感器感应到预设范围内无人且持续时间达到第一时间阈值，则控制器控制半导体照明器件断电。

6.根据权利要求1所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，当半导体照明器件上电之后，所述控制器自动读取半导体照明器件上一次的光照模式，如果读取为空，则恢复到初始模式，否则恢复到上一次的光照模式；所述半导体照明器件包括若干个光照模式，每个光照模式对应不同的光照强度阈值。

7.根据权利要求1所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，当半导体照明器件上电之后，所述模式监测模块用于对半导体照明器件的光照模式进行监测，当光照模式发生变化时，记录模式切换信息；其中模式切换信息包括切换时刻、切换前后半导体照明器件的最高温度以及经过半导体照明器件的最大电压值。

8.根据权利要求7所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，所述切换分析模块的具体分析步骤为：

统计半导体照明器件的模式切换次数为M1，将每次切换时半导体照明器件的损耗值SH进行求和得到损耗总值SZ；将相邻的切换时刻进行时间差计算得到切换间隔Qg，形成切换间隔信息组；

按照标准差计算公式计算得到切换间隔信息组的标准差μ；将最近一次的切换时刻与系统当前时间进行时间差计算得到缓冲时长HT；

若μ≤预设标准差阈值，则利用公式QH＝(M1×b3+SZ×b4)/(Qn×b5+HT×b6)计算得到切换系数QH，其中b3、b4、b5、b6为系数因子；Qn表示最近一次切换间隔；若μ＞预设标准差阈值，则对差隔系数ZK进行评估，利用公式QH＝(M1×b3+SZ×b4+ZK×b7)/(Qn×b5+HT×b6)计算得到切换系数QH；其中b7为系数因子；

若QH＜切换阈值，则切换分析模块向调光控制模块发送执行切换消息；所述调光控制模块接收到执行切换消息后将半导体照明器件切换至对应的切换模式；否则，保持当前光照模式不变。

9.根据权利要求8所述的一种用于半导体照明器件的调光控制系统，其特征在于，损耗值SH的具体分析过程如下：

将每次切换时半导体照明器件的最高温度标记为ZT1，最大电压值标记为U1；利用公式

计算得到损耗值SH，其中b1、b2为系数因子，X1为温度阈值，U0为电压阈值。

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