一種藝術智能檯燈的製作方法
2023-07-01 17:30:56
本發明屬於家用家具技術領域，尤其涉及一種藝術智能檯燈。
背景技術：
隨著科技的發展，我們越來越需求更加便捷的生活環境，這就要求我們更好的掌握和應用科學技術，提高創新思維能力，能夠開發出更加人性化的產品供人們使用。檯燈是我們學習、工作中不可或缺的一個工具，
綜上所述，目前的檯燈並不具有自動調節亮度的功能以及自動開關功能，智能化程度低，浪費了好多能源。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種藝術智能檯燈，旨在解決目前的檯燈並不具有自動調節亮度的功能以及自動開關功能，智能化程度低，浪費了好多能源的問題。
本發明是這樣實現的，該藝術智能檯燈設置有底座、控制單元、蓄電池、伸縮杆、照明燈、太陽能板、紅外傳感器、聲音傳感器、光強傳感器；
底座內安裝有控制單元和蓄電池，底座的上端安裝有伸縮杆，伸縮杆的頂部安裝有照明燈，照明燈的背面安裝有太陽能板，太陽能板通過導線與蓄電池相連接，蓄電池的電源輸出端通過控制器與照明燈相連接；底座的表面分別安裝有紅外傳感器、聲音傳感器、光強傳感器，紅外傳感器、聲音傳感器、光強傳感器分別與控制單元相連接。
進一步，所述光強傳感器包括光敏電阻、用於檢測光敏電阻電壓的A/D轉換晶片、接受來自A/D轉換晶片的電壓並用單片機調整佔空比用於對照明燈的電流進行控制的脈衝寬度調製裝置；所述紅外傳感器上安裝有菲涅爾透鏡；所述底座上還設有供蓄電池充電的充電接口；所述照明燈採用LED燈。
進一步，所述控制單元包括信號接收模塊、信號處理模塊、信號發射模塊；
所述信號接收模塊與信號處理模塊連接，用於接收紅外傳感器、聲音傳感器、光強傳感器傳輸的檢測信號，並將接收的檢測信號傳輸給信號處理模塊；
所述信號處理模塊與信號發射模塊連接，用於接收信號接收模塊發送的檢測信號，並對檢測信號進行處理，將處理後的指令信號傳輸給信號發射模塊；
所述信號發射模塊用於接收信號處理模塊發送的指令信號，並將指令信號發送至照明燈。
進一步，所述信號接收模塊的信號接收方法為：
首先，用感知設備在獨立的採樣周期內對目標信號x(t)進行採集，並用A/D方式對信號進行數字量化；
然後，對量化後的信號x(i)進行降維；
最後，對降維後的信號進行重構；其中t為採樣時刻，i為量化後的信號排序；
對量化後的信號進行降維，具體是對量化後的信號通過有限脈衝響應濾波器的差分方程i＝1,…,M，其中h(0),…,h(L-1)為濾波器係數，設計基於濾波的壓縮感知信號採集框架，構造如下託普利茲測量矩陣：
則觀測i＝1,…,M，其中b1,…,bL看作濾波器係數；子矩陣ΦFT的奇異值是格拉姆矩陣G(ΦF,T)＝Φ′FTΦFT特徵值的算術根，驗證G(ΦF,T)的所有特徵值λi∈(1-δK,1+δK),i＝1,…,T，則ΦF滿足RIP，並通過求解如下公式(1)最優化問題來重構原信號：
即通過線性規劃方法來重構原信號，亦即BP算法；
針對實際壓縮信號，如語音或紅外光信號的採集，則修改ΦF為如下形式：
如果信號在變換基矩陣Ψ上具有稀疏性，則通過求解如下公式(2)最優化問題，精確重構出原信號：
其中Φ與Ψ不相關，Ξ稱為CS矩陣。
進一步，A/D轉換晶片檢測光敏電阻電壓的檢測方法採用測量經過可調數字式移相器移相的待測信號Vx與參考微波信號Vref合成後的信號功率的方法，實現對微波相位的精確測量，即將待測信號Vx經過可調數字式移相器搬移一定的相位角度後加到功率合成器的輸入埠二，將與待測信號Vx頻率相同的參考微波信號Vref加到功率合成器的輸入埠一；這兩路信號經過功率合成器進行矢量合成後加在光敏電阻的輸入埠；
可調數字式移相器在待測信號Vx的相位的基礎上增加額外的附加相位，結果使得即將與其進行矢量合成的參考微波信號Vref相對於此路信號的角度成為180度和0度，這分別對應在功率合成器的輸出埠處的信號功率為最小值與最大值；然後通過數字式萬用表精確地檢測出光敏電阻的輸出埠電壓的最小值和最大值，分別對應功率合成器的輸出埠處的信號功率的最小值和最大值，從而判斷被合成的兩個矢量之間的角度是180度還是0度，若該角度成為180度，則意味著參考信號的相位角度加上180度再減去可調數字式移相器所示移相度數後即為待測信號Vx的相位；若該角度成為0度，則意味著參考信號的相位角度減去可調數字式移相器所示移相度數後即為待測信號Vx的相位其中兩次附加相位角度之差肯定為180度，從而推算出的待測信號Vx的原相位是一個唯一的值。
進一步，所述可調數字式移相器配置優化和運行控制方法，電路板斷面為包含L個節點和nL條輸電線路，對應於所述的nL條輸電線路計劃配置M臺可調數字式移相器，其中，L為≥3的正整數，nL為≥2的正整數，M為≤nL的正整數；所述的可調數字式移相器配置優化和運行控制方法包括以下步驟：
S100：獲取所述電路板斷面L個節點的節點數據和可調數字式移相器的計劃配置臺數M，所述的節點數據包括節點導納，節點上的光敏電阻有功出力、有功負荷和無功功率；
S200：用串聯電壓源和並聯電流源等效可調數字式移相器，利用諾頓定理，將其中的電壓源支路轉化為附加節點注入功率，建立含有可調數字式移相器的電力系統節點功率平衡方程；
S300：通過設置功率權重係數w1和電路板損權重係數w2調節優化目標中斷面輸送功率和電路板損的權重，以斷面輸送功率最大並且兼顧電路板損最小為優化目標，建立含有可調數字式移相器並且考慮多運行方式下斷面N-1約束的最優潮流數學模型；
S400：採用非線性原始-對偶內點法，以所有節點在基礎運行方式及其N-1斷開運行方式下的功率平衡方程式為等式約束條件，以光敏電阻的有功、無功出力限制、移相角限制、節點電壓限制為變量約束條件，以所有線路功率熱穩極限限制為不等式約束條件，求解所述的最優潮流數學模型；所述最優潮流數學模型為：
式中，F為標量目標函數；G為等式約束條件，H為不等式約束條件；x為狀態變量；u為控制變量；
所述目標函數為：
式中，PGi為第i個可調數字式移相器的有功出力；a0i，a1i，a2i為耗量特性曲線參數；
所述等式約束(節點功率平衡方程)為：
所述不等式約束，包括電源有功出力上下界約束
式中，sB為系統所有節點集合，SG為可調數字式移相器的集合，Vi、θi為節點i的電壓幅值與相角；θij＝θi-θj；Gij、Bij分別為節點導納矩陣第i行第j列元素的實部與虛部。
S500：對應於電路板斷面的各條線路中配置2至M臺可調數字式移相器的所有配置狀態，採用窮舉法重複調用步驟S400進行計算，獲取不同配置狀態下各種基礎運行方式及其N-1開斷方式下的斷面傳輸容量；
S600：比較步驟S500獲得的每一種配置狀態下各種基礎運行方式的斷面傳輸容量，根據綜合斷面傳輸容量最大時可調數字式移相器的配置狀態，確定可調數字式移相器的最優配置狀態，所述的最優配置狀態包括可調數字式移相器的安裝臺數，以及各可調數字式移相器在所述電路板斷面中的安裝位置；
S700：根據步驟S600確定的可調數字式移相器最優配置狀態，在電路板斷面的輸電線路上配置可調數字式移相器；同時令目標函數中的功率權重係數w1＝0，令約束中取健全運行方式個數nm＝1，令負荷率λ≡1，對應於電網斷面在系統健全運行狀態和斷面N-1開斷狀態的各種運行方式，採用窮舉法重複調用步驟S400進行計算，確定各可調數字式移相器的開機方式和移相角取值，建立可調數字式移相器運行控制參數表；
S800：可調數字式移相器控制裝置根據系統當前的運行狀態，讀取可調數字式移相器運行控制參數表，依據運行控制參數表調節各臺可調數字式移相器的運行方式和移相角，在系統健全運行狀態及N-1開斷狀態實現電路板斷面輸送能力的最優化。
進一步，所述的步驟S400包括以下動作：
S410：設置初值，令迭代次數k＝0，最大允許迭代次數Kmax＝50，中心參數ζ∈(0,1]，計算精度ε＝10-6，選擇鬆弛因子[l,u]T>0，拉格朗日乘子[z>0,w<0,y≠0]T，選取變量的初值；
S420：如果k<Kmax，轉步驟S430；否則，迭代計算不收斂，退出迭代循環；
S430：按下式計算對偶間隙Gap：
Gap＝lTz-uTw (3)
若Gap0，拉格朗日乘子[z>0,w<0,y≠0]T，選取變量的初值；
S420：如果k<Kmax，轉步驟S430；否則，迭代計算不收斂，退出迭代循環；
S430：按下式計算對偶間隙Gap：
Gap＝lTz-uTw (3)
若Gap<ε，計算成功，輸出最優解，退出迭代循環。
下面結合工作原理對本發明的結構進一步描述。
太陽能板6吸收太陽能並轉換為電能儲存在蓄電池3中，紅外傳感器7用於判斷檯燈周圍是否有人，通過聲音傳感器8檢測周圍是否有聲音，並將信號傳輸到控制單元2，通過檢測人體的位置及聲音的大小判斷「開」「關」，從而實現檯燈的自動開關。光敏電阻來採集環境光亮程度，然後採用脈衝寬度調製控制電壓或頻率協調變化，脈衝寬度調製方式是把每一脈衝的寬度均相等的脈衝列作為PWM波，通過改變脈衝列的周期可以調頻，改變脈衝的寬度或佔空比可以調壓，採用適當控制方法即可使得電壓與頻率協調變化。通過人眼不易察覺的頻率快速開關LED燈，給人一種LED燈總是亮的假象。開關時間比率決定了流過LED的平均電流，從而決定了LED檯燈的亮度。其具有較高的調光精確度，很容易實現萬分之一的精度。方便了人們的生活，節約能源以及保護用戶視力，實現燈的自動開關。同時用戶可以手動設定當前所需的亮度，設定後，檯燈可自動調節亮度，使周圍環境光強始終保持在用戶先前所設定的亮度上。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。