1、在現(xiàn)代生活中,照明燈具已經(jīng)成為不可或缺的一部分。這些燈具不僅能夠?yàn)槿藗兲峁┍匾墓饩€,還能夠?qū)θ藗兊那榫w和健康產(chǎn)生重要影響。過高或過低的燈光強(qiáng)度、色溫等因素會(huì)導(dǎo)致人們出現(xiàn)眼部疲勞、頭痛、失眠等問題,因此如何優(yōu)化照明燈具的光線輸出,成為一個(gè)非常重要的問題。
2、隨著人們生活水平和工作環(huán)境的不斷提高,現(xiàn)代人對(duì)照明質(zhì)量和舒適度的要求越來越高。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)存在許多缺陷,如傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)存在眾多弊端,如能源浪費(fèi)、照明效果不佳、不適應(yīng)不同場(chǎng)景等問題。同時(shí),對(duì)于大型空間環(huán)境,色溫?zé)舻臄?shù)量較多且布局復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)燈光的自動(dòng)化和精準(zhǔn)化控制。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于自適應(yīng)環(huán)境的色溫?zé)粽{(diào)節(jié)系統(tǒng),包括:云服務(wù)器,云服務(wù)器通信連接有數(shù)據(jù)采集單元、云數(shù)據(jù)庫(kù)、場(chǎng)景調(diào)節(jié)預(yù)處理單元、場(chǎng)景色溫綜合調(diào)控單元和調(diào)控終端;
3、所述數(shù)據(jù)采集單元用于采集對(duì)應(yīng)空間屬性下的每個(gè)色溫?zé)舻母黜?xiàng)照明數(shù)據(jù)參數(shù),以及對(duì)應(yīng)空間屬性下的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)值、需求因素信息、相關(guān)環(huán)境參數(shù),并將各類型信息均發(fā)送至云數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ);
4、所述云數(shù)據(jù)庫(kù)還用于存儲(chǔ)照明體量對(duì)照表,存儲(chǔ)光照需求對(duì)照表,存儲(chǔ)光照調(diào)控對(duì)照表,存儲(chǔ)色溫調(diào)控對(duì)照表;
5、所述場(chǎng)景調(diào)節(jié)預(yù)處理單元用于對(duì)當(dāng)前階段的場(chǎng)景色溫狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判定分析,具體為:
6、步驟一:對(duì)當(dāng)前階段下的色溫?zé)羲幁h(huán)境的實(shí)際體量情況進(jìn)行檢測(cè),由此得到色溫?zé)羲鶎?duì)應(yīng)的環(huán)境的實(shí)際體量值;
8、步驟三:將目標(biāo)環(huán)境的環(huán)境照明系數(shù)與存儲(chǔ)在云數(shù)據(jù)庫(kù)中的照明體量對(duì)照表進(jìn)行對(duì)照匹配分析,由此得到該環(huán)境照明系數(shù)下所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體量值;
9、步驟四:將目標(biāo)環(huán)境的實(shí)際體量值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體量值進(jìn)行作差計(jì)算,由此得到體量差值,將體量差值與預(yù)設(shè)的體量對(duì)比參照值進(jìn)行比較分析,由此輸出場(chǎng)景色溫綜合調(diào)控信號(hào)或?qū)ο乱浑A段的色溫?zé)舻沫h(huán)境自適應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并重復(fù)上述步驟;
10、所述場(chǎng)景色溫綜合調(diào)控單元根據(jù)接收到的場(chǎng)景色溫綜合調(diào)控信號(hào),由此對(duì)對(duì)應(yīng)空間屬性下當(dāng)前階段的光照均勻狀態(tài)進(jìn)行判定分析,由此輸出光照均勻信號(hào)和光照非均勻信號(hào),根據(jù)生成的光照非均勻信號(hào),由此對(duì)該空間屬性下的光照狀態(tài)及色溫狀態(tài)分別進(jìn)行調(diào)控分析,由此輸出對(duì)應(yīng)的光照調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值和色溫調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值,并將其發(fā)送至調(diào)控終端;
11、所述調(diào)控終端根據(jù)接收到的光照調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值和色溫調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值,由此對(duì)色溫?zé)舻墓庹諈?shù)及色溫參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)控處理。
12、優(yōu)選地,所述對(duì)當(dāng)前階段的場(chǎng)景色溫狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判定分析,其具體判定過程如下:
13、s1:通過紅外傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前階段的色溫?zé)羲幁h(huán)境的占地面積和空間體積,并將兩項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化分析,依據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)模型:bqv=γ1×fa+γ2×sv,由此得到色溫?zé)羲鶎?duì)應(yīng)的目標(biāo)環(huán)境的實(shí)際體量值bqv,其中,fa表示為占地面積,sv表示為空間體積,γ1和γ2均為大于0的自然數(shù),γ1和γ2分別為占地面積和空間體積;
14、s2:獲取在該實(shí)際體量值下的目標(biāo)環(huán)境中色溫?zé)舻臄?shù)量值以及每個(gè)色溫?zé)舻恼彰鲾?shù)據(jù)參數(shù),其中,照明數(shù)據(jù)參數(shù)包括光強(qiáng)度、色溫值、色彩還原指數(shù)和色坐標(biāo)值;
15、s3:獲取每個(gè)色溫?zé)舻母黜?xiàng)照明數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)應(yīng)的參考值,即光照強(qiáng)度參考值lux*、色溫參考值k*、色彩還原參考值cri*和色坐標(biāo)參考值cla*;
16、s4:將每個(gè)色溫?zé)舻母黜?xiàng)照明數(shù)據(jù)參數(shù)以及各項(xiàng)照明數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)應(yīng)的參考均代入預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)模型中進(jìn)行計(jì)算分析,依據(jù)公式:
18、其中,luxi表示為對(duì)應(yīng)的色溫?zé)舻墓鈴?qiáng)度,ki表示為對(duì)應(yīng)的色溫?zé)舻纳珳刂担琧rii表示為對(duì)應(yīng)的色溫?zé)舻纳蔬€原指數(shù),clai表示為對(duì)應(yīng)的色溫?zé)舻纳鴺?biāo)值,i表示為目標(biāo)環(huán)境中色溫?zé)舻臄?shù)據(jù)集合,i=1,2,3……n,且n為總數(shù),μ為轉(zhuǎn)換因子系數(shù),且μ為大于0的自然數(shù),轉(zhuǎn)換因子系數(shù)用于將所有數(shù)據(jù)項(xiàng)的物理量轉(zhuǎn)換成同一物理量的數(shù)據(jù)系數(shù),δa表示為光強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)的參考值差值的對(duì)照值,δb表示為色溫值與對(duì)應(yīng)的參考值差值的對(duì)照值,δc表示為色彩還原指數(shù)與對(duì)應(yīng)的參考值差值的對(duì)照值,δd表示為色坐標(biāo)值與對(duì)應(yīng)的參考值差值的對(duì)照值;
19、s5:將目標(biāo)環(huán)境的環(huán)境照明系數(shù)與存儲(chǔ)在云數(shù)據(jù)庫(kù)中的照明體量對(duì)照表進(jìn)行對(duì)照匹配分析,由此得到該環(huán)境照明系數(shù)下所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體量值,且每個(gè)環(huán)境照明系數(shù)均對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體量值;
20、s6:將目標(biāo)環(huán)境的實(shí)際體量值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體量值進(jìn)行作差計(jì)算,即體量差值=實(shí)際體量值-標(biāo)準(zhǔn)體量值,由此得到體量差值,設(shè)定體量差值的體量對(duì)比參照值,并將體量差值與預(yù)設(shè)的體量對(duì)比參照值進(jìn)行比較分析;
21、s7:若體量差值大于等于預(yù)設(shè)的體量對(duì)比參照值時(shí),則生成場(chǎng)景色溫綜合調(diào)控信號(hào);
22、s8:若體量差值小于預(yù)設(shè)的體量對(duì)比參照值時(shí),則對(duì)下一階段的色溫?zé)舻沫h(huán)境自適應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并重復(fù)上述步驟。
23、優(yōu)選地,所述對(duì)對(duì)應(yīng)空間屬性下當(dāng)前階段的光照均勻狀態(tài)進(jìn)行判定分析,其具體分析過程如下:
24、獲取目標(biāo)環(huán)境的空間屬性,且空間屬性包括休閑空間屬性、辦公空間屬性、居住空間屬性;
25、將對(duì)應(yīng)空間屬性的目標(biāo)環(huán)境空間按照l(shuí)×k×h的規(guī)格等量劃分為若干個(gè)單位空間位置,通過光照度傳感器獲取不同單位空間位置下的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)值,由此得到對(duì)應(yīng)空間屬性的目標(biāo)環(huán)境空間的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組,并將光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行平均計(jì)算分析,依據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)模型:,由此得到對(duì)應(yīng)空間屬性下的實(shí)際平均光照強(qiáng)度值gzq*,其中,gzqj表示為對(duì)應(yīng)空間屬性下的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中第j個(gè)單位空間位置下的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)值,j=1,2,3……m,其中j表示為光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組,m表示為光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中所含有的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù),且m具體數(shù)值由目標(biāo)環(huán)境空間劃分的單位空間位置的數(shù)量決定;
26、將光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算,依據(jù)公式,由此得到光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中所有數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差σ;
27、將光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中的每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分值轉(zhuǎn)化處理,依據(jù)公式zj=(gzqj-gzq*)/σ,由此得到光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中的每個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)zi;
28、設(shè)置剔除閾值,并將光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中的每個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)與預(yù)設(shè)的剔除閾值進(jìn)行比較分析,當(dāng)轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)大于預(yù)設(shè)的剔除閾值時(shí),則生成剔除指令,依據(jù)剔除指令,找到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并將其從光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組中剔除,由此得到光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組的集中數(shù)據(jù)集;
30、,由此得到對(duì)應(yīng)空間屬性下的實(shí)際特征光照數(shù)據(jù)值tzg,其中,p表示為光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)組對(duì)應(yīng)的集中數(shù)據(jù)集的集合,且p=1,2,3……p,p為總數(shù);
31、設(shè)置實(shí)際特征光照數(shù)據(jù)值的光照均勻?qū)Ρ葏^(qū)間,并將對(duì)應(yīng)空間屬性下的實(shí)際特征光照數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)的光照均勻?qū)Ρ葏^(qū)間進(jìn)行對(duì)比分析,若實(shí)際特征光照數(shù)據(jù)值處于預(yù)設(shè)的光照均勻?qū)Ρ葏^(qū)間之內(nèi),則生成光照均勻信號(hào),反之,若實(shí)際特征光照數(shù)據(jù)值處于預(yù)設(shè)的光照均勻?qū)Ρ葏^(qū)間之外,則生成光照非均勻信號(hào)。
32、優(yōu)選地,所述對(duì)該空間屬性下的光照狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控分析,其具體分析過程如下:
33、根據(jù)生成的光照非均勻信號(hào),由此獲取對(duì)應(yīng)空閑屬性的需求因素信息中的照明需求參數(shù)、環(huán)境氛圍參數(shù)和視覺需求參數(shù),并將三項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析,依據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)模型:ldf=ρ1×lrp+ρ12×eap+ρ3×veq,由此輸出對(duì)應(yīng)的空間屬性的光照需求因子ldf,其中,lrp表示為對(duì)應(yīng)空間屬性下的照明需求參數(shù),eap表示為對(duì)應(yīng)空間屬性下的環(huán)境氛圍參數(shù),veq表示為對(duì)應(yīng)空間屬性下的視覺需求參數(shù),ρ1、ρ2和ρ3分別為照明需求參數(shù)、環(huán)境氛圍參數(shù)和視覺需求參數(shù)的權(quán)重因子,ρ1、ρ2和ρ3均為大于0的自然數(shù),權(quán)重因子用于均衡各項(xiàng)數(shù)據(jù)在公式計(jì)算中的占比權(quán)重,從而促進(jìn)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性;
34、將對(duì)應(yīng)的空間屬性的光照需求因子與存儲(chǔ)在云數(shù)據(jù)庫(kù)中的光照需求對(duì)照表進(jìn)行對(duì)照匹配分析,由此得到在該光照需求因子下所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)特征光照數(shù)據(jù)值,且每個(gè)光照需求因子均對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特征光照數(shù)據(jù)值;
35、將對(duì)應(yīng)空間屬性下的標(biāo)準(zhǔn)特征光照數(shù)據(jù)值與對(duì)應(yīng)的實(shí)際特征光照數(shù)據(jù)值進(jìn)行作差計(jì)算,即光照差值=標(biāo)準(zhǔn)特征光照數(shù)據(jù)值-實(shí)際特征光照數(shù)據(jù)值,由此得到光照差值;
36、將對(duì)應(yīng)空間屬性下的光照差值與存儲(chǔ)在云數(shù)據(jù)庫(kù)中的光照調(diào)控對(duì)照表進(jìn)行對(duì)照匹配分析,由此得到在該光照差值下所對(duì)應(yīng)的光照調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值,且每個(gè)光照差值均對(duì)應(yīng)一個(gè)光照調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值;
37、并將其發(fā)送至調(diào)控終端,調(diào)控終端根據(jù)接收到的光照調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值由此對(duì)對(duì)應(yīng)空間屬性中的色溫?zé)舻墓庹諈?shù)進(jìn)行調(diào)控。
38、優(yōu)選地,所述對(duì)該空間屬性下的色溫狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控分析,其具體分析過程如下:
39、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)空間屬性中不同單位空間位置下的相關(guān)環(huán)境參數(shù),且相關(guān)環(huán)境參數(shù)包括人流量值、環(huán)境溫度值、環(huán)境濕度值和二氧化碳濃度值;
40、并將每個(gè)單位空間位置下的各項(xiàng)相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行綜合分析,依據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)模型:,由此得到對(duì)應(yīng)單位空間位置下的相關(guān)環(huán)境影響系數(shù)recj,其中,rlj表示為對(duì)應(yīng)單位空間位置下的人流量值,hwj表示為對(duì)應(yīng)單位空間位置下的環(huán)境溫度值,hsj表示為對(duì)應(yīng)單位空間位置下的環(huán)境溫度值,htj表示為對(duì)應(yīng)單位空間位置下的二氧化碳濃度值,而δ1、δ2、δ3和δ4分別為人流量值、環(huán)境溫度值、環(huán)境濕度值和二氧化碳濃度值的修正因子系數(shù),δ1、δ2、δ3和δ4均為大于0的自然數(shù);
41、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)空間屬性中不同單位空間位置下的色溫?cái)?shù)據(jù)值,并將其記作selj;
42、將對(duì)應(yīng)空間屬性下的各單位空間位置下的相關(guān)環(huán)境影響系數(shù)與其色溫?cái)?shù)據(jù)值進(jìn)行綜合分析,依據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)模型:,由此得到各單位空間位置下的色溫偏差值,其中,sel*j表示為對(duì)應(yīng)單位空間位置下的色溫?cái)?shù)據(jù)值的標(biāo)準(zhǔn)參照值;
43、將對(duì)應(yīng)單位空間位置下的色溫偏差值與存儲(chǔ)在云數(shù)據(jù)庫(kù)中的色溫調(diào)控對(duì)照表進(jìn)行對(duì)照匹配分析,由此得到在該色溫偏差值下所對(duì)應(yīng)的色溫調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值,且每個(gè)色溫偏差值均對(duì)應(yīng)一個(gè)色溫調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值;
44、并將每個(gè)單位空間位置所對(duì)應(yīng)的色溫調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值發(fā)送至調(diào)控終端,并由調(diào)控終端控制對(duì)應(yīng)單位空間位置中的色溫?zé)舻纳珳貐?shù),以實(shí)現(xiàn)色溫?zé)舡h(huán)境的自適應(yīng)。
46、本發(fā)明,通過對(duì)不同空間屬性下的照明數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,由此實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前階段的場(chǎng)景色溫狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判定分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)色溫?zé)舻沫h(huán)境自適應(yīng)調(diào)控,并根據(jù)實(shí)際體量情況和環(huán)境照明系數(shù)進(jìn)行匹配,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的精確調(diào)節(jié);
47、通過對(duì)光照均勻狀態(tài)的判定分析和光照非均勻信號(hào)的生成,采用數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練分析的方式,由此對(duì)光照狀態(tài)以及色溫狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控分析,輸出相應(yīng)的光照調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值和色溫調(diào)控?cái)?shù)據(jù)值,從而實(shí)現(xiàn)色溫?zé)粼诓煌h(huán)境中提供均勻、高質(zhì)量的照明,滿足用戶的視覺需求,提升照明效果和舒適感;
48、且根據(jù)實(shí)際體量情況及需求因素的綜合分析,由實(shí)現(xiàn)色溫?zé)糇赃m應(yīng)環(huán)境下的精準(zhǔn)調(diào)控,從而在使得燈光的亮度和色溫適應(yīng)到最佳狀態(tài)的同時(shí),也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果,降低能源消耗,減少了環(huán)境的壓力,利用自適應(yīng)的照明調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)不同場(chǎng)景和需求提供個(gè)性化的照明體驗(yàn),有效提高了工作效率和生活質(zhì)量。
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