CN114793231A - 一种基于互联网的5g通讯光控照明系统 - Google Patents

一种基于互联网的5g通讯光控照明系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统，包括：至少一个照明灯具、至少一个摄像装置和云服务器，其中所述照明灯具用于提供室内照明，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接以接收所述云服务器的控制指令调节自身亮度；所述摄像装置上设置5G通讯模块，所述摄像装置通过所述5G通讯模块与所述云服务器通讯连接，用于获取室内高清图片，以使所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息，并根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具的亮度。通过采用摄像装置拍摄室内高清图片并通过5G网络实时提供给云服务器进行计算得到室内亮度分布信息，可以实时对室内照明灯具的精细化和个性化控制。

Description

一种基于互联网的5G通讯光控照明系统
技术领域
本发明涉及照明技术领域，特别涉及一种基于互联网的5G通讯光控照明系统。
背景技术
在照明领域，光控技术有着广泛的应用。光控电路的核心器件是一种半导体光电器件——光敏电阻，光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，根据入射光的强度不同，其具有相应的不同的电阻值，从而在光控系统中可以根据光敏电阻的阻值不同来执行相应的控制操作。采用光控技术，根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯具，或者自动调节照明灯具的亮度，可以做到无人自动控制，在减少人工操作，提高了用户体验的同时，还有效地节约了能源。然而光敏电阻在光控系统应用中局限性也比较明显，由于光敏电阻只能检测特定位置的光线强度，使得光控系统的输入条件较为单一，控制结果较为粗糙，无法满足精细化和个性化的光控需求，例如，如果需要综合考虑多个位置的光线强度来对多处灯光进行综合控制，则需要在多个位置布置光敏电阻，其在设计和安装上难度较高。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种基于互联网的5G通讯光控照明系统，可以实时获得室内的亮度分布信息从而实现对室内照明灯具的精细化和个性化控制。
有鉴于此，本发明提出了一种基于互联网的5G通讯光控照明系统，包括：至少一个照明灯具、至少一个摄像装置和云服务器，其中，所述照明灯具用于提供室内照明，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接以接收所述云服务器的控制指令调节自身亮度；所述摄像装置上设置5G通讯模块，所述摄像装置通过所述5G通讯模块与所述云服务器通讯连接，用于获取室内高清图片，以使所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息，并根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具的亮度。
进一步的，所述云服务器与至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群通讯连接，通过所述至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群根据所述室内高清图片以及所述照明灯具当前的亮度信息计算得到所述室内亮度分布信息。
进一步的，所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息之前，还包括：
所述云服务器获取所述照明灯具的当前的输入功率或电流大小；
从数据库服务器获取预先存储的所述照明灯具的输入功率或电流大小和亮度信息的对应关系以根据所述照明灯具的输入功率或电流大小获得所述照明灯具的亮度信息。
进一步的，所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息具体包括：
从所述室内高清图片中识别室内物体，从数据库服务器获取所述室内物体的各部位的材质和对应的反光率；
获取每个所述室内物体与每个所述照明灯具的距离；
从所述室内高清图片上获取室内各位置的相对亮度；
根据所述照明灯具的亮度信息、每个所述室内物体与每个所述照明灯具的距离、每个所述室内物体的反光率以及所述室内各位置的相对亮度计算得到实时的室内亮度分布信息。
进一步的，所述根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具的亮度具体包括：
识别室内的特定位置；
根据预设的所述特定位置与目标亮度的对应关系获得所述特定位置的目标亮度信息；
根据所述特定位置的目标亮度信息、每个所述室内物体与每个所述照明灯具的距离、每个所述室内物体的反光率以及所述室内各位置的相对亮度计算得到所述照明输入功率或电流大小；
控制所述照明灯具的输入功率或电流大小使所述特定位置的亮度为目标亮度。
进一步的，所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息之前，还包括：
构建室内坐标系；
根据所述室内高清图片识别室内的固定物体；
在数据库服务器中存储所述固定物体在所述坐标系内的坐标值。
进一步的，所述室内物体包括地面、墙面、天花板以及安装或放置在所述地面、墙面、天花板上的家具、家电和生活/办公用品。
进一步的，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接具体为在每个所述照明灯具上设置5G通讯模块，所述照明灯具通过5G网络与所述云服务器连接。
进一步的，所述5G通讯光控照明系统还包括家庭网关，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接具体为所述照明灯具通过有线或无线方式与所述家庭网关连接，所述家庭网关与互联网连接，使得所述照明灯具与所述云服务器通讯连接。
进一步的，所述5G通讯光控照明系统还包括还包括控制终端，所述控制终端通过所述家庭网关与云服务器连接。
本发明提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统，包括：至少一个照明灯具、至少一个摄像装置和云服务器，其中所述照明灯具用于提供室内照明，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接以接收所述云服务器的控制指令调节自身亮度；所述摄像装置上设置5G通讯模块，所述摄像装置通过所述5G通讯模块与所述云服务器通讯连接，用于获取室内高清图片，以使所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息，并根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具的亮度。通过采用摄像装置拍摄室内高清图片并通过5G网络实时提供给云服务器进行计算得到室内亮度分布信息，可以实时对室内照明灯具的精细化和个性化控制。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统的示意图；
图2是本发明一个实施例提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统的照明灯具的示意框图；
图3是本发明一个实施例提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统的摄像装置的示意框图；
图4是本发明一个实施例提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统的云服务器的示意框图；
图5是本发明一个实施例提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统的控制流程图；
图6是本发明一个实施例提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统的控制流程图；
图7是本发明一个实施例提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统的控制流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
下面参照图1至图7来描述根据本发明一些实施方式提供的一种基于互联网的5G通讯光控照明系统。
如图1所示，本发明提供一种基于互联网的5G通讯光控照明系统，包括：至少一个照明灯具100、至少一个摄像装置200和云服务器300，其中，所述照明灯具100用于提供室内照明，所述照明灯具100与所述云服务器300通讯连接以接收所述云服务器300的控制指令调节自身亮度；所述摄像装置200上设置5G通讯模块，所述摄像装置200通过所述5G通讯模块与所述云服务器300通讯连接，用于获取室内高清图片，以使所述云服务器300根据所述室内高清图片以及所述照明灯具100的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息，并根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具100的亮度。
本发明提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统，利用5G网络高速度、高带宽、低延迟的优势，可以实现实时的大数据量传输，使高清图片的实时传输和计算成为可能。本发明通过采用摄像装置拍摄室内高清图片并通过5G网络实时提供给云服务器进行计算得到室内亮度分布信息，可以实时对室内照明灯具的精细化和个性化控制。
在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述照明灯具100为安装于室内的一个或一组灯具。示例性的，如图2所示，在智能家居系统中，所述灯具100可以包括玄关照明灯110、餐厅照明灯120、客厅照明灯130、壁灯140以及阳台照明灯150等，对于大多数室内布局设计，玄关、餐厅、客厅和阳台都不会做完全隔断式的设计，从而使得上述玄关照明灯110、餐厅照明灯120、客厅照明灯130、壁灯140以及阳台照明灯150在照明区域上都会有所重叠，从而在计算实时室内亮度分布信息时，需要考虑这些灯具的安装位置、开关状态及其实时亮度。应当知道的是，本发明的技术方案也适用于无需设置复杂灯光的室内环境，例如面积较小的较为封闭的卧室，仅需设置一个照明灯即可满足光照要求。以上场景仅为示例，本发明的技术方案并不限于此。
在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述摄像装置200为安装于室内的一个或一组高清摄像头。示例性的，如图3所示，每一个所述高清摄像头200均设置图像传感器210、控制电路220和5G通讯模块230，所述高清摄像头200通过所述5G通讯模块230与通信基站400无线连接，从而通过所述通信基站400与互联网通讯连接。通过布置多个高清摄像头覆盖室内所有的灯光照射区域，从而使所述云服务器可以根据所拍摄的室内高清图片获得精确的室内亮度分布信息。
示例性的，如图4所示，在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述云服务器300包括WEB服务器310、应用程序服务器320和数据库服务器330。所述WEB服务器310和所述应用程序服务器320用于提供给控制终端通过浏览器或客户端访问，从而查看或控制所述光控照明系统的状态或进行参数设置等，所述数据库服务器330用于存储光控照明系统的数据，包括但不限于照明灯具的开关状态、照明灯具的亮度、系统设置参数信息、用户信息、用户权限信息、室内高清图片以及亮度分布信息等。应当知道的是，所述WEB服务器310、应用程序服务器320和数据库服务器330分别可以采用软件或者硬件的方式实现，例如其为采用实体硬件方式实现的服务器主机，或者运行在一台或多台服务器主机上的虚拟机或者运行在一台或多台服务器主机上的服务程序等，或者其中两种或两种以上方式的混合实现方式，本发明对此并不做限定。
进一步的，在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述云服务器300与至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群500通讯连接，通过所述至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群500根据所述室内高清图片以及所述照明灯具当前的亮度信息计算得到所述室内亮度分布信息。由于光线的强度从照明灯具200发出开始随着距离的增加会逐渐减弱，同时由于室内环境较为复杂，不同材质的物体对光线的反射率不同，例如在镜面材料如瓷砖或玻璃材质较多的室内环境，会有大量光线需要考虑其经过多次反射的情况，而对于深色家具较多以及地面、墙面为深色粗糙材质的室内环境，光线强度的衰减较快，因此室内亮度分布信息的计算量较大，对计算设备的性能和配置要求较高。示例性的，如图1所示，本发明采用拥有强大计算能力的云计算服务器集群500对室内亮度分布信息进行计算，可以快速获得计算结果以供云服务器300作为控制照明灯具100的亮度的依据。优选的，所述云计算服务器集群500通过专用网络与所述云服务器300直接连接，避免由于互联网环境下共享带宽导致的网速波动影响所述计算数据和计算结果的传输速度。
本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统还包括控制终端，例如移动终端600或者PC(persona lcomputer，个人计算机)700。示例性的，用户通过移动终端600如智能手机等通过浏览器访问所述WEB服务器310，从而通过所述WEB服务器310查看光控系统的状态或者进行灯光控制。
进一步的，如图5所示，在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述云服务器300根据所述室内高清图片以及所述照明灯具100的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息之前，还包括：
所述云服务器300获取所述照明灯具100的当前的输入功率或电流大小；
从所述数据库服务器330获取预先存储的所述照明灯具100的输入功率或电流大小和亮度信息的对应关系以根据所述照明灯具100的输入功率或电流大小获得所述照明灯具100的亮度信息。
进一步的，在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述云服务器300根据所述室内高清图片以及所述照明灯具100的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息具体包括：
从所述室内高清图片中识别室内物体，从数据库服务器330获取所述室内物体的各部位的材质和对应的反光率；
获取每个所述室内物体与每个所述照明灯具100的距离；
从所述室内高清图片上获取室内各位置的相对亮度；
根据所述照明灯具100的亮度信息、每个所述室内物体与每个所述照明灯具100的距离、每个所述室内物体的反光率以及所述室内各位置的相对亮度计算得到实时的室内亮度分布信息。
进一步的，还通过所述室内高清图片识别门、窗等引入外界环境光线的物体。在计算实时的室内亮度分布信息时，还考虑引入外界环境光线的物体对室内亮度分布信息的影响。
进一步的，如图6所示，在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具100的亮度具体包括：
识别室内的特定位置；
根据预设的所述特定位置与目标亮度的对应关系获得所述特定位置的目标亮度信息；
根据所述特定位置的目标亮度信息、每个所述室内物体与每个所述照明灯具的距离、每个所述室内物体的反光率以及所述室内各位置的相对亮度计算得到所述照明输入功率或电流大小；
控制所述照明灯具100的输入功率或电流大小使所述特定位置的亮度为目标亮度。
在实际应用场景中，考虑到灯光氛围以及用眼强度等问题，对于餐桌、客桌、书桌等特定位置，其对灯光的亮度、颜色等要求也有所不同。在本发明的技术方案中，系统对不同的特定位置默认设置对应的不同的目标亮度，根据当前环境光线，室内物品以及灯光亮度对特定位置的亮度影响，计算得到照明灯具的输入功率或电流大小，控制所述照明灯具100的输入功率或电流大小使所述特定位置的亮度为目标亮度。进一步的，用户可以通过控制终端如智能手机600或者PC700等对不同位特定位置设置对应的不同的目标亮度。
进一步的，如图7所示，在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述云服务器300根据所述室内高清图片以及所述照明灯具100的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息之前，还包括：
构建室内坐标系；
根据所述室内高清图片识别室内的固定物体；
在数据库服务器中存储所述固定物体在所述坐标系内的坐标值。
在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述室内物体包括地面、墙面、天花板以及安装或放置在所述地面、墙面、天花板上的家具、家电和生活/办公用品。进一步的，所述室内物体还包括门、窗等引入外界环境光线的物体。所述室内的固定物体是指位置相对固定的物体，例如灯具、摄像头等固定安装于墙面或天花板的物体，也包括门、窗等固定位置的物体。相对而言，非固定物体则是指易于移动、日常有较大可能移动位置或者经常性被其它物品部分或全部遮挡的物体，例如餐桌餐椅、书本、水杯等物体。本发明的技术方案，通过预先构建坐标系并存储固定物体的坐标值等信息，可以在实时灯光控制过程中减小服务器的计算量，从而使得光控系统的延迟更小。
在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述照明灯具100与所述云服务器300通讯连接具体为在每个所述照明灯具100上设置5G通讯模块，所述照明灯具通过5G网络与所述云服务器连接。在该实施方式中，为了使得照明灯具100与云服务器300之间的通讯延迟更小，可以在每个照明灯具100上均设置5G通讯模块，通过5G网络与云服务器300进行通讯。
在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述5G通讯光控照明系统还包括家庭网关800，所述照明灯具100与所述云服务器300通讯连接具体为所述照明灯具100通过有线或无线方式与所述家庭网关800连接，所述家庭网关800与互联网连接，使得所述照明灯具100与所述云服务器300通讯连接。在该实施方式中，由于照明灯具100与云服务器300之间的交互数据量较小，对通讯的带宽要求较低，而随着技术的进步，家庭网络的速度和带宽也越来越高，照明灯具100通过家庭网关800与云服务器300进行通讯连接已经基本满足光控系统的实时性要求，为了节省成本，照明灯具100可以直接通过家庭网关800与互联网联接。
进一步的，在本发明的提供的基于互联网的5G通讯光控照明系统中，所述控制终端通过所述家庭网关800与云服务器300连接。由于控制终端与云服务器之间的通讯对实时性要求较低且交互数据量较小，控制终端如PC700等通过家庭网关800与云服务器300进行通讯连接已经基本满足光控系统的要求，，为了节省成本，控制终端可以直接通过家庭网关800与互联网联接。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，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利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于互联网的5G通讯光控照明系统，其特征在于，包括：至少一个照明灯具、至少一个摄像装置和云服务器，其中，所述照明灯具用于提供室内照明，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接以接收所述云服务器的控制指令调节自身亮度；所述摄像装置上设置5G通讯模块，所述摄像装置通过所述5G通讯模块与所述云服务器通讯连接，用于获取室内高清图片，以使所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息，并根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具的亮度。
2.根据权利要求1所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述云服务器与至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群通讯连接，通过所述至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群根据所述室内高清图片以及所述照明灯具当前的亮度信息计算得到所述室内亮度分布信息。
3.根据权利要求1或2所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息之前，还包括：
所述云服务器获取所述照明灯具的当前的输入功率或电流大小；
从数据库服务器获取预先存储的所述照明灯具的输入功率或电流大小和亮度信息的对应关系以根据所述照明灯具的输入功率或电流大小获得所述照明灯具的亮度信息。
4.根据权利要求3所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息具体包括：
从所述室内高清图片中识别室内物体，从数据库服务器获取所述室内物体的各部位的材质和对应的反光率；
获取每个所述室内物体与每个所述照明灯具的距离；
从所述室内高清图片上获取室内各位置的相对亮度；
根据所述照明灯具的亮度信息、每个所述室内物体与每个所述照明灯具的距离、每个所述室内物体的反光率以及所述室内各位置的相对亮度计算得到实时的室内亮度分布信息。
5.根据权利要求4所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述根据所述室内亮度分布信息控制所述照明灯具的亮度具体包括：
识别室内的特定位置；
根据预设的所述特定位置与目标亮度的对应关系获得所述特定位置的目标亮度信息；
根据所述特定位置的目标亮度信息、每个所述室内物体与每个所述照明灯具的距离、每个所述室内物体的反光率以及所述室内各位置的相对亮度计算得到所述照明输入功率或电流大小；
控制所述照明灯具的输入功率或电流大小使所述特定位置的亮度为目标亮度。
6.根据权利要求4或5所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述云服务器根据所述室内高清图片以及所述照明灯具的亮度信息获得实时的室内亮度分布信息之前，还包括：
构建室内坐标系；
根据所述室内高清图片识别室内的固定物体；
在数据库服务器中存储所述固定物体在所述坐标系内的坐标值。
7.根据权利要求4或5所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述室内物体包括地面、墙面、天花板以及安装或放置在所述地面、墙面、天花板上的家具、家电和生活/办公用品。
8.根据权利要求1所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接具体为在每个所述照明灯具上设置5G通讯模块，所述照明灯具通过5G网络与所述云服务器连接。
9.根据权利要求1所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述5G通讯光控照明系统还包括家庭网关，所述照明灯具与所述云服务器通讯连接具体为所述照明灯具通过有线或无线方式与所述家庭网关连接，所述家庭网关与互联网连接，使得所述照明灯具与所述云服务器通讯连接。
10.根据权利要求9所述的5G通讯光控照明系统，其特征在于，所述5G通讯光控照明系统还包括还包括控制终端，所述控制终端通过所述家庭网关与云服务器连接。
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