CN115315037A - 一种智能调光系统及其调光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及调光领域，尤指一种智能调光系统及其调光方法，在APP上设置好自动调光调色的色温和照度值，接着蓝牙照度色温计采集环境的色温和照度参数并上报数据，此时启动自动调光调色指令，上报的环境色温和照度参数与设置好的色温和照度值做算法比较，通过比较后，根据采集到的环境色温和照度参数通过自动调节算法调整PLC‑LED灯具的调光调色参数达到设定值。本发明提出的智能调光系统及其调光方法，在手动调光调色和自动调光调色中，解决了人工调节麻烦、无法一次性调节多个设备、调光精度和误差大的缺陷。同时实现了闭环反馈自动调光调色功能，实现了在无人工干扰的情形下，自动调光调色到设定的理想目标值。

Description

一种智能调光系统及其调光方法
技术领域
本发明涉及调光领域，尤指一种智能调光系统及其调光方法。
背景技术
当需要进行LED灯具调光调色时，用户可通过整套智能调光的算法和系统来实现。现有技术中，进行LED灯具调光调色的技术方案通常为：人工手动调LED灯具的调光调色旋钮或通过蓝牙组网用APP调光调色实现，该技术方案存在的缺点为：人工调节需要手动一个个调节，比较麻烦且无法实现一次性调节多个设备，调光精度和误差大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种智能调光系统及其调光方法，解决了人工调节麻烦、无法一次性调节多个设备、调光精度和误差大的缺陷。同时实现了闭环反馈自动调光调色功能，实现了在无人工干扰的情形下，自动调光调色到设定的理想目标值。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种智能调光系统，包括用于采集周围环境的色温值和照度值的蓝牙照度色温计、APP、云平台、网关、PLC-LED灯具：其中蓝牙照度色温计用于采集周围环境的色温值和照度值，并通过无线通信与APP实现双向通信连接，且APP与云平台实现双向通信连接，云平台通过网关与PLC-LED灯具实现双向通信连接。
进一步，蓝牙照度色温计与APP之间采用蓝牙的通信方式实现双向数据传输。
进一步，APP与云平台之间采用有线网络或WIFI的方式实现双向数据传输。
进一步，网关与云平台之间采用有线网络或WIFI的方式实现双向数据传输。
进一步，PLC-LED灯具与网关之间采用PLC实现双向数据传输。
本申请还提供一种智能调光系统的调光方法，包括以下步骤：
S1，APP通过蓝牙连接蓝牙照度色温计，蓝牙照度色温计会读取环境的色温和照度值，并通过蓝牙将读取的数据发送到APP；
S2，APP上选择需要调节设备，设置好要调节的目标值以及调整值；
S3，点击APP上的自动调节指令，发送启动反馈调节功能命令给云平台；
S4，云平台接收到启动反馈调节功能命令则记录本次调节功能启动时间；
S5，云平台回发收到启动反馈调节功能命令的消息，将发送启动反馈调节功能指令给对应蓝牙照度色温计；
S6，对应蓝牙照度色温计接收到反馈调节功能启动指令后，执行定时1秒/次的频率上报照度、色温数据给APP，直到接收到反馈调节功能停止指令为止；APP上报蓝牙照度色温计读取到照度、色温数据到云平台，比较当前蓝牙照度色温计上报的照度值及色温值是否满足目标值范围；若满足，则执行步骤S10；若不满足，则执行步骤S7；
S7，云平台保存蓝牙照度色温计上报的照度、色温数据；
S8，APP将设定的照度及色温目标值发送给云平台，云平台根据设定的目标值发送调光调色指令给PLC-LED灯具；
S9，PLC-LED灯具执行调光调色指令，同时返回调节结果给云平台，云平台返回调节结果给APP；
S10，发送停止反馈调节功能命令给云平台，云平台接收到停止反馈调节功能命令则记录本次反馈调节功能结束时间；
S11，云平台接收到停止反馈调节功能命令后回发信息给APP，APP收到云平台的回发信息后，将停止反馈调节功能命令发送给蓝牙照度色温计，即完成自动调光调色的步骤。
进一步，步骤S9中，PLC-LED灯具执行调光调色指令的具体步骤：开启PLC-LED灯具到色温20%和照度20%，算法延时5S，等待色温的数值和照度的数值稳定后进行自动调节,且先进行调节色温，再进行调节照度。
进一步，调节色温的具体方法为：当色温数值为上一次±5的范围内，为稳定状态，第一次处于稳定状态时，进行调节，后续稳定状态不进行调节，当调节后15s内未出现变化，则主动进行下一次调节；根据当前百分比，调节到预设值，计算1%对应的色温值colorStep：变化值/60，根据目标值计算要调节的百分比deltaColor，当deltaColor在-10~-5或5~10范围时，进行3%的微调，当deltaColor在-4~4范围时，进行1%的微调，根据和上一次微调结果对比，选取最接近的结果，完成调节，当超过极限值时：第一次，根据极限位置实际色温值进行调节；第二次，结束调节，至此色温调节部分完成。
进一步，调节照度的具体方法为：当照度数值为上一次±5的范围内，为稳定状态，第一次处于稳定状态时，进行调节，后续稳定状态不进行调节，当调节后15s内未出现变化（处于稳定状态），则主动进行下一次调节。根据当前百分比，调节到预设值，计算1%对应的照度值BrightnessStep：变化值/60，根据目标值计算要调节的百分比deltaBrightness，当deltaBrightness在-10~-5或5~10范围时，进行3%的微调，当deltaBrightness在-4~4范围时，进行1%的微调，根据和上一次微调结果对比，选取最接近的结果，完成调节，当超过极限值时：第一次，根据极限位置实际照度值进行调节；第二次，结束调节，至此照度调节部分完成。
本发明的有益效果在于：首先在APP上设置好自动调光调色的色温和照度值，接着蓝牙照度色温计采集环境的色温和照度参数并上报数据，此时启动自动调光调色指令，上报的环境色温和照度参数与设置好的色温和照度值做算法比较，通过比较后，根据采集到的环境色温和照度参数通过自动调节算法调整PLC-LED灯具的调光调色参数达到设定值。本发明提出的智能调光系统及其调光方法，在手动调光调色和自动调光调色中，解决了人工调节麻烦、无法一次性调节多个设备、调光精度和误差大的缺陷。同时实现了闭环反馈自动调光调色功能，实现了在无人工干扰的情形下，自动调光调色到设定的理想目标值。
附图说明
图1 是智能调光系统构成框图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明关于一种智能调光系统，包括用于蓝牙照度色温计、APP、云平台、网关、PLC-LED灯具：其中蓝牙照度色温计用于采集周围环境的色温值和照度值，并通过无线通信与APP实现双向通信连接，且APP与云平台实现双向通信连接，云平台通过网关与PLC-LED灯具实现双向通信连接。
各设备的功能简述：（1）网关：协议转换器，充当转换重任的计算机系统或设备，将体系结构完全不同的两种系统联系起来；（2）PLC-LED灯具：执行设备，接收来自PLC的指令，执行相应的指令驱动LED灯具；（3）蓝牙照度色温计：传感器设备，采集周围环境的色温值和照度值，并通过蓝牙通信反馈到APP，再到云平台，形成系统的闭环控制调节；（4）APP：人机交互工具；（5）云平台：用于在线监测、指挥调度、远程维护、在线升级、设备管理、数据管理等作用；
其中蓝牙照度色温计可作为便携式设备或吸顶安装。当用于博物馆环境系统调节展品或字画的照明时，将蓝牙照度色温计作为便携式设备，进行自动调节时放置在展品或字画中间位置处，调节完成后可方便带走蓝牙照度色温计。当用于家庭、公司等环境系统的照明时，将蓝牙照度色温计吸灯安装，在本具体实施例中，蓝牙照度色温计的具体型号为：JP-LS-BT01。
各设备之间的通信方式：（1）蓝牙照度色温计与APP之间采用蓝牙的通信方式；（2）PLC-LED灯具与网关之间采用PLC的通信方式；（3）网关与云平台之间采用有线网络或WIFI的通信方式；（4）APP与云平台之间采用移动网络通信技术或WIFI的通信方式；
APP具备手动调光调色和自动调光调色的功能；其中手动调光调色的调光方法：触发APP的手动调光调色指令后，通过互联网将指令发送到云平台，云平台收到指令后再通过互联网将指令发送给网关，网关将指令通过PLC载波信号发送到PLC-LED灯具，LED灯具接收到指令后，做出相对应的调光调色动作，调节完成后PLC-LED灯具返回调节结果给云平台，云平台返回调节结果给APP，即完成手动调光调色的步骤；
在本实施例中，滑动APP的调光和调色指令条，触发了调光和调色到对应数值的指令。APP通过互联网将调节指令发送到云平台，云平台收到指令后通过互联网将指令发送给网关，网关将指令通过PLC载波信号发送到PLC-LED灯具，PLC-LED灯具接收到调节指令后，做出相对应的调光调色动作，调节完成后PLC-LED灯具返回调节结果给云平台，云平台返回调节结果给APP，即完成手动调光调色的步骤。
本申请还提供一种智能调光系统的调光方法，包括以下步骤：
S1，APP通过蓝牙连接蓝牙照度色温计，蓝牙照度色温计会读取环境的色温和照度值，并通过蓝牙将读取的数据发送到APP；
S2，APP上选择需要调节设备，设置好要调节的目标值以及调整值；
S3，点击APP上的自动调节指令，发送启动反馈调节功能命令给云平台；
S4，云平台接收到启动反馈调节功能命令则记录本次调节功能启动时间；
S5，云平台回发收到启动反馈调节功能命令的消息，将发送启动反馈调节功能指令给对应蓝牙照度色温计；
S6，对应蓝牙照度色温计接收到反馈调节功能启动指令后，执行定时1秒/次的频率上报照度、色温数据给APP，直到接收到反馈调节功能停止指令为止；APP上报蓝牙照度色温计读取到照度、色温数据到云平台，比较当前蓝牙照度色温计上报的照度值及色温值是否满足目标值范围；若满足，则执行步骤S10；若不满足，则执行步骤S7；
S7，云平台保存蓝牙照度色温计上报的照度、色温数据；
S8，APP将设定的照度及色温目标值发送给云平台，云平台根据设定的目标值发送调光调色指令给PLC-LED灯具；
S9，PLC-LED灯具执行调光调色指令，同时返回调节结果给云平台，云平台返回调节结果给APP；
S10，发送停止反馈调节功能命令给云平台，云平台接收到停止反馈调节功能命令则记录本次反馈调节功能结束时间；
S11，云平台接收到停止反馈调节功能命令后回发信息给APP，APP收到云平台的回发信息后，将停止反馈调节功能命令发送给蓝牙照度色温计，即完成自动调光调色的步骤。
以下列举具体的例子：我们在APP上设定自动调光调色的色温为5000 K，照度值为500 lx，接着蓝牙照度色温计采集到的环境色温值为3500 K±100 K，照度值为200 lx±50lx，同时上报数据，此时启动自动调光调色指令，上报的环境色温值和照度值与设置好的色温和照度值做算法比较，通过比较后，根据采集到的环境色温和照度参数通过自动调节算法调整PLC-LED灯具的调光调色参数，过了一段时间调整，当蓝牙照度色温计采集的环境色温值为5000 K±100 K，照度值为500 lx±50 lx时，自动调光调色算法完成并终止。
在本实施例中，自动调光调色的算法中，开启PLC-LED灯具到色温20%和照度20%，算法延时5S，目的是等待色温的数值和照度的数值稳定后进行自动调节。
启动自动调光调色算法中，首先进行调节色温，算法中需要进行过滤波动及超时，具体的操作为：当色温数值为上一次±5的范围内，为稳定状态，第一次处于稳定状态时，进行调节，后续稳定状态不进行调节，当调节后15s内未出现变化（处于稳定状态），则主动进行下一次调节。
根据当前百分比，调节到预设值，计算1%对应的色温值colorStep：变化值/60，根据目标值计算要调节的百分比deltaColor，当deltaColor在-10~-5或5~10范围时，进行3%的微调，当deltaColor在-4~4范围时，进行1%的微调，根据和上一次微调结果对比，选取最接近的结果，完成调节，
当超过极限值时：第一次，根据极限位置实际色温值进行调节；第二次，结束调节，至此色温调节部分完成。
然后进行调节照度，算法中需要进行过滤波动及超时，具体的操作为：当照度数值为上一次±5的范围内，为稳定状态，第一次处于稳定状态时，进行调节，后续稳定状态不进行调节，当调节后15s内未出现变化（处于稳定状态），则主动进行下一次调节。根据当前百分比，调节到预设值，计算1%对应的照度值BrightnessStep：变化值/60，根据目标值计算要调节的百分比deltaBrightness，当deltaBrightness在-10~-5或5~10范围时，进行3%的微调，当deltaBrightness在-4~4范围时，进行1%的微调，根据和上一次微调结果对比，选取最接近的结果，完成调节，当超过极限值时：第一次，根据极限位置实际照度值进行调节；第二次，结束调节，至此照度调节部分完成。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能调光系统，其特征在于：包括用于采集周围环境的色温值和照度值的蓝牙照度色温计、APP、云平台、网关、PLC-LED灯具：
其中蓝牙照度色温计用于采集周围环境的色温值和照度值，并通过无线通信与APP实现双向通信连接，且APP与云平台实现双向通信连接，云平台通过网关与PLC-LED灯具实现双向通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能调光系统，其特征在于：蓝牙照度色温计与APP之间采用蓝牙的通信方式实现双向数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种智能调光系统，其特征在于：APP与云平台之间采用有线网络或WIFI的方式实现双向数据传输。
4.根据权利要求1所述的一种智能调光系统，其特征在于：网关与云平台之间采用有线网络或WIFI的方式实现双向数据传输。
5.根据权利要求1所述的一种智能调光系统，其特征在于：PLC-LED灯具与网关之间采用PLC实现双向数据传输。
6.一种智能调光系统的调光方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，APP通过蓝牙连接蓝牙照度色温计，蓝牙照度色温计会读取环境的色温和照度值，并通过蓝牙将读取的数据发送到APP；
S2，APP上选择需要调节设备，设置好要调节的目标值以及调整值；
S3，点击APP上的自动调节指令，发送启动反馈调节功能命令给云平台；
S4，云平台接收到启动反馈调节功能命令则记录本次调节功能启动时间；
S5，云平台回发收到启动反馈调节功能命令的消息，将发送启动反馈调节功能指令给对应蓝牙照度色温计；
S6，对应蓝牙照度色温计接收到反馈调节功能启动指令后，执行定时1秒/次的频率上报照度、色温数据给APP，直到接收到反馈调节功能停止指令为止；APP上报蓝牙照度色温计读取到照度、色温数据到云平台，比较当前蓝牙照度色温计上报的照度值及色温值是否满足目标值范围；若满足，则执行步骤S10；若不满足，则执行步骤S7；
S7，云平台保存蓝牙照度色温计上报的照度、色温数据；
S8，APP将设定的照度及色温目标值发送给云平台，云平台根据设定的目标值发送调光调色指令给PLC-LED灯具；
S9，PLC-LED灯具执行调光调色指令，同时返回调节结果给云平台，云平台返回调节结果给APP；
S10，发送停止反馈调节功能命令给云平台，云平台接收到停止反馈调节功能命令则记录本次反馈调节功能结束时间；
S11，云平台接收到停止反馈调节功能命令后回发信息给APP，APP收到云平台的回发信息后，将停止反馈调节功能命令发送给蓝牙照度色温计，即完成自动调光调色的步骤。
7.根据权利要求6所述的一种智能调光系统的调光方法，其特征在于：步骤S9中，PLC-LED灯具执行调光调色指令的具体步骤：开启PLC-LED灯具到色温20%和照度20%，算法延时5S，等待色温的数值和照度的数值稳定后进行自动调节,且先进行调节色温，再进行调节照度。
8.根据权利要求7所述的一种智能调光系统的调光方法，其特征在于：调节色温的具体方法为：当色温数值为上一次±5的范围内，为稳定状态，第一次处于稳定状态时，进行调节，后续稳定状态不进行调节，当调节后15s内未出现变化，则主动进行下一次调节；根据当前百分比，调节到预设值，计算1%对应的色温值colorStep：变化值/60，根据目标值计算要调节的百分比deltaColor，当deltaColor在-10~-5或5~10范围时，进行3%的微调，当deltaColor在-4~4范围时，进行1%的微调，根据和上一次微调结果对比，选取最接近的结果，完成调节，当超过极限值时：第一次，根据极限位置实际色温值进行调节；第二次，结束调节，至此色温调节部分完成。
9.根据权利要求7所述的一种智能调光系统的调光方法，其特征在于：调节照度的具体方法为：当照度数值为上一次±5的范围内，为稳定状态，第一次处于稳定状态时，进行调节，后续稳定状态不进行调节，当调节后15s内未出现变化，则主动进行下一次调节，根据当前百分比，调节到预设值，计算1%对应的照度值BrightnessStep：变化值/60，根据目标值计算要调节的百分比deltaBrightness，当deltaBrightness在-10~-5或5~10范围时，进行3%的微调，当deltaBrightness在-4~4范围时，进行1%的微调，根据和上一次微调结果对比，选取最接近的结果，完成调节，当超过极限值时：第一次，根据极限位置实际照度值进行调节；第二次，结束调节，至此照度调节部分完成。
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