CN116234118A - 基于光照的自动调光系统和方法 - Google Patents

基于光照的自动调光系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种基于光照的自动调光系统和方法，其通过调光灯具中的光照度采集模块采集环境的光照度数据，并通过灯控网关将光照度数据传输至服务器，服务器基于光照度数据确定调光值，并基于调光值生成调光命令，灯控网关将调光命令发送至调光灯具，以使调光灯具的光度值调整至所述调光值，从而实现基于环境光照变化的智能调光功能。

Description

基于光照的自动调光系统和方法
技术领域
本发明涉及智能调光技术领域，具体涉及一种基于光照的自动调光系统和方法。
背景技术
目前市面上大多数灯具通过二维系统控制实现简单的开关调光操作，不能满足办公场所、工业场所节能环保需求，同时不能实现灯具控制、灯具安装位置确认等需求。
综上，对提高节能环保的同时，实现灯具控制功能，且减少不必要的能源浪费具有一定需求。
发明内容
本发明旨在提供一种基于光照的自动调光系统和方法，能够基于环境光照变化实现智能调光功能。
根据第一方面，一种实施例中提供一种基于光照的自动调光系统，包括：
多个调光灯具，每个调光灯具上设置有光照度采集模块，所述光照度采集模块用于采集相应的调光灯具所处环境的光照度数据；
灯控网关，用于获取所述光照度数据，并对所述光照度数据进行编码加密后，得到编码加密数据；
服务器，用于获取所述编码加密数据，并对所述编码加密数据进行解码解密操作，得到光照度数据；所述服务器还用于基于所述光照度数据，确定调光值，并基于所述调光值生成调光命令；
所述灯控网关还用于获取所述调光命令，并对所述调光命令进行解析，将解析后的调光命令发送至相应调光灯具，以使调光灯具的光度值调整至所述调光值。
在一实施例中，所述服务器还用于按照预设时间间隔生成并发送一采集光照度命令；
灯控网关，用于获取所述采集光照度命令，并对所述采集光照度命令进行解析，得到解析后的命令代码，将解析后的命令代码发送至所述光照度采集模块，以使所述光照度采集模块采集一次光照度数据。
在一实施例中，基于所述光照度数据，确定调光值包括：
根据以下公式计算所述调光值DIM：
DIM＝(lux_max-lux_Value)/dim_temp
其中，dim_temp＝(lux_max-lux_min)/(100-7)，dim_temp为中间变量，lux_max为采集的最大光照度数据，lux_min为采集的最小光照度数据，lux_Value为当前采集的光照度数据。
在一实施例中，所述调光灯具包括：
控制模块，用于控制所述调光灯具执行调光或照明功能；
通信模块，用于与所述灯控网关进行数据传输。
在一实施例中，所述通信模块包括RS485通信电路和/或LORA通信电路。
在一实施例中，还包括：
人机交互装置，用于供用户输入命令以及显示所述调光值。
根据第二方面，一种实施例中提供一种基于光照的自动调光方法，包括：
调光灯具中的光照度采集模块采集相应的调光灯具所处环境的光照度数据；
灯控网关获取所述光照度数据，并对所述光照度数据进行编码加密后，得到编码加密数据；
服务器获取所述编码加密数据，并对所述编码加密数据进行解码解密操作，得到光照度数据；所述服务器再基于所述光照度数据，确定调光值，并基于所述调光值生成调光命令；
所述灯控开光获取所述调光命令，并对所述调光命令进行解析，将解析后的调光命令发送至相应调光灯具，以使调光灯具的光度值调整至所述调光值。
在一实施例中，还包括：
服务器按照预设时间间隔生成并发送一采集光照度命令；
灯控网关获取所述采集光照度命令，并对所述采集光照度命令进行解析，得到解析后的命令代码，将解析后的命令代码发送至所述光照度采集模块，以使所述光照度采集模块采集一次光照度数据。
在一实施例中，基于所述光照度数据，确定调光值包括：
根据以下公式计算所述调光值DIM：
DIM＝(lux_max-lux_Value)/dim_temp
其中，dim_temp＝(lux_max-lux_min)/(100-7)，dim_temp为中间变量，lux_max为采集的最大光照度数据，lux_min为采集的最小光照度数据，lux_Value为当前采集的光照度数据。
依据上述实施例的基于光照的自动调光系统和方法，其通过调光灯具中的光照度采集模块采集环境的光照度数据，并通过灯控网关将光照度数据传输至服务器，服务器基于光照度数据确定调光值，并基于调光值生成调光命令，灯控网关将调光命令发送至调光灯具，以使调光灯具的光度值调整至所述调光值，从而实现基于环境光照变化的智能调光功能。
附图说明
图1为本发明实施例的基于光照的自动调光系统的结构示意图；
图2为光照度采集模块的电路示意图；
图3为控制模块的电路示意图；
图4为RS485通信电路的电路示意图；
图5为或LORA通信电路的电路示意图；
图6为本发明实施例的基于光照的自动调光方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
在本发明实施例中，基于调光灯具中的光照度采集模块所采集的环境的光照度数据，确定在该环境光照下调光灯具的调光值，从而控制调光灯具的光度值调整至该调光值，以实现基于环境光照变化的智能调光功能。
请参考图1，图1为本发明实施例的基于光照的自动调光系统的结构示意图，以下简称自动调光系统，自动调光系统包括：多个调光灯具101、灯控网关102和服务器103，其中，灯控网关102连接于调光灯具101和服务器103之间，以用于调光灯具101和服务器103的通讯。本发明实施例将所需的实验环境1:1还原为实际场景，并将所安装部署的多个调光灯具101、电箱等智能设备放置在对应环境的安装位置。
每个调光灯具101上设置有光照度采集模块，光照度采集模块用于采集相应的调光灯具所处环境的光照度数据。这样，光照度采集模块采集的光照度数据即为相应的调光灯具所处环境的当前光照度。
灯控网关102用于获取光照度数据，并对光照度数据进行编码加密后，得到编码加密数据。由于调光灯具101和服务器103之间无法直接进行数据、命令的交互传输，需要灯控网关102对数据进行解析、编码等操作后，才能实现调光灯具101和服务器103之间的数据、命令传输。因此，当调光灯具102发送光照度数据给灯控网关102后，灯控网关102对光照度数据进行编码加密后，形成能够传输至服务器103的编码加密数据，并将该编码加密数据发送至服务器器103。
服务器103用于获取编码加密数据，并对编码加密数据进行解码解密操作，得到光照度数据；此外，服务器103还用于基于光照度数据，确定调光值，并基于调光值生成调光命令。
灯控网关102还用于获取调光命令，并对调光命令进行解析，将解析后的调光命令发送至相应调光灯具101，以使调光灯具的光度值调整至调光值。灯控网关102接收到调光命令后，需解析得到调光命令中所对应的调光值，并将该调光值发送给调光灯具101。需要说明的是，调光灯具101中还包括有控制模块、通信模块以及驱动模块等电路模块，用以实现调光灯具101的至少一项功能。
在一实施例中，服务器103会按照预设时间间隔生成并发送一采集光照度命令；灯控网关102用于获取该采集光照度命令，并对采集光照度命令进行解析，得到解析后的命令代码，将解析后的命令代码发送至光照度采集模块，以使光照度采集模块采集一次光照度数据。这样，调光灯具101中的光照度采集模块能够在接收到一次光照度命令时，采集一次光照度数据。
在一实施例中，服务器103基于光照度数据，确定调光值包括：
根据以下公式计算调光值DIM：
DIM＝(lux_max-lux_Value)/dim_temp
其中，dim_temp＝(lux_max-lux_min)/(100-7)，dim_temp为中间变量，lux_max为采集的最大光照度数据，lux_min为采集的最小光照度数据，lux_Value为当前采集的光照度数据。
其中，服务器103中具有数据库，上述最大光照度数据、最小光照度数据、当前采集的光照度数据以及计算得到的调光值等数据均保存在数据库中，以便后期使用时调用。
此外，本实施例提供的自动调光系统还包括：人机交互装置，该人机交互装置用于供用户输入命令以及显示调光值等数值。人机交互装置可以为可触摸显示屏等装置。
下面对调光灯具101中的主要电路模块进行说明。
调光灯具101中至少包括：光照度采集模块、控制模块和通信模块等电路模块，其中，光照度采集模块用于采集相应的调光灯具所处环境的光照度数据，控制模块用于控制调光灯具101执行调光或照明功能，通信模块用于与灯控网关进行数据传输。
请参考图2，图2示出了光照度采集模块电路的一个例子，光照度采集模块包括光照传感器U5、电阻R4、电阻R5、电阻R22、电阻R21、电容C4和电容C5，其中，光照传感器U5的VCC引脚连接3.3V电源提供端和电容C5的一端，电容C5的另一端连接地，光照传感器U5的ADDR引脚通过电阻R4连接地，光照传感器U5的GND引脚连接地，光照传感器U5的EP引脚悬空，光照传感器U5的SCL引脚通过电阻R22连接3.3V电源提供端，光照传感器U5的DVI引脚连接电阻R21的一端和电容C4的一端，电阻R21的另一端连接3.3V电源提供端，电容C4的另一端连接地，光照传感器U5的SDA引脚通过电阻R5连接3.3V电源提供端。
请参考图3，图3示出了控制模块电路的一个例子，控制模块包括单片机芯片U3，单片机U3的型号为M031FB0AE，单片机芯片U3的外围电路如图3所示，本实施例不再赘述。
本实施例中控制模块可通过RS485通信电路和/或LORA通信电路与灯控网关102进行通信，请参考图4和图5，图4为RS485通信电路的一个例子，如图5为LORA通信电路的一个例子。
由此，单片机芯片U3通过LORA通信电路或者RS485通信电路获取服务器103通过灯控网关102传输的命令，并计算出命令代码，采用IIC通信方式来读取光照传感器U5采集的光照度数据，光照传感器U5将采集的光照度数据回传给单片机芯片U3，单片机芯片U3再通过LORA通信电路或者RS485通信电路回传给服务器103，服务器103获得光照度数据后，将采集的光照度数据进行调光值计算处理，再将计算好的调光值下发到调光灯具101中的单片机芯片U3，通过单片机芯片U3输出相应的控制信号至其照明灯的驱动电路中，以实现光感实时调光。
综上，本发明实施例提供的自动调光系统的工作流程如下：
服务器103中设置有定时任务，每隔预设时间下发采集光照度命令，通过以太网或者4G无线网络下发到灯控网关102，灯控网关102通过对应的协议代码进行解析，解析后的命令代码通过RS485总线通信或者LORA无线通信传输给调光灯具101中的光照度传感器(光照度采集模块)，光照度传感器采集光照度数据，将光照度数据通过RS485总线通信或者LORA无线通信回传灯控网关102，灯控网关102在进行CRC编码加密后传回服务器103，服务器103处理采集的光照度数据后，通过对比光照度值来计算出调光值，然后下发调光值对应的调光命令到灯控网关102，灯控网关102将解析后的命令代码通过RS485总线通信或者LORA无线通信传输给调光灯具101中的控制模块，控制模块根据命令代码，输出相应的控制信号至驱动电路，驱动电路执行对应的操作指令，实现光感实时调光。
请参考图6，本发明实施例还提供了一种基于光照的自动调光方法，包括步骤201至步骤204，下面详细说明。
步骤201：调光灯具中的光照度采集模块采集相应的调光灯具所处环境的光照度数据。
步骤202：灯控网关获取所述光照度数据，并对光照度数据进行编码加密后，得到编码加密数据。
步骤203：服务器获取编码加密数据，并对编码加密数据进行解码解密操作，得到光照度数据；服务器再基于光照度数据，确定调光值，并基于调光值生成调光命令。
步骤204：灯控网关获取调光命令，并对调光命令进行解析，将解析后的调光命令发送至相应调光灯具，以使调光灯具的光度值调整至调光值。
需要说明的是，上述方法步骤的具体实施方式在上述实施例中已进行了详细说明，此处不再赘述。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种基于光照的自动调光系统，其特征在于，包括：
多个调光灯具，每个调光灯具上设置有光照度采集模块，所述光照度采集模块用于采集相应的调光灯具所处环境的光照度数据；
灯控网关，用于获取所述光照度数据，并对所述光照度数据进行编码加密后，得到编码加密数据；
服务器，用于获取所述编码加密数据，并对所述编码加密数据进行解码解密操作，得到光照度数据；所述服务器还用于基于所述光照度数据，确定调光值，并基于所述调光值生成调光命令；
所述灯控网关还用于获取所述调光命令，并对所述调光命令进行解析，将解析后的调光命令发送至相应调光灯具，以使调光灯具的光度值调整至所述调光值。
2.如权利要求1所述的基于光照的自动调光系统，其特征在于，所述服务器还用于按照预设时间间隔生成并发送一采集光照度命令；
灯控网关，用于获取所述采集光照度命令，并对所述采集光照度命令进行解析，得到解析后的命令代码，将解析后的命令代码发送至所述光照度采集模块，以使所述光照度采集模块采集一次光照度数据。
3.如权利要求1所述的基于光照的自动调光系统，其特征在于，基于所述光照度数据，确定调光值包括：
根据以下公式计算所述调光值DIM：
DIM＝(lux_max-lux_Value)/dim_temp
其中，dim_temp＝(lux_max-lux_min)/(100-7)，dim_temp为中间变量，lux_max为采集的最大光照度数据，lux_min为采集的最小光照度数据，lux_Value为当前采集的光照度数据。
4.如权利要求1至3中任一项所述的基于光照的自动调光系统，其特征在于，所述调光灯具包括：
控制模块，用于控制所述调光灯具执行调光或照明功能；
通信模块，用于与所述灯控网关进行数据传输。
5.如权利要求4所述的基于光照的自动调光系统，其特征在于，所述通信模块包括RS485通信电路和/或LORA通信电路。
6.如权利要求1至3中任一项所述的基于光照的自动调光系统，其特征在于，还包括：
人机交互装置，用于供用户输入命令以及显示所述调光值。
7.一种基于光照的自动调光方法，其特征在于，包括：
调光灯具中的光照度采集模块采集相应的调光灯具所处环境的光照度数据；
灯控网关获取所述光照度数据，并对所述光照度数据进行编码加密后，得到编码加密数据；
服务器获取所述编码加密数据，并对所述编码加密数据进行解码解密操作，得到光照度数据；所述服务器再基于所述光照度数据，确定调光值，并基于所述调光值生成调光命令；
所述灯控网关获取所述调光命令，并对所述调光命令进行解析，将解析后的调光命令发送至相应调光灯具，以使调光灯具的光度值调整至所述调光值。
8.如权利要求7所述的基于光照的自动调光方法，其特征在于，还包括：
服务器按照预设时间间隔生成并发送一采集光照度命令；
灯控网关获取所述采集光照度命令，并对所述采集光照度命令进行解析，得到解析后的命令代码，将解析后的命令代码发送至所述光照度采集模块，以使所述光照度采集模块采集一次光照度数据。
9.如权利要求7所述的基于光照的自动调光方法，其特征在于，基于所述光照度数据，确定调光值包括：
根据以下公式计算所述调光值DIM：
DIM＝(lux_max-lux_Value)/dim_temp
其中，dim_temp＝(lux_max-lux_min)/(100-7)，dim_temp为中间变量，lux_max为采集的最大光照度数据，lux_min为采集的最小光照度数据，lux_Value为当前采集的光照度数据。
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