一種照明控制系統及控制方法
2023-10-09 07:19:29
一種照明控制系統及控制方法
【專利摘要】本實用新型提供一種照明控制系統，包括照度監測模塊、控制模塊及執行單元，照度監測模塊測量照度，執行單元具有多種工作狀態，控制模塊對輸入信號進行運算並向執行單元發出控制命令，使其在各工作狀態間轉換，其中控制模塊包括：存儲模塊，存儲執行閥值及關閉閥值；比較器，將輸入的照度數據和各閥值進行比較；執行運算器，根據比較器運算結果產生控制命令並輸出；關閉閥值計算模塊根據執行運算器的控制命令，讀取當前照度數據，運算生成新的關閉閥值，並寫入存儲模塊。本實用新型通過測量燈具打開後的實測照度來計算關閉閥值，使得這個關閉閥值會根據環境因素的變化而變化，實現精確控制。
【專利說明】—種照明控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種照明控制系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]在日常生活中人們總是希望可以有一個明亮的光環境，但是出於節能需要又不允許燈具一直處於常亮狀態。為解決這個問題感應類燈具應運而生，這些燈具使用通用光電傳感器，探知環境光的亮度，轉換為電信號，再通過開關電源來點亮或關閉燈具，達到白天滅燈晚上亮燈的效果，從而充分利用太陽光等自然光，實現節能的目的。
[0003]現在常用的照度感應燈的關燈工作閥值在軟體中經常和開燈閥值一致或由開燈閥值減去一定的估算值得到，沒有考慮不同的環境和不同的光源所造成的誤差值的不同。由於燈具本身也是一個光源，通過光電傳感器測量照度時並不能區分發光器件自身發光和環境中的自然光，由於這兩種光的相互作用，會干擾傳感器的測量結果，使得系統控制不精確，所以經常出現開關燈時環境照度不一致或關燈的時候出現不停的閃爍。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是為了解決上述問題，提供一種穩定節能的照明控制系統及控制方法。
[0005]本實用新型為實現上述功能，所採用的技術方案是提供一種照明控制系統，包括照度監測模塊、控制模塊及執行單元，所述照度監測模塊測量照度，並將照度數據輸入所述控制模塊，所述控制模塊對輸入信號進行運算處理並向所述執行單元發出控制命令，所述執行單元具有至少兩種工作狀態，所述執行單元根據所述控制命令在各工作狀態間轉換，其特徵在於，所述控制模塊包括:
[0006]存儲模塊，存儲執行閥值及關閉閥值；
[0007]比較器，將輸入的照度數據和所述執行閥值及關閉閥值進行比較；
[0008]執行運算器，讀取所述比較器的運行結果，進行運算，並輸出控制命令；
[0009]關閉閥值計算模塊，接收所述執行運算器的控制命令，根據所述控制命令，讀取所述照度監測模塊的照度數據，通過運算產生新的關閉閥值，並寫入所述存儲模塊。
[0010]進一步的，所述執行單元的工作狀態包括關閉狀態和第一工作狀態。
[0011]進一步的，所述照明控制系統還包括人體感應模塊，所述人體感應模塊向所述執行運算器輸出人體感應數據，所述執行單元的工作狀態還包括第二工作狀態，所述第二工作狀態的亮度大於所述第一工作狀態的亮度，所述執行運算器處理所述人體感應數據並向所述執行單元發出控制命令，所述執行單元根據控制命令在所述第一工作狀態和第二工作狀態間轉換。
[0012]進一步的，所述人體感應模塊為紅外感應器。
[0013]進一步的，所述控制模塊還包括閥值計算判斷模塊，所述存儲模塊中存儲有判斷值，所述閥值計算判斷模塊根據所述比較器對照度數據和所述判斷值的比較結果，向所述關閉閥值計算模塊發出模塊啟動命令，所述關閉閥值計算模塊只有在收到所述模塊啟動命令和所述執行運算器的控制命令時，才能進行關閉閥值計算。
[0014]進一步的，所述照度監測模塊包括至少一個光傳感器。
[0015]本實用新型所提供的技術方案通過測量燈具打開後的實測照度來計算關閉閥值，使得這個關閉閥值會根據環境因素、安裝因素以及燈具自身的照度的變化而變化，從而實現不受環境、燈具狀態影響的精確控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型照明控制系統的結構框圖；
[0017]圖2是本實用新型照明控制系統關閉狀態的流程圖；
[0018]圖3是本實用新型照明控制系統第一工作狀態的流程圖；
[0019]圖4是本實用新型照明控制系統第二實施例的結構框圖；
[0020]圖5是本實用新型照明控制系統第三實施例的結構框圖；
[0021]圖6是本實用新型照明控制系統第三實施例中第一工作狀態的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提出的一種照明控制系統及控制方法作進一步詳細的說明。
[0023]請參考圖1，圖1所示是本實用新型提出的一種照明控制系統的一個較佳實施例的結構示意圖，該系統包括一個照度監測模塊1、控制模塊2及執行單元3。照度監測模塊I包括至少一個光傳感器，通過光傳感器檢測環境照度，獲得照度數據。執行單元3可以是一個或多個照明設備，如路燈、吸頂燈等。控制模塊2連接照度監測模塊I和執行單元3，接收來自照度監測模塊I的照度數據並對輸入信號進行運算處理產生各類控制命令。執行單元3可以有點亮、關閉、不同的光色、不同的亮度等多種工作狀態，這些都可以通過控制模塊2的控制命令加以控制。執行單元3接收來自控制模塊2的控制命令，並根據這些控制命令在各工作狀態間轉換，如控制模塊2發出開燈命令，則執行單元點燈進入開燈狀態。圖1僅是結構示意圖，整個照明控制系統還可能包括其他部分，控制模塊2還可以連接其他傳感器設備，獲取溫度數據等，甚至通過DMX512協議、Zigbee協議獲取外部控制信息。本實施例主要關注的是根據環境照度來進行燈具的開關控制，因此執行單元3在本實施例中僅具有開燈和關燈這兩種工作狀態，在這裡我們稱關燈時為關閉狀態，開燈時為第一工作狀態。
[0024]在本實施例中控制模塊包括以下幾個部分:
[0025]存儲模塊201，存儲執行閥值及關閉閥值，這裡的執行閥值及關閉閥值都是照度值，是根據安裝場合照明的需要預先設置的一個值。關閉閥值在照明控制系統實際運行時會重新計算。但是為防止首次運行無法關閉，在系統初始化的時候還是預先設置一個關閉閥值，這個值可以等於或大於執行閥值；
[0026]比較器202，將照度監測模塊I測得的照度數據和執行閥值或關閉閥值進行比較；
[0027]執行運算器204，讀取所述比較器202的運行結果，進行運算產生控制命令。基本的處理規則是當照度數據小於執行閥值，燈具打開照明控制系統進入第一工作狀態，當照度數據大於執行閥值，燈具關閉照明控制系統進入關閉狀態，這種狀態的變化由執行運算器204向執行單元3發出控制命令，執行單元3根據控制命令來進行切換；
[0028]關閉閥值計算模塊203，用於計算適應當前環境的關閉閥值以獲得精確控制，每一次關閉閥值的計算都需要由執行運算器204的控制命令來觸發，這個命令通常在執行運算器204向執行單元3發出開燈命令後發出，關閉閥值計算模塊203通過開燈後的照度測得值經一定的運算，產生新的關閉閥值，並將結果寫入存儲模塊201。
[0029]上述控制模塊中的各功能模塊的定義，僅是為了描述方便，從實現功能的角度進行劃分的，並不是要把他們限定為分離元件，這些模塊可以是一個單片機、一個電路(如比較電路)、或一個元器件，或者只是IC晶片中可以實現這一功能的一部分電路，而控制模塊也完全可以是，包含這些功能的單獨的一個晶片。
[0030]在圖1中，箭頭表示了本系統中的數據流向，如圖所示，照度監測模塊I產生照度數據，輸入比較器202和關閉閥值計算模塊203 ;比較器202從存儲模塊201讀數據，運算結果向執行運算器204發送；執行運算器204從比較器202讀取數據，向執行單元3和關閉閥值計算模塊203發送控制命令；關閉閥值計算模塊203從執行運算器204接收命令，並向存儲模塊201寫數據。
[0031]本實施例中的照明控制系統，由於執行單元有兩個工作狀態，在照明控制系統運行時，這兩個狀態分別執行兩個不同的程序流程，流程圖見圖2、圖3。
[0032]圖2為照明控制系統處於關閉狀態的工作流程，照度監測模塊I測量照度，比較器202判斷照度數據是否小於記錄於所述存儲模塊201的執行閥值，當照度數據大於等於所述執行閥值，所述照度監測模塊I繼續重複上述操作，直到測得的照度數據小於執行閥值，說明環境照度已經太暗需要開燈了，此時執行運算器204向執行單元3發出控制命令，所述執行單元3接收所述控制命令進入第一工作狀態。在發出開燈命令的同時，執行運算器204向關閉閥值計算模塊203發出控制命令，令其重新計算關閉閥值。關閉閥值計算模塊203接收命令後，計算關閉閥值並將新的關閉閥值寫入存儲模塊201。關閉閥值的計算方法預先設計，但是都和開燈後的照度數據有關，此時測得的照度是燈具照度和環境照度的疊加值。在本實施例中，關閉閥值計算模塊203直接讀取照度監測模塊I的照度數據作為關閉閥值。更為優選的是多次讀取照度監測模塊I的照度數據計算出一個平均值來作為關閉閥值。當然，也會考慮到開燈將當前的照度作為關閉閥值，但此時只要環境光稍有增加，測得的照度就會突破關閉閥值，形成一開馬上就關的閃爍情況。在計算關閉閥值時，還可以在測得的照度上按一定比例幅度計算一個增量值來作為關閉閥值。當關閉閥值寫入存儲模塊201後，原來照明控制系統初始化時預設的關閉閥值就被替換，由原先的估算值替換為精確的實測值，從而使得照明控制系統在不同的安裝環境中都可以有準確的關閉閥值。
[0033]以上的過程是假設燈具處於一個正常的運行環境，周圍是自然光，那麼環境光的變化是一個由暗道明或由明到暗的一個漸變的過程照明控制系統但是，當首次上電時，正好是一個很暗的環境，環境照度即使疊加上了燈具照度也還是小於預設的執行閥值，這樣就會造成關閉閥值小於執行閥值的局面，使得燈具不停的開關。為了解決這樣的問題，本實用新型提供了第二實施例，結構框圖見圖4。與前述實施例相比，在控制模塊2中增加了閥值計算判斷模塊5，在存儲模塊201中另外存儲有判斷值，閥值計算判斷模塊5根據所述比較器202對來自照度監測模塊I的照度數據和所述判斷值的進行比較，並根據運算結果，向關閉閥值計算模塊203發出模塊啟動命令，而關閉閥值計算模塊203隻有在收到模塊啟動命令時，並且同時有執行運算器204的控制命令時才會進行關閉閥值計算。具體流程如下:在關閉閥值計算模塊203接收到計算關閉閥值的命令後，並不立即進行計算，而是在這裡加入一個判斷步驟H)l，見圖2，預設一個判斷值，判斷當前照度是否小於該判斷值。大於等於判斷值則執行關閉閥值的計算及寫入所述存儲模塊201的操作，否則跳過關閉閥值計算步驟，仍保留原關閉閥值。待照明控制系統進入正常運行環境時，環境照度始終還是一個漸變的過程，這樣在由亮到暗的過程中，照度接近臨界點時，關閉閥值的計算程序會獲得運行，從而得到準確的關閉照度值。這裡所說的判斷值是在執行閥值加上一個定值，這個定值可以是一個估算值，在本實施例中這個定值為執行單元產生的照度值，只有在點燈後測得的照度值大於該判斷值，才會重新計算關閉閥值。
[0034]圖3為照明控制系統處於第一工作狀態的工作流程，照度監測模塊和關閉狀態一樣還是測量照度，但是此時對比的數據變為關閉閥值，這個關閉閥值是當時存儲於存儲模塊的數據。比較器判斷照度數據是否大於記錄於存儲模塊的關閉閥值，照度數據小於等於關閉閥值，則照度監測模塊繼續重複上述操作，直至照度數據大於關閉閥值，表明環境已經變亮，不需要開燈了，執行運算器向執行單元發出控制命令，執行單元接收關燈命令進入關閉狀態。
[0035]在本實施例中，照明控制系統始終在關閉狀態和第一工作狀態之間切換，因此在這兩個工作狀態的工作流程實際上是彼此連續的一個過程，如圖2、圖3所示，關閉狀態的結束節點，就是第一工作狀態的開始節點，圖中表示為B，而第一工作狀態的結束節點，就是關閉狀態的開始節點，圖中表示為A。
[0036]上述實施例中執行單元可以根據環境的亮暗自動開燈和關燈，既滿足了人們對光環境的需求，也節約了能源。但是僅根據環境來控制燈具，會造成無人情況下的燈具常亮，也會造成浪費。為此本實用新型還提供第三實施例來解決該問題。在第三實施例中，燈具採用LED光源從而可以實現不同亮度的調節。第三實施例的系統結構框圖見圖5，為了實現有人時照明，無人時節能，在照明控制系統中增加了一個人體感應模塊4，其可以檢測照明區域內是否有人，並將檢測數據傳輸給控制模塊中的執行運算器204。在本實施例中人體感應模塊為紅外傳感器。同時照明控制系統的工作狀態除了關閉狀態和第一工作狀態外還增加了第二工作狀態。和第一工作狀態相比，第二工作狀態時，執行單元3的亮度大於第一工作狀態，第一工作狀態時執行單元3點亮，但是僅輸出一個較低的照度，而第二工作狀態時執行單元3輸出最大照度。這樣的照明控制系統可以實現:環境亮時關閉執行單元3，而環境暗時，如果無人僅維持一個較暗但不至於看不見的光環境，有人則實現一個明亮的光環境。具體的執行步驟在關閉狀態和第一實施例一致，這裡就不再贅述。區別在於在第一工作狀態的執行程序，具體流程圖見圖6，在第一實施例的基礎上，增加了一個人員判斷步驟R)2，具體步驟包括:接收根據人體感應數據判斷是否有人:有人，執行單元3進入第二工作狀態，並繼續循環判斷是否有人，直至判斷為無人則所述執行單元3進入第一工作狀態。在人員判斷步驟F02結束後，照度監測模塊I測量照度，比較器202判斷照度數據是否大於記錄於所述存儲模塊201的關閉閥值，如小於等於關閉閥值返回到起始位置再次執行人員判斷步驟，如情況相反照度數據大於關閉閥值，則執行運算器204向執行單元3發出控制命令，執行單元3接收命令進入關閉狀態。
[0037]上文對本實用新型優選實施例的描述是為了說明和描述，並非想要把本實用新型窮盡或局限於所公開的具體形式，顯然，可能做出許多修改和變化，這些修改和變化可能對於本領域技術人員來說是顯然的，應當包括在由所附權利要求書定義的本實用新型的範圍之內。
【權利要求】
1.一種照明控制系統，包括照度監測模塊、控制模塊及執行單元，所述照度監測模塊測量照度，並將照度數據輸入所述控制模塊，所述控制模塊對輸入信號進行運算處理並向所述執行單元發出控制命令，所述執行單元具有至少兩種工作狀態，所述執行單元根據所述控制命令在各工作狀態間轉換，其特徵在於，所述控制模塊包括: 存儲模塊，存儲執行閥值及關閉閥值； 比較器，將輸入的照度數據和所述執行閥值及關閉閥值進行比較； 執行運算器，讀取所述比較器的運行結果，進行運算，並輸出控制命令； 關閉閥值計算模塊，接收所述執行運算器的控制命令，根據所述控制命令，讀取所述照度監測模塊的照度數據，通過運算產生新的關閉閥值，並寫入所述存儲模塊。
2.根據權利要求1所述的照明控制系統，其特徵在於所述執行單元的工作狀態包括關閉狀態和第一工作狀態。
3.根據權利要求2所述的照明控制系統，其特徵在於所述照明控制系統還包括人體感應模塊，所述人體感應模塊向所述執行運算器輸出人體感應數據，所述執行單元的工作狀態還包括第二工作狀態，所述第二工作狀態的亮度大於所述第一工作狀態的亮度，所述執行運算器處理所述人體感應數據並向所述執行單元發出控制命令，所述執行單元根據控制命令在所述第一工作狀態和第二工作狀態間轉換。
4.根據權利要求3所述的照明控制系統，其特徵在於所述人體感應模塊為紅外感應器。
5.根據權利要求1所述的照明控制系統，其特徵在於所述控制模塊還包括閥值計算判斷模塊，所述存儲模塊中存儲有判斷值，所述閥值計算判斷模塊根據所述比較器對照度數據和所述判斷值的比較結果，向所述關閉閥值計算模塊發出模塊啟動命令，所述關閉閥值計算模塊只有在收到所述模塊啟動命令和所述執行運算器的控制命令時，才能進行關閉閥值計算。
6.根據權利要求1所述的照明控制系統，其特徵在於所述照度監測模塊包括至少一個光傳感器。
【文檔編號】H05B37/02GK203984732SQ201420341358
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】欒成松 申請人:歐普照明股份有限公司