RU2598172C2 - Система управления электрическим светом и дневным светом с двухрежимным датчиком света - Google Patents

Система управления электрическим светом и дневным светом с двухрежимным датчиком света Download PDF

Info

Publication number
RU2598172C2
RU2598172C2 RU2013151796/28A RU2013151796A RU2598172C2 RU 2598172 C2 RU2598172 C2 RU 2598172C2 RU 2013151796/28 A RU2013151796/28 A RU 2013151796/28A RU 2013151796 A RU2013151796 A RU 2013151796A RU 2598172 C2 RU2598172 C2 RU 2598172C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
light source
intensity
space
amount
Prior art date
Application number
RU2013151796/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013151796A (ru
Inventor
Дагначев БИРРУ
Эдуард Йоханнес МЕЙЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2013151796A publication Critical patent/RU2013151796A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2598172C2 publication Critical patent/RU2598172C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/12—Controlling the intensity of the light using optical feedback
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
    • E06B9/28—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds with horizontal lamellae, e.g. non-liftable
    • E06B9/30—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds with horizontal lamellae, e.g. non-liftable liftable
    • E06B9/32—Operating, guiding, or securing devices therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/68—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/11—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the brightness or colour temperature of ambient light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/68—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
    • E06B2009/6809—Control
    • E06B2009/6818—Control using sensors
    • E06B2009/6827—Control using sensors sensing light
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Blinds (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам управления электрическим светом, позволяющим управлять яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник света и внешний источник света. Двухрежимный датчик (106) света измеряет и рассчитывает количество внешнего света и электрического света, попадающее на его сенсорную поверхность. Отдельные измеренные компоненты света (общий свет, электрический свет и внешний свет) передаются на контроллер (103) оконной драпировки и контроллер (102) электрического света. Контроллеры (102, 103) используют эту информацию, обеспечивая оптимальное управление условием освещения и снижая потребление энергии. Оба контроллера (102, 103) функционируют одновременно и независимо и связаны через двухрежимный датчик (106). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системам управления освещением и, более конкретно, к способу и системе для управления яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник света и внешний источник света.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы управления современных зданий для управления электрическим светом и дневным светом в основном используют независимые ручные системы управления. Недавно на рынке были представлены улучшенные системы, которые используют датчики дневного света, чтобы управлять электрическим освещением согласно количеству дневного света, входящего в пространство. Эти системы используют измерение общего уровня освещенности, чтобы управлять уровнем затемнения электрического света. Также были представлены механизированные шторы, чтобы управлять количеством дневного света, входящего в пространство. Эти улучшенные подсистемы (дневной свет через окна и электрическое освещение) все еще функционируют независимо друг от друга. Такие системы, функционирующие независимо, но влияющие на одну переменную, например освещение в комнате, не только являются неэффективными с точки зрения энергосбережения, но также могут приводить к неудовлетворенностям пользователя. Исследование показало, что, когда жильцы не удовлетворены автоматическим управлением, они часто возвращаются к ручному управлению, аннулируя цели автоматического управления, что приводит к снижению преимуществ, таких как энергосбережение. Использование объединенного управления, однако, может привести к дополнительному энергосбережению и также может снизить неудовлетворенность пользователя.
Недавно объединенные системы управления были раскрыты в некоторых патентах США. Ниже представлено два примера.
Патент США № 7085627 B2 раскрывает объединенное управление шторами окна и электрическим освещением. Эта система основана на центральном контроллере, но она не использует датчики дневного света, чтобы регулировать уровень освещения. Она является управляемой вручную системой. Хотя контроллер изображен как объединенный контроллер, управление оконными драпировками и освещением, по существу, выполняется вручную и независимо.
Патент США № 7111952 B2 раскрывает объединенный контроллер для оконных драпировок и электрического освещения. Эта система включает в себя распознавание дневного света, чтобы управлять уровнями затемнения электрического освещения и количеством дневного света в комнате. Эта система использует центральный контроллер для управления подсистемами. Однако функционирование является последовательным, то есть сначала оконные драпировки регулируются, пока не будут полностью открыты/закрыты, а затем электрическое освещение регулируется, чтобы обеспечить оставшийся требуемый свет.
Одним общим недостатком вышеупомянутых изобретений является то, что они функционируют последовательно, например сначала оконные шторы полностью закрываются/открываются, после чего следует функционирование электрического освещения. Такая система имеет вероятность не удовлетворять пользователя. Например, когда пользователь изменяет заданные значения или датчик наличия объекта детектирует изменяющиеся условия и настройки должны быть изменены (например, из положения ВЫКЛ в положение ВКЛ), пользователи будут вынуждены ждать, пока последовательное функционирование не будет завершено, чтобы увидеть, удовлетворены ли их предпочтения относительно освещения. Так как оконные драпировки функционируют медленно, общее время ожидания может составлять несколько секунд, если не минуту или более. С сегодняшней необходимостью в быстрых откликах пользователи могут не одобрять такое долгое время ожидания и в конце концов вернуться к полностью ручному управлению.
Вдобавок объединенная система управления, упомянутая выше, использует центральный контроллер, чтобы управлять как оконными драпировками, так и электрическим освещением, требуя средств связи между подсистемами.
Альтернативным подходом является разделение общей измеряемой яркости света как с системой оконной драпировки, так и с системой электрического света с тем, чтобы обе системы пытались независимо удовлетворять условиям заданного значения освещения. Такая система имеет две совершенно независимые замкнутые системы управления с обратной связью, которые работают на один результат, то есть общий уровень освещения в комнате. Однако такая система имеет некоторые характерные проблемы и не гарантирует оптимальное функционирование для энергосбережения и предоставления необходимого дневного света пользователям. Главная проблема вызывается двумя независимыми контурами управления с различными временными ограничениями, «борющимися» друг с другом, чтобы удовлетворить требованиям заданных значений. Из-за этой проблемы широкое использование этих стратегий ограничено, хотя имеет значение и неудовлетворенность пользователя и сниженное энергосбережение.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее раскрытие предоставляет независимые замкнутые системы управления, хотя функционирование контуров управления связано через измеренные компоненты освещения, с тем, чтобы вышеупомянутые проблемы могли быть уменьшены или преодолены.
Настоящее раскрытие описывает систему для управления внешним светом (например, дневным светом или солнечным светом) и электрическим светом в пространстве с тем, чтобы как электрическое освещение, так и оконные драпировки (например, шторы, заслонки, т.д.) функционировали параллельно (не последовательно), без необходимости взаимодействия друг с другом, и в то же время снижалось потребление энергии и удовлетворялись требования заданных значений пользователя. Их функционирование связано через знание компонентов внешнего света и электрического света в пространстве, измеренных двухрежимным датчиком света. Примеры двухрежимного датчика света включают в себя спектральные датчики света, системы измерения кодированного света и прочего, которые могут выделять компонент внешнего света и компонент электрического света в пространстве. Несколько примеров сенсорных схем описаны ниже.
Конкретные варианты осуществления в материалах настоящей заявки включают в себя систему для управления как электрическим светом, так и внешним светом, использующую датчики света или методики измерения и оценки, которые могут предоставлять компоненты внешнего света и электрического света в пространстве. Ниже представлено несколько примерных признаков.
- Система измеряет условия внешнего и внутреннего освещения с помощью датчиков и, используя результаты измерения, регулирует оконные драпировки и электрическое освещение.
- Внутренний датчик света передает отдельные измеренные значения света (например, компоненты внешнего света, электрического света и общего света) как на контроллер электрического света, так и на контроллер оконных драпировок.
- Контроллер оконных драпировок и контроллер электрического света используют информацию датчика, чтобы регулировать оптимальные условия освещения в пространстве.
- Контроллер оконных драпировок и контроллеры электрического света связаны через двухрежимный внутренний датчик света или измерительную систему, чтобы предоставить компоненты освещения. Таким образом, для оптимального функционирования нет необходимости в прямой связи между электрическим светом и оконной драпировкой.
- Система управляет условием освещения таким образом, что удовлетворяются заданные значения освещения пользователя и цели энергопотребления.
- Другие датчики, такие как датчики температуры и наличия объекта, также могут быть интегрированы в систему.
- Дополнительные признаки, такие как управление ослепляющим светом, также могут быть интегрированы в систему.
- Система также может быть связана с базой данных прогнозирования погоды в реальном времени, чтобы улучшить производительность системы.
В одном из вариантов осуществления изобретение относится к способу управления яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник света и внешний источник света. Способ состоит в том, что измеряют отельные компоненты интенсивности света от источников света в местоположении внутри пространства, управляют уровнем интенсивности установленного источника света и количеством света от внешнего источника света, входящего в пространство, на основании измеренных интенсивностей света, и регулируют уровень интенсивности установленного источника света и количество внешнего света, входящего в пространство, одновременно, чтобы оптимизировать условия, чтобы объединенная измеренная интенсивность света от упомянутых источников света была как можно ближе к предопределенному целевому уровню яркости в местоположении и чтобы количество энергии, потребляемое установленным источником света, минимизировалось.
В другом варианте осуществления изобретение относится к системе для управления яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник света и внешний источник света. Система включает в себя: датчик для измерения отдельных компонентов интенсивности света от источников света в местоположении внутри пространства, первый контроллер для управления уровнем интенсивности установленного источника света и второй контроллер для управления количеством света от внешнего источника света, входящего в пространство, на основании измеренных интенсивностей света, при этом контроллеры выполнены с возможностью регулировать уровень интенсивности установленного источника света и количество внешнего света, входящего в пространство, одновременно, чтобы оптимизировать условия, чтобы объединенная измеренная интенсивность света от упомянутых источников света была как можно ближе к предопределенному целевому уровню яркости в местоположении и чтобы количество энергии, потребляемое установленным источником света, минимизировалось.
В другом варианте осуществления изобретение относится к постоянному машиночитаемому носителю, содержащему сохраненные на нем команды для побуждения процессора выполнять процесс управления яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник света и внешний источник света. Процесс состоит в том, что измеряют отельные компоненты интенсивности света от источников света в местоположении внутри пространства, управляют уровнем интенсивности установленного источника света и количеством света от внешнего источника света, входящего в пространство, на основании измеренных интенсивностей света, и регулируют уровень интенсивности установленного источника света и количество внешнего света, входящего в пространство, одновременно, чтобы оптимизировать условия, чтобы объединенная измеренная интенсивность света от упомянутых источников света была как можно ближе к предопределенному целевому уровню яркости в упомянутом местоположении и чтобы количество энергии, потребляемое установленным источником света, минимизировалось.
В целом различные аспекты изобретения могут быть объединены и соединены любым возможным способом в пределах объема изобретения. Предмет изобретения, который рассматривается как изобретение, конкретно выделяется и отдельно заявляется в формуле изобретения в заключительной части описания изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеизложенные и другие признаки и преимущества изобретения будут очевидны из последующего подробного описания, рассматриваемого в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Фиг. 1 показывает структурную схему высокого уровня системы управления освещением согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 2 показывает блок-схему последовательности операций функционирования контроллера оконной драпировки (штор), согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций функционирования контроллера электрического света согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 4 показывает структурную схему высокого уровня системы управления освещением согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 5 показывает использование спектрального датчика согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 6 показывает использование кодированного света согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 7 показывает использование направленного двойного датчика согласно варианту осуществления изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
В одном из вариантов осуществления система управления получается любым аналитическим способом. Главной задачей является минимизация функции стоимости, состоящей из ошибки заданного значения освещения и потребления энергии.
Фиг. 1 показывает вариант осуществления реализации, описанной в материалах настоящей заявки. Система 100 включает в себя как оконную драпировку 105, так и электрический свет 104, имеющие свои собственные контроллеры 103 и 102 соответственно. Пользовательский ввод 101 (пользовательский ввод заданного значения) и данные датчика от датчика 106 предоставляются обеим системам. Внутренний датчик 106 света является датчиком, который может раскладывать общее измеренное значение интенсивности света на компонент внешнего света и компонент электрического света. Система может включать в себя фотодатчик 107 для измерения интенсивности внешнего света (например, солнечного света).
Контроллер 103 оконной драпировки использует информацию от датчика 106 и, по выбору, датчика 107, чтобы регулировать количество внешнего света, принимаемого через окно в пространство таким образом, что требование пользователя (заданное значение) удовлетворено и потребление энергии минимизируется. Контроллер 102 электрического света также выполняет схожие функции. Предпочтительно, как контроллер 102 электрического света, так и контроллер 103 оконной драпировки функционируют одновременно параллельно, без необходимости взаимодействовать друг с другом.
Отметим, что количество осветительных приборов и оконных штор будет зависеть от конкретного применения. Взаимодействие между пользовательскими вводами, оконными драпировками и электрическим освещением может происходить через локальное специализированное соединение (проводное или беспроводное) или через базовую сеть, такую как сеть предприятия для управления данными и/или зданием.
Фиг. 2 и 3 показывают упрощенные блок-схемы последовательности операций функционирования системы согласно варианту осуществления, описанному в материалах настоящей заявки. Фиг. 2 показывает блок-схему 200 последовательности операций функционирования контроллера оконной драпировки, а фиг. 3 показывает блок-схему 300 последовательности операций для контроллера электрического света в случае, когда контроллер оконной драпировки принимает компоненты как дневного света, так и электрического света (EL) внутреннего пространства. Его режим функционирования изменяется на основании величины компонента электрического света в пространстве (EL < порогового значения). В этом случае электрический свет функционирует как стандартный контроллер сбора дневного света. Например, система сбора дневного света, использующая датчик уровня освещенности, фотодатчик, чтобы детектировать уровень превалирующего света, светимость или яркость, в разомкнутых или замкнутых системах. В разомкнутой системе фотодатчик детектирует только количество доступного дневного света и может располагаться на внешней стене, или крыше здания, или внутри здания, будучи направленным на окно или верхний свет. В замкнутой системе фотодатчик детектирует общее фотометрическое количество света как от дневного света, так и от электрических источников в пространстве. Например, в офисе замкнутый фотодатчик может располагаться на потолке, быть направленным на рабочие столы, чтобы детектировать количество света на рабочей поверхности.
Со ссылкой на фиг. 2, на этапе 201 производится определение того, находится ли система оконной драпировки в автоматическом режиме. Для простоты иллюстрации оконные драпировки в данном примере являются оконными шторами. Если да, тогда на этапе 202 производится определение того, удовлетворяется ли заданное значение, и открыты ли шторы не полностью, и включен ли EL. Если да, на этапе 203 производится определение того, является ли интенсивность EL меньше или равной пороговому значению. Если да, на этапе 204 производится определение того, выше ли освещенность в пространстве, чем необходимо. Если да, на этапе 205 контроллер оконной драпировки уменьшает отверстие штор, чтобы впускать меньше внешнего света в пространство.
Если определение на этапе 203 в результате дает нет, тогда на этапе 206 производится определение того, выше ли освещенность в пространстве, чем необходимо. Если да, на этапе 208 контроллер оконной драпировки медленно уменьшает отверстие штор.
Если определение на этапе 204 или этапе 206 в результате дает нет, тогда на этапе 207 контроллер оконной драпировки увеличивает отверстие штор, чтобы впускать больше внешнего света в пространство. Отметим, что ссылка на «дневной свет не ограничивает наружное освещение пространства солнечным светом или дневным светом. Также ссылка на «шторы» не ограничивает оконные драпировки оконными шторами.
Со ссылкой на фиг. 3, на этапе 301 производится определение того, находится ли система электрического света в автоматическом режиме. Если да, тогда на этапе 302 производится определение того, удовлетворяется ли заданное значение. Если да, на этапе 303 производится определение того, выше ли освещенность в помещении, чем необходимо. Если да, на этапе 304 контроллер электрического света увеличивает затемнение электрического света. Если нет, на этапе 305 контроллер электрического света уменьшает затемнение электрического света.
В варианте осуществления следующий алгоритм управления может использоваться для реализации одновременного управления компонентами электрического света и внешнего света.
Получение алгоритма управления
В одном из вариантов осуществления подход состоит в использовании адаптивных контроллеров, которые основаны на градиентном подходящем алгоритме, чтобы минимизировать функцию стоимости. Другие варианты включают в себя традиционные контроллеры, такие как ПИ, ПИД, т.д. Ниже описан первый вариант, чтобы проиллюстрировать базовую теоретическую основу для системы, описанной выше.
Одной общей схемой является управление как оконными драпировками, так и электрическим освещением с тем, чтобы они пытались снизить ошибку освещения и потребление энергии в пространстве. Такая цель приводит к следующей адаптивной системе:
Figure 00000001
где x и w - адаптируемые переменные, представляющие электрический свет и оконную драпировку соответственно, e - ошибка освещения, например разница между заданным значением пользователя и измеренным уровнем освещения, E пропорционально потреблению энергии, а µ - небольшие положительные константы (размеры адаптационного шага). Последние два члена являются величиной, на которую электрическое освещение и оконные драпировки будут отрегулированы для каждого цикла адаптивного управления. Здесь n является индикатором цикла.
Член ошибки освещения e может быть дополнительно описан как
e(n)=y(n)-u
где u - желаемое заданное значение пользователя, y(n) - показатель внутреннего датчика света. Внутренний свет может быть описан как
y(n)=dl(n)*w(n)+x(n)
где dl - уровень доступного внешнего освещения (например, дневного света). Подобным образом, используя вышеупомянутые соотношения, потребление энергии электрического освещения может быть описано как
Figure 00000002
Используя вышеупомянутые соотношения и после дополнительных упрощений замкнутая система управления может быть описана посредством
x(n)=x(n-1)-μ1e(n)-μ2x(n)
w(n)=w(n-1)-μ3e(n)dl(n)+μ4x(n)
Как видно из вышеприведенных уравнений, присутствие одинаковых e(n) и x(n) в обоих уравнениях иллюстрирует взаимодействие между выходами внешнего света и электрического света.
Вышеприведенная общая система пытается найти хороший баланс между сниженным потреблением энергии и удовлетворением заданных значений пользователя. Это означает, что иногда заданные значения пользователя могут не выполняться полностью, чтобы сэкономить энергию. Это может происходить в случаях, когда нет достаточного количества внешнего света, чтобы удовлетворить требованиям, и интенсивность электрического света должна быть значительно увеличена, что может не удовлетворять энергетическим требованиям.
Альтернативным решением является решение, которое основано на удовлетворении заданной точки пользователя, но все еще уменьшает потребление энергии. Такая система может быть получена посредством изменения адаптивных уравнений как
Figure 00000003
Дополнительное упрощение приводит к следующей адаптивной системе
x(n)=x(n-1)-μ1e(n)
w(n)=w(n-1)-μ3e(n)dl(n)+μ4x(n)
В этой системе контроллер освещения просто пытается удовлетворить заданному значению пользователя (то есть сниженной ошибке освещения). Однако система оконной драпировки пытается выполнить обе цели, то есть удовлетворить заданным значениям пользователя и «заставить» электрический свет экономить энергию. Система оконной драпировки делает это посредством допуска как можно большего количества внешнего света с тем, чтобы электрическое освещение уменьшалось соответственно.
Фиг. 4 показывает упрощенные структурные схемы 400 одного из вариантов осуществления реализации данного подхода. Система пытается удовлетворить требуемому уровню 403 яркости. Внутренний датчик 404 света измеряет общий свет, y(n), и компонент электрического света, x(n). Датчик 405 внешнего света измеряет компонент внешнего света dl(n). Данные общего света передаются на контроллер 401 электрического света для управления уровнем уменьшения электрического освещения 406. Данные о компонентах как внешнего света, так и электрического света передаются на контроллер 402 оконной драпировки, который управляет механизированными оконными драпировками (например, шторами) 407.
Сенсорная схема
Система двухрежимного внутреннего датчика может быть сконструирована множеством способов. Ниже приведены несколько описаний этих сенсорных схем. Эти схемы предоставляют различные соотношения производительность/сложность. Раскрытая система не ограничена использованием этих сенсорных схем.
1) Спектральный датчик
Как показано на фиг. 5, спектральный датчик 503 распознает компоненты электрического света 502 и внешнего света 501 из измеренного спектра света. Спектральный датчик 503 использует известные характеристики электрического света и внешнего света, чтобы выделить их соответствующие интенсивности освещения. Идентификация может быть реализована, используя настроенные на спектр фильтры и фотодиоды. На фиг. 5 504 и 506 являются примерами светового спектра некоторых источников внешнего света и электрического света, а 505 и 507 являются примерными характеристиками спектральных фильтров.
2) Датчик кодированного света
В этой сенсорной схеме электрический свет 602 с фиг. 6 передает кодированную информацию 604, наложенную на общее освещение 605. Сенсорная схема извлекает силу кодированного светового сигнала, оценивает интенсивность электрического света и компонент внешнего света 601 из этой силы сигнала и общего измерения света датчиком 603.
3) Двойные фотодатчики
Этот способ использует двойные фотодатчики 703 с фиг. 7 на окне, один, смотрящий в направлении 704 внешнего источника света, где внешний свет (например, солнечный свет) 701 находится снаружи окна, а другой - в направлении 705 электрического света, где электрический свет 702 находится внутри.
4) На основании модели
Другим вариантом является оценка компонента внешнего света из общего света, измеренного в пространстве, характеристик передачи оконных драпировок и доступного внешнего света (например, через внешний датчик). Это требует оценки количества внешнего света на рабочей плоскости, который прошел через оконные драпировки. Требуется знание характеристик передачи (модели) оконных драпировок и положения датчика относительно окна.
Данное изобретение применимо к управлению освещением (электрическим освещением и дневным освещением) и регулированию энергопотребления в зданиях и домах.
Вышеприведенное подробное описание изложило некоторые из многих форм, которые может принимать изобретение. Подразумевается, что вышеприведенное подробное описание должно пониматься как иллюстрация избранных форм, которые может принимать изобретение, а не как ограничение определения изобретения. Только формула изобретения включает в себя все эквиваленты, которые предназначены для определения объема данного изобретения.
Наиболее предпочтительно принципы настоящего изобретения реализуются в виде любой комбинации аппаратного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Более того, программное обеспечение предпочтительно реализуется в виде прикладной программы, материально осуществленной на программном запоминающем устройстве или машиночитаемом запоминающем носителе, состоящем из частей или конкретных устройств и/или комбинации устройств. Прикладная программа может загружаться на и выполняться посредством машины, содержащей любую подходящую архитектуру. Предпочтительно машина реализована на компьютерной платформе, содержащей аппаратное обеспечение, такое как один или более центральных процессоров («ЦП», «CPU»), память и интерфейсы ввода/вывода. Компьютерная платформа также может включать в себя операционную систему и микрокомандный код. Различные процессы и функции, описанные в материалах настоящей заявки, могут быть либо частью микрокомандного кода, либо частью прикладной программы, или любой их комбинацией, которая может выполняться ЦП, независимо от того, показан ли такой компьютер или процессор явно. В дополнение, различные другие периферийные устройства могут быть соединены с компьютерной платформой, такие как дополнительное устройство хранения данных и печатающее устройство.

Claims (15)

1. Способ управления яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник (104) света и внешний источник (105) света, содержащий этапы, на которых:
измеряют отдельные компоненты интенсивности света от установленного источника света и внешнего источника света соответственно в местоположении внутри пространства,
управляют уровнем интенсивности установленного источника (104) света и количеством света от внешнего источника (105) света, входящего в пространство, на основании измеренных компонентов интенсивности света и регулируют уровень интенсивности установленного источника (104) света и количество внешнего света (105), входящего в пространство, одновременно, чтобы оптимизировать условия, чтобы объединенная измеренная интенсивность света от упомянутых источников света была как можно ближе к предопределенному целевому уровню яркости в упомянутом местоположении и количество энергии, потребляемой установленным источником (104) света, минимизировалось.
2. Способ по п. 1, в котором на этапе измерения:
идентифицируют отдельные компоненты интенсивности света на основании известных спектральных характеристик (504, 506) упомянутых источников света.
3. Способ по п. 1, в котором на этапе измерения:
передают кодированную информацию (604), наложенную на общее освещение (605) установленного источника света (602), и определяют уровень сигнала из кодированного светового сигнала.
4. Способ по п. 1, в котором на этапе измерения:
измеряют отдельные интенсивности света из направления (705, 704) установленного источника (702) света и внешнего источника (701) света соответственно.
5. Способ по п. 1, в котором на этапе измерения: измеряют количество внешнего света, доступное для входа в пространство; и оценивают компонент внешнего света в местоположении на основании характеристик передачи окна, через которое входит свет от внешнего источника света, и количество доступного внешнего света.
6. Способ по п. 1, в котором регулировку выполняют посредством многократного (200, 300) подстраивания интенсивности установленного источника (104) света на размер первого адаптационного шага, а количество внешнего света, входящего в пространство (105), на размер второго адаптационного шага, при этом размеры первого и второго адаптационных шагов зависят от разницы между предопределенным целевым уровнем яркости и объединенной измеренной интенсивностью света и от потребления энергии.
7. Способ по п. 1, в котором условие, что объединенная измеренная интенсивность света от упомянутых источников света должна быть как можно ближе к предопределенному целевому уровню яркости в упомянутом местоположении, имеет приоритет над условием, что количество энергии, потребляемое установленным источником света, минимизируется.
8. Способ по п. 7, в котором регулировку выполняют посредством многократного (200, 300) подстраивания интенсивности установленного источника (104) света на размер первого адаптационного шага, а количество внешнего света, входящего в пространство (105), на размер второго адаптационного шага, при этом размер первого адаптационного шага зависит от разницы между предопределенным целевым уровнем яркости и объединенной измеренной интенсивностью света, а размер второго адаптационного шага зависит от разницы между предопределенным целевым уровнем яркости и объединенной измеренной интенсивностью света и от потребления энергии.
9. Система для управления яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник (104) света и внешний источник (105) света, содержащая:
датчик (106) для измерения отдельных компонентов интенсивности света от установленного источника (104) света и внешнего источника (105) света соответственно в местоположении внутри пространства,
первый контроллер (102) для управления уровнем интенсивности установленного источника (104) света и второй контроллер (103) для управления количеством света от внешнего источника (105) света, входящего в пространство, на основании измеренных интенсивностей света, при этом контроллеры выполнены с возможностью регулирования уровня интенсивности установленного источника (104) света и количество внешнего света (105), входящего в пространство, одновременно, чтобы оптимизировать условия, чтобы объединенная измеренная интенсивность света от упомянутых источников света была как можно ближе к предопределенному целевому уровню (101) яркости в упомянутом местоположении и количество энергии, потребляемое установленным источником (104) света, минимизировалось.
10. Система по п. 9, в которой датчик является спектральным датчиком (503), выполненным с возможностью идентифицирования отдельных компонентов интенсивности света на основании известных спектральных характеристик упомянутых источников света.
11. Система по п. 9, в которой установленный источник (602) света выполнен с возможностью передачи кодированной информации (604), наложенной на общее освещение (605) установленного источника (602) света, и датчик (603) выполнен с возможностью определения уровня сигнала из кодированного светового сигнала.
12. Система по п. 9, в которой датчик содержит двойные фотодатчики (703), один, смотрящий в направлении (705) установленного источника света, и второй, смотрящий в направлении (704) внешнего источника света.
13. Система по п. 9, дополнительно содержащая датчик (107) для измерения количества внешнего света, доступного для входа в пространство, и в которой компонент внешнего света в местоположении оценивается на основании характеристик передачи окна, через которое свет поступает от источника внешнего света, и количества доступного внешнего света.
14. Система по п. 9, в которой первый контроллер (102) выполнен с возможностью многократного (200, 300) подстраивания интенсивности установленного источника (104) света на размер первого адаптационного шага, а второй контроллер (103) выполнен с возможностью подстраивания количества внешнего света, входящего в пространство (105), на размер второго адаптационного шага, при этом размеры первого и второго адаптационных шагов зависят от разницы между предопределенным целевым уровнем яркости и объединенной измеренной интенсивностью света и от потребления энергии.
15. Постоянный машиночитаемый носитель, содержащий сохраненные на нем команды для побуждения процессора выполнять процесс управления яркостью света в пространстве, включающем в себя установленный источник (104) света и внешний источник (105) света, процесс, содержащий этапы, на которых:
измеряют отдельные компоненты интенсивности света от установленного источника (104) света и внешнего источника (105) света соответственно в местоположении внутри пространства,
управляют уровнем интенсивности установленного источника (104) света и количеством света от внешнего источника (105) света, входящего в пространство, на основании измеренных интенсивностей света и регулируют уровень интенсивности установленного источника (104) света и количество внешнего света (105), входящего в пространство, одновременно, чтобы оптимизировать условия, чтобы объединенная измеренная интенсивность света от упомянутых источников света была как можно ближе к предопределенному целевому уровню яркости в упомянутом местоположении и количество энергии, потребляемое установленным источником (104) света, минимизировалось.
RU2013151796/28A 2011-04-21 2012-04-20 Система управления электрическим светом и дневным светом с двухрежимным датчиком света RU2598172C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161477632P 2011-04-21 2011-04-21
US61/477,632 2011-04-21
PCT/IB2012/051994 WO2012143900A1 (en) 2011-04-21 2012-04-20 An electric light and daylight control system with a dual-mode light sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013151796A RU2013151796A (ru) 2015-05-27
RU2598172C2 true RU2598172C2 (ru) 2016-09-20

Family

ID=46146991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151796/28A RU2598172C2 (ru) 2011-04-21 2012-04-20 Система управления электрическим светом и дневным светом с двухрежимным датчиком света

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9832831B2 (ru)
EP (1) EP2700286B1 (ru)
JP (1) JP6058630B2 (ru)
CN (1) CN103477718B (ru)
BR (1) BR112013026674A2 (ru)
ES (1) ES2545125T3 (ru)
RU (1) RU2598172C2 (ru)
TW (1) TW201309092A (ru)
WO (1) WO2012143900A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104938033B (zh) 2013-01-25 2017-08-08 飞利浦灯具控股公司 照明设备和照明系统
US10161612B2 (en) 2013-03-15 2018-12-25 Cree, Inc. Ambient light monitoring in a lighting fixture
JP6072980B2 (ja) 2013-05-07 2017-02-01 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ センサを備えた道路照明用照明器具
US20160237745A1 (en) * 2013-10-03 2016-08-18 Philips Lighting Holding B.V. A window shading control system and method thereof based on decomposed direct and diffuse solar radiations
US10470267B2 (en) 2013-11-22 2019-11-05 Ideal Industries Lighting Llc Ambient light regulation methods
CN104278941B (zh) * 2014-09-18 2016-03-30 昆明理工大学 一种可遥控的百叶窗
US20170223802A1 (en) * 2016-02-03 2017-08-03 Honeywell International Inc. Camera-aided controller of illumination
CN105792423A (zh) * 2016-04-12 2016-07-20 上海斐讯数据通信技术有限公司 网络设备指示灯的控制方法、系统及网络设备
DE102016208071A1 (de) * 2016-05-11 2017-11-16 Zumtobel Lighting Gmbh Steuersystem und Verfahren zur Steuerung von ansteuerbaren Leuchten und/oder Einrichtungen
CN106341938B (zh) * 2016-11-07 2018-08-07 电子科技大学 基于变幅值牛顿极值搜索算法的照明节能控制方法
CN109152160B (zh) * 2018-02-08 2019-04-12 山东大学齐鲁医院(青岛) 医院病房亮度自适应调节方法
WO2020078755A1 (en) 2018-10-18 2020-04-23 Signify Holding B.V. Determining light settings and/or daylight blocker settings based on data signal quality
US11870655B2 (en) 2018-10-29 2024-01-09 Signify Holding B.V. System for providing a sequence of nodes in a network
CN110475412B (zh) * 2019-06-26 2021-05-18 深圳中青文化投资管理有限公司 一种办公楼智能照明控制方法及系统
WO2023086457A1 (en) * 2021-11-11 2023-05-19 The Regents Of The University Of California Cyber-physical system for real-time daylight evaluation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5675487A (en) * 1995-06-06 1997-10-07 Iowa State University Research Foundation, Inc. System for controlling energy through window
US6084231A (en) * 1997-12-22 2000-07-04 Popat; Pradeep P. Closed-loop, daylight-sensing, automatic window-covering system insensitive to radiant spectrum produced by gaseous-discharge lamps
US20050110416A1 (en) * 2003-03-24 2005-05-26 Lutron Electronics Co., Inc. System to control daylight and artificial illumination and sun glare in a space
US20080183337A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Fifth Light Technology Ltd. Methods and systems for controlling addressable lighting units

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63124301A (ja) 1986-11-12 1988-05-27 日立エレベ−タサ−ビス株式会社 自動調光装置
FR2678752B1 (fr) * 1991-07-03 1993-10-29 Somfy Installation de commande du niveau d'eclairement d'un local.
JPH06111942A (ja) * 1992-09-30 1994-04-22 Toshiba Lighting & Technol Corp 照明制御システム
CN1083232C (zh) * 1994-11-11 2002-04-17 皇家菲利浦电子有限公司 随着日光光强的增大而使人造光光强最佳化的系统
US5663621A (en) * 1996-01-24 1997-09-02 Popat; Pradeep P. Autonomous, low-cost, automatic window covering system for daylighting applications
US6831288B1 (en) 1999-07-17 2004-12-14 Robert Bosch Gmbh Light-sensitive sensor unit, especially for automatic switching of illumination equipment
AU1125701A (en) 1999-11-17 2001-05-30 Hts High Technology Systems Ag Control of lighting installations
JP2001345186A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Matsushita Electric Works Ltd 照明装置
SE0003112D0 (sv) * 2000-09-04 2000-09-04 Granqvist Claes Goeran Climate control system and method for controlling such
JP4141815B2 (ja) 2002-11-29 2008-08-27 株式会社東芝 プラント運用最適化制御装置
CN102168517B (zh) 2003-03-24 2012-11-14 路创电子公司 控制空间中太阳眩光的电可控窗饰系统
JP4300092B2 (ja) 2003-10-09 2009-07-22 株式会社東芝 プラント運用計画導出装置
US7085627B2 (en) 2003-12-12 2006-08-01 Lutron Electronics Co., Inc. Integrated system for controlling lights and shades
US7417397B2 (en) * 2004-05-06 2008-08-26 Mechoshade Systems, Inc. Automated shade control method and system
US8125172B2 (en) * 2004-05-06 2012-02-28 Mechoshade Systems, Inc. Automated shade control method and system
US7045968B1 (en) * 2004-11-04 2006-05-16 Rensselaer Polytechnic Institute Self-commissioning daylight switching system
EP1846936A4 (en) * 2005-01-24 2011-08-10 Philips Solid State Lighting METHODS AND APPARATUS FOR PROVIDING LIGHTING TO WORKSPACE AND FACILITATING CUSTOMIZATION OF WORKSPACE
JP2006210045A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Matsushita Electric Works Ltd 照明システム
EP1882394B1 (en) * 2005-04-22 2018-09-19 Philips Lighting Holding B.V. Illumination control
JP5264731B2 (ja) 2006-09-12 2013-08-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 照明システムにおいて照明コピーペースト動作を実行するためのシステムおよび方法
US20080183307A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Autani Corporation Upgradeable Automation Devices, Systems, Architectures, and Methods
US7941245B1 (en) * 2007-05-22 2011-05-10 Pradeep Pranjivan Popat State-based system for automated shading
CN201182024Y (zh) * 2008-04-29 2009-01-14 王琰皓 照明节电护目装置
US8288981B2 (en) 2008-09-25 2012-10-16 Lutron Electronics Co., Inc. Method of automatically controlling a motorized window treatment while minimizing occupant distractions
US8299722B2 (en) * 2008-12-12 2012-10-30 Cirrus Logic, Inc. Time division light output sensing and brightness adjustment for different spectra of light emitting diodes
US8410706B2 (en) 2009-03-27 2013-04-02 Lutron Electronics Co., Inc. Method of calibrating a daylight sensor
US8456729B2 (en) * 2009-07-07 2013-06-04 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of The University Of Oregon Weather-responsive shade control system
US8666555B2 (en) 2009-07-30 2014-03-04 Lutron Electronics Co., Inc. Load control system having an energy savings mode
JP5881177B2 (ja) * 2010-02-11 2016-03-09 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 建物照明のための光レベル制御

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5675487A (en) * 1995-06-06 1997-10-07 Iowa State University Research Foundation, Inc. System for controlling energy through window
US6084231A (en) * 1997-12-22 2000-07-04 Popat; Pradeep P. Closed-loop, daylight-sensing, automatic window-covering system insensitive to radiant spectrum produced by gaseous-discharge lamps
US20050110416A1 (en) * 2003-03-24 2005-05-26 Lutron Electronics Co., Inc. System to control daylight and artificial illumination and sun glare in a space
US20080183337A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Fifth Light Technology Ltd. Methods and systems for controlling addressable lighting units

Also Published As

Publication number Publication date
CN103477718A (zh) 2013-12-25
US9832831B2 (en) 2017-11-28
US20140225512A1 (en) 2014-08-14
JP6058630B2 (ja) 2017-01-11
EP2700286B1 (en) 2015-06-10
ES2545125T3 (es) 2015-09-08
BR112013026674A2 (pt) 2017-11-07
RU2013151796A (ru) 2015-05-27
WO2012143900A1 (en) 2012-10-26
EP2700286A1 (en) 2014-02-26
JP2014514720A (ja) 2014-06-19
TW201309092A (zh) 2013-02-16
CN103477718B (zh) 2016-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2598172C2 (ru) Система управления электрическим светом и дневным светом с двухрежимным датчиком света
RU2551888C2 (ru) Способ управления уровнем света в освещении зданий
US9650831B2 (en) Open-loop closed-loop integrated daylight and artificial light control with multipoint sensor calibration
US11041762B2 (en) Control of motorized window treatments and lighting color
US20150234369A1 (en) Unified controller for integrated lighting, shading and thermostat control
US8941322B2 (en) Adaptive integrated daylight and electric light control with multi-sensor for controlled-light distribution
WO2013153480A2 (en) A unifed controller for integrated lighting, shading and thermostat control
US20140303788A1 (en) Dynamic façade system consisting of controllable windows, automated shades and dimmable electric lights
RU2615947C2 (ru) Автокалибровка жалюзийных систем в зданиях
US10167667B2 (en) Method for preventing false positive occupancy sensor detections caused by motion
KR20100097703A (ko) 통합된 에너지 기능을 갖는 조명 관리 시스템
WO2013153475A1 (en) Distributed closed-loop daylight and artificial light control
CN108983842A (zh) 空气机及调整室内光照的方法、装置
JP5750756B2 (ja) 照明制御方法および照明制御システム
KR101127815B1 (ko) 조명제어장치
WO2014057368A1 (en) Sensing light from different sources

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170728